产品需求：用java做一个长链接转短链的微服务

男娘i 2023-01-23 04:55 14阅读 0赞

![1a93a5c0deb06fea388ccdb27c08c8ba.png][]

产品需求：

#### 设计一个类似于TinyURL的缩短链接长度的服务，用户在访问短链接的时候可以自动跳转到长链接。    ####

![d751616d9dc20397d23deaee4ef2ab2e.png][]

#### 思路: ####

*  将长网址用md5算法生成32位签名串，分为4段,，每段8个字符
 *  对这4段循环处理，取每段的8个字符, 将他看成16进制字符串与0x3fffffff(30位1)的位与操作，超过30位的忽略处理
 *  将每段得到的这30位又分成6段，每5位的数字作为字母表的索引取得特定字符，依次进行获得6位字符串
 *  这样一个md5字符串可以获得4个6位串，取里面的任意一个就可作为这个长url的短url地址
 *  得到是唯一的，但是我们能够取出4组，这样几乎不会出现太大的重复
 *  key 可以自定义生成 MD5 加密字符传前的混合 KEY

private Object getShortUrl(String shortUriPrefix,String originUrl) {
            UrlMap urlMap=urlMapService.getByOriginUrl(originUrl);
            if(urlMap!=null&&urlMap.getId()!=null){
                return urlMap.getShortUrl();
            }
            String[] sortUriArr = ShortUrlUtils.getShortUri(originUrl,System.currentTimeMillis()+"");
    
            //如有重复，使用sortUriArr内4组循环
            String shortUrl="";
            int i=0;
            boolean b=true;
            while (b){
                shortUrl=domain.getShortLink()+shortUriPrefix+sortUriArr[i];
                try {
                    urlMap=addUrlMap(shortUrl,originUrl);
                    b=false;
                }catch (Exception e){
                    ++i;
                    if(i>3){
                        b=false;
                    }
                }
            }
            if(i>3){
                shortUrl=domain.getShortLink()+shortUriPrefix+ShortUrlUtils.getShortUriBySnowFlake();
                urlMap=addUrlMap(shortUrl,originUrl);
            }
            return urlMap.getShortUrl();
        }
    
        private UrlMap addUrlMap(String shortUrl,String originUrl) {
            UrlMap urlMap=new UrlMap();
            urlMap.setId(IdUtils.getId());
            urlMap.setCreateTime(new Date());
            urlMap.setOriginUrl(originUrl);
            urlMap.setShortUrl(shortUrl);
            urlMapService.insert(urlMap);
            return urlMap;
        }

工具类

/**
     * @ClassName SortUrlUtils
     * @Author yupanpan
     * @Date 2021/3/16 11:52
     */
    public class ShortUrlUtils {
    
        // 十六进制下数字到字符的映射数组
        private final static String[] hexDigits = {"0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "A", "B", "C", "D", "E", "F"};
    
    
        public static String getShortUriBySnowFlake(){
            SnowFlake snowFlake = new SnowFlake(0, 0);
            return ConversionUtils.base10EncodeTo62(snowFlake.nextId());
        }
    
        /**
         * 将长网址用md5算法生成32位签名串，分为4段,，每段8个字符
         * 对这4段循环处理，取每段的8个字符, 将他看成16进制字符串与0x3fffffff(30位1)的位与操作，超过30位的忽略处理
         * 将每段得到的这30位又分成6段，每5位的数字作为字母表的索引取得特定字符，依次进行获得6位字符串
         * 这样一个md5字符串可以获得4个6位串，取里面的任意一个就可作为这个长url的短url地址
         * 得到是唯一的，但是我们能够取出4组，这样几乎不会出现太大的重复
         * key 可以自定义生成 MD5 加密字符传前的混合 KEY
         */
        public static String[] getShortUri(String url,String key) {
            // 要使用生成 URL 的字符
            String[] chars = new String[]{"a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h",
                    "i", "j", "k", "l", "m", "n", "o", "p", "q", "r", "s", "t",
                    "u", "v", "w", "x", "y", "z", "0", "1", "2", "3", "4", "5",
                    "6", "7", "8", "9", "A", "B", "C", "D", "E", "F", "G", "H",
                    "I", "J", "K", "L", "M", "N", "O", "P", "Q", "R", "S", "T",
                    "U", "V", "W", "X", "Y", "Z"
            };
            // 对传入网址进行 MD5 加密
            String sMD5EncryptResult = md5(key + url);
            String hex = sMD5EncryptResult;
            String[] resUrl = new String[4];
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                // 把加密字符按照 8 位一组 16 进制与 0x3FFFFFFF 进行位与运算
                String sTempSubString = hex.substring(i * 8, i * 8 + 8);
                // 这里需要使用 long 型来转换，因为 Inteper .parseInt() 只能处理 31 位 , 首位为符号位 , 如果不用 long ，则会越界
                long lHexLong = 0x3FFFFFFF & Long.parseLong(sTempSubString, 16);
                String outChars = "";
                for (int j = 0; j < 6; j++) {
                    // 把得到的值与 0x0000003D 进行位与运算，取得字符数组 chars 索引
                    long index = 0x0000003D & lHexLong;
                    // 把取得的字符相加
                    outChars += chars[(int) index];
                    // 每次循环按位右移 5 位
                    lHexLong = lHexLong >> 5;
                }
                // 把字符串存入对应索引的输出数组
                resUrl[i] = outChars;
            }
            return resUrl;
        }
    
        /**
         * 把inputString加密
         */
        public static String md5(String inputStr) {
            return encodeByMD5(inputStr);
        }
    
        /**
         * 对字符串进行MD5编码
         */
        private static String encodeByMD5(String originString) {
            if (originString != null) {
                try {
                    // 创建具有指定算法名称的信息摘要
                    MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
                    // 使用指定的字节数组对摘要进行最后更新，然后完成摘要计算
                    byte[] results = md5.digest(originString.getBytes());
                    // System.out.println(results.length);
                    // 将得到的字节数组变成字符串返回
                    String result = byteArrayToHexString(results);
                    //    System.out.println("encode "+result);
                    return result;
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            return null;
        }
    
        /**
         * 轮换字节数组为十六进制字符串
         *
         * @param b 字节数组
         * @return 十六进制字符串
         */
        private static String byteArrayToHexString(byte[] b) {
            StringBuffer resultSb = new StringBuffer();
            for (int i = 0; i < b.length; i++) {
                resultSb.append(byteToHexString(b[i]));
            }
            return resultSb.toString();
        }
    
        // 将一个字节转化成十六进制形式的字符串
        private static String byteToHexString(byte b) {
            int n = b;
            if (n < 0)
                n = 256 + n;
            int d1 = n / 16;
            int d2 = n % 16;
            return hexDigits[d1] + hexDigits[d2];
        }
    
    
    }

public class ConversionUtils {
    
        private static String chars = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
        private static int scale = 62;
        private static int minLength = 5;
    
        //10进制数字转62进制
        public static String base10EncodeTo62(long num) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            int remainder;
            while (num > scale - 1) {
                //对 scale 进行求余，然后将余数追加至 sb 中，由于是从末位开始追加的，因此最后需要反转字符串
                remainder = Long.valueOf(num % scale).intValue();
                sb.append(chars.charAt(remainder));
                //除以进制数，获取下一个末尾数
                num = num / scale;
            }
            sb.append(chars.charAt(Long.valueOf(num).intValue()));
            String value = sb.reverse().toString();
            return StringUtils.leftPad(value, minLength, '0');
        }
    
        //62进制转为10进制数字
        public static long str62DecodeTo10(String str) {
            //将 0 开头的字符串进行替换
            str = str.replace("^0*", "");
            long value = 0;
            char tempChar;
            int tempCharValue;
            for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
                //获取字符
                tempChar = str.charAt(i);
                //单字符值
                tempCharValue = chars.indexOf(tempChar);
                //单字符值在进制规则下表示的值
                value += (long) (tempCharValue * Math.pow(scale, str.length() - i - 1));
            }
            return value;
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(100);
        }
    }

实体类

@Data
    public class UrlMap {
    
        private Long id;
        private Date createTime;
        private String shortUrl;
        private String originUrl;
        private Date expireTime;
    }

表

CREATE TABLE `t_url_map` (
      `id` bigint(20) NOT NULL,
      `create_time` datetime NOT NULL,
      `short_url` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_0900_ai_ci NOT NULL COMMENT '短链接',
      `origin_url` varchar(255) NOT NULL COMMENT '原始链接地址',
      `expire_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '过期时间',
      PRIMARY KEY (`id`),
      UNIQUE KEY `index_unique_short_url` (`short_url`) USING BTREE
    ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci;
    Dao/Mapper

@Mapper
    public interface UrlMapMapper {
    
        @Select("SELECT * FROM t_url_map WHERE short_url=#{shortUrl} LIMIT 1")
        UrlMap getByShortUrl(@Param("shortUrl") String shortUrl);
    
        @Select("SELECT * FROM t_url_map WHERE origin_url=#{originUrl} AND(expire_time>=now() OR expire_time IS NULL) LIMIT 1")
        UrlMap getByOriginUrl(@Param("originUrl") String originUrl);
    
        @Insert("INSERT INTO t_url_map(id,create_time,short_url,origin_url) VALUES(#{entity.id},#{entity.createTime},#{entity.shortUrl},#{entity.originUrl})")
        void insert(@Param("entity") UrlMap urlMap);
    }

可以生成几百亿条短链接,但不排除100%不会重复，几率极小，混合key我用的当前毫秒

也可以用作唯一标识code等

如果重复呢？

这里没有去查数据库是否存在,如果并发量太高，会给数据库产生压力。所以添加唯一索引，要么报错，基本一次就可以过。

为了重复添加报错，然后重新添加，当4组短链接用完之后，采用SnowFlake 算法，是 Twitter 开源的分布式 id 生成算法。

如果是分布式环境(同一时间点会产品同样的id)就需要自己设置数据中心datacenterId或者机器码machineId。

采用SnowFlake 算法生成的id为18位，我这里转成了62进制，长度为10.比getShortUri多了4位。自己斟酌平衡

shortUriPrefix为短链接前路径,我这里设置的为/g前路径。比如有业务区分的话,我这里就用的/g。当然也可以使用/xx等,尽量一个字母代替，毕竟是短链接

最终的效果，存储在mysql的

![9e6dd6d5beaed774796ec4478c7bee94.png][]

最终成型的设计：

[![3be0c591e02801c694407c2d37de3e3d.png][]][3be0c591e02801c694407c2d37de3e3d.png 1]

上面只是一种思路和解决方案。一般的系统可以直接存在mysql。如果并发量非常高，对QPS、RPS等要求很高，可以先存储在redis等缓存中,在缓存中操作，做好容灾，定期同步至mysql

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[Linux Shell]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU2NDc4MjE2Ng%3D%3D&chksm=fc44ed72cb3364644fdcfd443d0c341ca83a54a142e5b04f3b1fd9a3da7e340ebca975ab84cd&idx=1&mid=2247489611&scene=21&sn=3467f030f469011b8da3233d51f952a8#wechat_redirect
[Redis6.0]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU2NDc4MjE2Ng%3D%3D&chksm=fc44e286cb336b9019559254e2e2c6742603f94acbace76e3709b693258c64d4286d8e47beb5&idx=1&mid=2247489471&scene=21&sn=6107931e6e39331b2a1fd7b2951b865b#wechat_redirect
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