本文將簡單介紹，如何去完成一個縮短網址的功能。
Node.js + MySQL + redis版本的源碼地址：github
Demo地址：www.ecool.fun/shortLink
什么是短鏈接
短鏈接，通俗來說，就是將長的URL網址，通過程序計算等方式，轉換為簡短的網址字符串。
大家經常可以從微博或者各類營銷短信中，看到短鏈接，形式一般類似于 t.cn/xxxxxx，點擊后，就能跳轉到對應的頁面。
早期短鏈接廣泛應用于圖片上傳網站，通過縮短網址URL鏈接字數，達到減少代碼字符串的目的。更便于使用者引用網址，寫入代碼中，節省字符數空間。常見于網店圖片分類的使用，因有字符限制，運用短鏈接，達到外鏈圖片的目的，自微博盛行以來，在微博字數有限的特色下，短鏈接也盛行于微博網站，以節省字數，給博主發布更多文字的空間。
將長鏈接轉成短鏈接，一般是為了方便記憶或者傳播。
需要完成的功能
從上面的介紹中，我們得出，縮短網址需要完成以下兩個功能點：
- 將長網址縮短成短鏈接
- 點擊生成短鏈接，能正常跳轉到原來的長網址頁面
全流程設計
其實上述功能點的原理很簡單，簡單描述一下：
- 用戶輸入長網址，服務端接收后進行處理，并根據長網址的內容，生成一個短碼，并將映射關系進行存儲。然后根據短碼拼接出短鏈接，返回給用戶；
- 用戶點擊短鏈接，服務器端根據短鏈接中的短碼，查找到對應的長網址，并302跳轉到對應的頁面。
知識點：為什么要使用302跳轉，而不是301跳轉呢？
301是永久重定向，302是臨時重定向。短地址一經生成就不會變化，所以用301是符合http語義的。但是如果用了301， google，百度等搜索引擎，搜索的時候會直接展示真實地址，那我們就無法統計到短地址被點擊的次數了，也無法收集用戶的Cookie, User Agent 等信息，這些信息可以用來做很多有意思的大數據分析，也是短網址服務商的主要盈利來源。
引自知乎-武林的回答，原文鏈接
整個流程的設計如下圖所示：
可以看到，我用到了MySQL和Redis來存儲長網址和短碼之間的映射關系。
用MySQL想必大家都能理解，但是為什么要用 Redis 呢，直接用數據庫不就好了嗎？
這個主要是考慮到生成短鏈接，在投放之后的訪問量會比較大，使用 Redis 緩存后，能有效降低數據庫的壓力。
生成短碼的方法
通過上面的全流程設計，會發現主要的問題就是如何通過長網址，去生成對應的短碼。
短碼一般是由 [a - z, A - Z, 0 - 9] 這62 個字母或數字組成，短碼的長度也可以自定義，但一般不超過8位。比較常用的都是6位，6位的短碼已經能有568億種的組合：(26+26+10)^6 = 56800235584，已滿足絕大多數的使用場景。
目前比較流行的生成短碼方法有：自增id、摘要算法、普通隨機數。
- 自增id
該方法是一種無碰撞的方法，原理是，每新增一個短碼，就在上次添加的短碼id基礎上加1，然后將這個10進制的id值，轉化成一個62進制的字符串。
一般利用數據表中的自增id來完成：每次先查詢數據表中的自增id最大值max，那么需要插入的長網址對應自增id值就是 max+1，將max+1轉成62進制即可得到短碼。
但是短碼 id 是從一位長度開始遞增，短碼的長度不固定，不過可以用 id 從指定的數字開始遞增的方式來處理，確保所有的短碼長度都一致。同時，生成的短碼是有序的，可能會有安全的問題，可以將生成的短碼id，結合長網址等其他關鍵字，進行md5運算生成最后的短碼。
10進制轉成62進制的具體實現：
function string10to62(number) {
const chars = '0123456789abcdefghigklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIGKLMNOPQRSTUVWXYZ';
const charsArr = chars.split('');
const radix = chars.length;
let qutient = +number;
let arr = [];
do{
let mod = qutient % radix;
qutient = (qutient - mod) / radix;
arr.unshift(charsArr[mod]);
}while(qutient);
return arr.join('');
}
復制代碼
- 摘要算法
摘要算法又稱哈希算法，它表示輸入任意長度的數據，輸出固定長度的數據。相同的輸入數據始終得到相同的輸出，不同的輸入數據盡量得到不同的輸出。
算法思路：
1、將長網址通過 md5 運算，生成 32 字符的 hex string，分為 4 段，每段 8 個字符；
2、對這四段循環處理，取 8 個字節，將其看成 16 進制串，并與 0x3fffffff(30位1) 與操作，即超過 30 位的忽略處理；
3、這 30 位分成 6 段，每 5 位的數字作為字母表的索引取得特定字符，依次進行獲得 6 位字符串。
4、總的 md5 串可以獲得 4 個 6 位串，取里面的任意一個就可作為這個長網址的短鏈接 url 地址。
雖然幾率很小，但是該方法依然存在碰撞的可能性，解決沖突會比較麻煩。不過該方法生成的短碼位數，是固定的，也不存在連續生成的短碼有序的情況。
- 普通隨機數
該方法是從62個字符串中隨機取出一個6位短碼的組合，然后去數據庫中查詢該短碼是否已存在。如果已存在，就繼續循環該方法重新獲取短碼，否則就直接返回。
該方法是最簡單的一種實現，不過由于Math.round()方法生成的隨機數屬于偽隨機數，碰撞的可能性也不小。在數據比較多的情況下，可能會循環很多次，才能生成一個不沖突的短碼。
具體實現：
// 獲取唯一的Link
async getShortLink() {
const shortLink = this.generateShortLink();
// 查詢數據庫中是否存在該鏈接，如果存在，就直接返回
const searchResult = await this.searchByLinkInMySQL(shortLink);
if (searchResult && searchResult.length > 0) {
// 如果shortLink已經存在，就遍歷重新生成
return this.getShortLink();
}
return shortLink;
}
// 生成隨機的Link
generateShortLink() {
let str = '';
const arr = [
'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',
'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',
];
for (let i = 0; i < 6; i++) {
const pos = Math.round(Math.random() * (arr.length - 1));
str += arr[pos];
}
return str;
}
復制代碼
綜上，比較推薦使用第一種方法來實現短碼的生成
