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? 我是@程序員小助手， 本文從技術(shù)角度，對短網(wǎng)址進(jìn)行深度挖掘。
網(wǎng)上已經(jīng)有產(chǎn)品，用著還不錯。可是，作為程序員，從零開始造輪子，開發(fā)一個屬于自己的短網(wǎng)址服務(wù)器，這想法amazing！
通過本文，讀者可明白短網(wǎng)址的技術(shù)原理，以及通過Go語言實(shí)現(xiàn)一個短網(wǎng)址服務(wù)。
短網(wǎng)址為什么存在？
微博等產(chǎn)品的興起，活躍了網(wǎng)上的社交圈內(nèi)大多數(shù)用戶。但是微博一般有140字限制，如果不轉(zhuǎn)發(fā)，單純評論文字，再加上一段網(wǎng)址，極有可能超過限制而被截斷。
短網(wǎng)址應(yīng)運(yùn)而生，用較短的一個字符串，替換較長的一個字符串，從觀感上講，效果要友好的多。
從技術(shù)原理上說，短網(wǎng)址是一個hash表，用于映射兩個字符串的對應(yīng)關(guān)系。
使用鍵，找到對應(yīng)的值，重定向進(jìn)行訪問，就完成了整個流程。
短網(wǎng)址的一般結(jié)構(gòu)，比如新浪的 SwuTjn，其中后端的一段6位字符串，就是用來唯一標(biāo)記一條記錄的ID。那么，使用什么算法，可以生成一條無重復(fù)的ID呢？
使用通用的做法，使用 0-9 A-Z a-z 一共62個字符，我們看使用hash鍵位數(shù)分別有多少種排列組合情況。
1位：pow(62,1) = 62 種
2位：pow(62,2) = 3844 種
3位：pow(62,3) = 238328 種
4位：pow(62,4) = 14776336 種
5位：pow(62,5) = 916132832 種
6位：pow(62,6) = 56800235584 種
一般情況下，6個字符，就足夠使用了，共計568億種可能。
還有一種情況是，用原網(wǎng)址字符串的MD5值，共計32位，然后通過切分為4段，分別按位與運(yùn)算，并裁剪到30位。間隔5位選出該位的字符作為該段索引，共有6位。但是這種做法也有幾率發(fā)生重復(fù)，也不直觀。
因此本文使用第一種算法生成鍵ID。
分析短網(wǎng)址的特性，包含以下項(xiàng)目：
唯一性：鍵需要全局唯一時效性：鍵需要有過期時間目標(biāo)網(wǎng)址唯一，如果重復(fù)，則自動返回既有的鍵。考慮到上述情形，我們使用redis存儲這些對應(yīng)關(guān)系。使用Gin框架作為路由和控制器，提供對外的API訪問。
計算機(jī)中常見的2進(jìn)制，8進(jìn)制，10進(jìn)制，16進(jìn)制，我們此處需要使用62個字符，循環(huán)表示一個整數(shù)，那么可稱之為62進(jìn)制。
下面使用go語言實(shí)現(xiàn)這個函數(shù)，用于將任意的整數(shù)(uint64)轉(zhuǎn)換為(0-9A-Za-z)的字符串。
需要注意，基礎(chǔ)的方法，就是循環(huán)取余數(shù)，根據(jù)進(jìn)制字典，索引相應(yīng)的字符，然后將各個余數(shù)拼接出來，就是結(jié)果。
這個計算方法，與2進(jìn)制，8進(jìn)制，原理是相同的。
由于字典比較長，有62個鍵值對，我們僅列出一部分。
上述函數(shù)的轉(zhuǎn)換結(jié)果，類似于 6489264001 = 75ai0p
下面是對于系統(tǒng)路由，創(chuàng)建短鏈接，以及使用短鏈接訪問目標(biāo)網(wǎng)址的方法。
1 - 規(guī)劃路由
路由比較簡單，一共2個，一個POST方法，生成短鏈接；一個是GET方法，訪問短鏈接。
代碼如下：
2 - 引入redis并初始化
為了方便演示，我們使用redis存儲鍵值，并設(shè)置expire時間。
"github.com/gin-gonic/gin" "github.com/go-redis/redis/v7"我們使用go-redis提供的接口操作redis數(shù)據(jù)庫。
下面是全局的
redis.Client
對象生成，和初始化函數(shù)。
這樣做的好處是，我們?nèi)侄伎梢允褂米兞?rdb 調(diào)用方法操作redis鍵值。
3 - 實(shí)現(xiàn)POST路由方法：add
本函數(shù)用于接收form表單數(shù)據(jù)，生成一個全局唯一的 hash ，作為鍵，存入redis，設(shè)置值和過期時間。
代碼如下：
本段我們使用了一個 getCounter 函數(shù)，這是設(shè)置在redis內(nèi)的鍵，將其每次請求創(chuàng)建的時候，自增+1，可保證無重復(fù)。根據(jù)這個計數(shù)器，我們調(diào)用 helper的 DecToAny 方法，將其轉(zhuǎn)化為62進(jìn)制的字符串，作為全局唯一的 hash 值。
下圖是 getCounter 的定義：
特別注意的是，helper包，就是我們在“核心函數(shù)”部分定義的函數(shù)。在主函數(shù)體內(nèi)引用。
4 - 實(shí)現(xiàn)GET方法：visit
本函數(shù)主要用于使用上一節(jié)接口生成的短鏈接，進(jìn)行訪問，并自動重定向到目標(biāo)網(wǎng)址。
代碼如下：
對于不存在的短鏈接，或者redis獲取失敗，返回錯誤信息。
如果存在，使用 301 = StatusMovedPermanently 狀態(tài)碼重定向到目標(biāo)地址。
我們使用curl工具，測試上述兩個接口。
首先，使用POST表單提交數(shù)據(jù)：
curl -s -X POST -d "target=https://httpbin.org/ip" -d "expire=600" http://localhost:9090/
上述方法，我們提交了兩個參數(shù)，命中路由之后，會訪問上一節(jié)第3條的add方法，并生成一個短鏈接網(wǎng)址。返回JSON格式數(shù)據(jù)如下：
{"message":"ok","short_url":"http://localhost:9090/75ai0r","status":1}
其中，short_url 就是短網(wǎng)址。
接著，我們在使用curl訪問這個鏈接，看是否發(fā)生重定向。截圖如下：
可以看到，執(zhí)行了301重定向，并給出了目標(biāo)網(wǎng)址，與我們上述表單想要創(chuàng)建的地址一致。
最后，故障測試。訪問一個不存在的hash，看是否排除異常信息。截圖如下：
可以看到，執(zhí)行了錯誤返回信息。
以上我們使用GO語言框架Gin實(shí)現(xiàn)了兩個路由，并使用redis管理短鏈接。核心函數(shù)使用helper包管理，經(jīng)過測試，實(shí)現(xiàn)了短網(wǎng)址的功能。
以上代碼在本地測試通過，也可部署到線上服務(wù)器對外開發(fā)端口，提供服務(wù)，效果是一樣的。
希望通過這個流程，使大家對于短網(wǎng)址的知識，有一些了解，并能根據(jù)自身的編程能力，創(chuàng)作出更好用的短網(wǎng)址服務(wù)。
Happy coding :-)
【本文由 @程序員小助手 發(fā)布，持續(xù)分享編程與程序員成長相關(guān)的內(nèi)容，歡迎關(guān)注】
發(fā)布于2023-04-23
