如何设计一个短链系统？

一、什么是短链系统？

短链指的是短的链接，对应的有长链。比如：

• 长链：https://time.geekbang.org/column/intro/100020801
• 短链：http://gk.link/a/10q2I

为什么要有短链呢？原因如下：

• 短链更简洁，更方便传播
• 方便统计该短链点击量等数据
• …

二、如何设计一个短链系统？

1、短链的原理

短链其实就是通过请求短链服务拿到对应的长链，然后重定向（对应302状态码）到长链即可。

2、如何生成一个唯一短链？

如何选择生成唯一短链的算法？：说到唯一，那么我们最先想到的就是使用哈希算法通过长链去生成短链，而且一般会采用非加密型哈希算法（如MurmurHash），因为相比MD5、SHA等加密性哈希算法来说，非加密型哈希算法的性能会更高（同时我们也不用保证这个场景的安全性）。

举个例子，我们使用Guava自带的MurmurHash算法来生成一个短链：

String url = "https://time.geekbang.org/column/intro/100020801";
// 转换出来的code是10进制的3394174629
long code = Hashing.murmur3_32().hashUnencodedChars(url).padToLong();

生成的10进制还是太长，能不能再短一点？：可以将10进制进一步转为62进制（因为在网址URL中，常用的合法字符只有09、az、A~Z这62个字符）

但是呢，虽然说哈希算法很小概率会出现哈希冲突，但也不是绝对的，所以我们要对哈希冲突做出一些解决方案：

• 长链拼接字符串：对冲突的长链后面拼接一段字符串，如果还是冲突就再拼…然后通过短链拿到长链后，再把拼接的字符串去掉即可（但是MySQL要额外维护一个字段来存储拼接字符串）
• 分布式ID生成短链：我们可以在生成的短链后面拼接一段分布式ID，因为分布式ID是全局唯一的，所以对应的短链也是全局唯一的（如果过长也可以转为对应的62进制）

3、短链如何存储？

我们一般采用关系型数据库来存储，如MySQL等，通过唯一索引来避免短链重复。

4、短链与长链转换过程

长链转换为短链的过程如下：

1. 判断MySQL是否存在该长链，如果存在则直接返回对应的短链
2. 通过哈希算法生成对应的短链，并存储到MySQL中
3. 返回短链

短链转换为长链的过程如下：

1. 判断MySQL是否存在该短链，如果存在则直接返回对应的长链，反之返回不存在

5、如何做性能优化？

短链系统如何请求量过大，可能会导致性能差的问题，所以我们可以做一下性能优化：

• 数据库索引：在MySQL中对短链和长链字段添加索引，提高查询速度
• 缓存：因为短链和长链的映射关系一般是固定不变的，所以我们可以通过添加缓存层来缓解我们的数据库压力，同时提高查询速度
• 读写分离：短链服务肯定是读远大于写的，所以要做好读写分离
• …（其他的就是针对高并发做性能优化的方案了）

三、Q&A

1、为什么短链重定向为长链不用301而用302？

因为301是永久重定向，服务器拿到长链后会对其缓存，这样我们后面的请求就不会再经过短链服务了（也就是不能统计数据），而302只是临时重定向，就不会出现这种问题。