一、短URL系統的原理：

????????短URL系統的核心是將長的 URL 轉化成短的 URL；在訪問系統時，先使用短地址A訪問短URL系統，由短URL系統映射到對應的長地址B，然后客戶端再重定向（301或者302）到B網址，如下圖所示：

二、短 URL 的好處：

1、鏈接變短，對于有長度限制的平臺發文，可編輯的文字就變多了

2、短鏈接生成的二維碼更易于識別，而長鏈接的二維碼密集難識別

3、短鏈接更加簡潔好看且安全，不暴露訪問參數。

4、能規避關鍵詞、域名屏蔽等手段

5、鏈接太長在有些平臺上無法自動識別為超鏈接

三、短 URL 系統的設計與實現：

系統核心實現思路：使用發號器發號 => 為每個長地址分配一個號碼ID => 將號碼與長地址存放在DB中 => 將號碼轉化成62進制，用戶表示最終的短地址并返回給用戶（假設短地址長度為8位，62的8次方足夠一般系統使用了） => 用戶使用62進制的短地址請求服務 => 將62進制的數轉化成10進制 => 在DB中尋找對應的長地址 => 將用戶請求重定向到對應的地址上

1、發號器的設計：

（1）如果是小型系統，可使用MySQL的自增主鍵，但是這種方式存在性能問題，要解決該問題，可以通過批量發號來解決，提前為每臺機器發放一個ID區間 tmp_start_num - tmp_end_num，然后由機器在自己內存中使用 AtomicLong 原子類去保證自增，減少對DB的依賴，等到區間即將滿了，再向 DB 請求下一個區段的號碼，然后等區間滿了，再一次性將記錄保存到DB中，這樣就可以將對數據庫持續的操作移到代碼中進行，并且異步進行獲取和寫入操作,保證服務的持續高并發。比如可以每次從數據庫獲取10000個號碼，然后在內存中進行發放，當剩余的號碼不足1000時，重新向MySQL請求下10000個號碼，在上一批號碼發放完了之后，批量進行寫入數據庫。

（2）如果是大型系統，則可以使用分布式自增主鍵

（3）雪花算法：依賴于系統時鐘的一致性。如果某臺機器的系統時鐘回撥，有可能造成 ID 沖突，或者 ID 亂序。

2、發號器的單點問題：

????????可以使用多個發號器，例如實現兩個發號器，一個發單號，一個發雙號。依次類推，我們也可以實現 1000 個發號器，分別發尾號為0到999的號。每發一個號，每個發號器加1000，而不是加1。這些發號器獨立工作，互不干擾即可，這種方式還能解決單點發號器性能瓶頸。

3、同一個長址多次請求得到的短址不一樣：

????????無論是前面提到的哪種方式，都存在的問題就是同個長址多次請求得到的短址是不一樣，因為每次都會重新為該長址生成一個短址。為了實現長短鏈接真正意義上的一對一，我們可以建立一個長對短的 Hashmap，但是需要付出很大的空間代價。因此我們對這種方式做一些改變來實現部分地址的一對一，比如將最近/最熱門的對應關系存儲在K-V數據庫中，在 Hashmap 中只存儲最近生成的長對短的對應關系，并采用過期機制實現 LRU 淘汰，從而保證頻繁使用的 URL 的總是對應同一個短址的，但是不保證不頻繁使用的URL的對應關系，從而大大減少了空間上的消耗。

????????此外，使用了緩存，也可以加快程序處理速度，將熱門的長鏈接（需要對長鏈接進來的次數進行計數）、最近的長鏈接（可以使用 Redis 保存最近一個小時的數據）等等進行一個緩存，如果請求的長URL命中了緩存，那么直接獲取對應的短URL進行返回，不需要再進行生成操作

4、服務間的重定向：301 和 302

301永久重定向和 302 臨時重定向。

• 301永久重定向：第一次請求拿到長鏈接后，下次瀏覽器再去請求短鏈的話，不會向短網址服務器請求了，而是直接從瀏覽器的緩存里拿，減少對服務器的壓力。
• 302臨時重定向：每次去請求短鏈都會去請求短網址服務器（除非響應中用 Cache-Control 或 Expired 暗示瀏覽器進行緩存）

????????使用 301 雖然可以減少服務器的壓力，但是無法在 server 層獲取到短網址的訪問次數了，如果鏈接剛好是某個活動的鏈接，就無法分析此活動的效果以及用于大數據分析了。而 302 雖然會增加服務器壓力，但便于在 server 層統計訪問數，所以如果對這些數據有需求，可以采用 302，因為這點代價是值得的，但是具體采用哪種跳轉方式，還是要結合實際情況進行選型。

參考文章：

https://www.zhihu.com/question/29270034/answer/46446911

https://cloud.tencent.com/developer/article/1451239

總結

以上是生活随笔為你收集整理的如何设计一个短URL地址系统的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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