1. なぜ短いチェーンが必要なのか

コンテンツマーケティングでユーザーにマーケティングメッセージをプッシュする最も一般的な方法は、テキストメッセージを送信することです。たとえば、チャイナモバイル、チャイナユニコム、チャイナテレコムの 3 つの大手通信事業者は、通常、パッケージ管理、消費量に関する問い合わせ、メッセージなどのテキストメッセージを送信します。電話料金の再請求、銀行やクラウドサービスプロバイダーなど、クエリサービスなどを含むあらゆる種類のショートメッセージ。

単一の SMS のコンテンツの長さには制限があることは誰もが知っています。URLを含むメッセージをプッシュする場合、 URL が長すぎると、ユーザーの認識に影響を与えるだけでなく、無駄な単語が多すぎます。。

このとき、長いURL を短いURLに変換する必要があります。これは、次に説明する短いチェーン ( 短域名+ ) です。短请求路径

2. ショートチェーンジャンプアクセス原理

原理は依然として非常に単純で、実際、短いリンクと長いリンクの間のマッピング関係はバックグラウンドで保存され、ブラウザが対応する長いリンクにジャンプできるようにリダイレクトされます。
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たとえば、元の長いリンクは次のとおりです。https://www.baidu.com、特定のプラットフォームを通じて短いリンクを生成しました。https://suo.nz/378IQe。

アクセスするとそれがわかりますhttps://suo.nz/378IQe、バックエンドはを返し302、同時に追加のLocation応答ヘッダーがあり、値は元のリンクですhttps://www.baidu.com。

ここで小さな質問があります。リダイレクションは301または302を使用しますか?

コーディング	意味	述べる
301	永久に移動されました	永続的なリダイレクトとは、元の URL が使用されなくなり、新しい URL が優先されることを意味します。検索エンジンは、リソースに関連する URL を直接更新します。これは通常、Web サイトの再構築に使用されます。
302	見つかった	一時的なリダイレクトでは、検索エンジンはリソースに対応する一時的なリンクを記録しません。これは通常、予期せぬ理由によりページが一時的に利用できなくなった場合に使用されます。

301 は実際には HTTP プロトコルのセマンティクスにより準拠していますが、ブラウザはターゲット URL をキャッシュし、次回アクセスしたときに短いリンクをスキップしてターゲット URL にジャンプします。また、301 の数などの統計を行うことはできません。ショートリンクへの訪問。
302: ブラウザがアクセスすると、ショートチェーンプロキシサービスとターゲットサービスに連続してアクセスするため、サーバーへの負荷はそれに応じて大きくなりますが、ある程度の統計は作成できます。

備考: 多くの短いチェーン生成プラットフォームは実際にはリダイレクトです302。

3. ショートチェーン発電実施計画

1. 自動インクリメントシーケンスアルゴリズム

一般的に使用される自動インクリメントシーケンスアルゴリズムには、スノーフレークアルゴリズム、Redis 自動インクリメント、MySQL 主キー自動インクリメントなどが含まれます。一意の ID が生成された後、それは 62 進文字列に変換され、変換された 62 進文字列は次のようになります。短いチェーンとして使用できます。

質問: なぜ 62 進数の文字列に変換する必要があるのですか?
自動インクリメント ID はどんどん長くなるため、62 進変換後は短くなる可能性があります。

ここで、自己インクリメントシーケンスから短いチェーンを生成する利点と欠点について説明します。

利点: ID は一意であり、生成された短いチェーンは繰り返されず、競合しません。
デメリット：IDが大きくなると短いチェーンの長さも変わり、長さが一定ではありません。

さまざまな自己インクリメントシーケンスアルゴリズムの長所と短所について説明します。

アルゴリズム	アドバンテージ	欠点がある
スノーフレークアルゴリズム	ミドルウェアに依存しない高いパフォーマンス	システムクロックコールバックの問題があり、元のスノーフレークアルゴリズムの長さは 64 ビットであり、生成される ID は比較的長くなっています。
Redis の自己インクリメント	高いパフォーマンス、高い同時実行性	ミドルウェアであるため保守コストがかかり、永続化やディザスタリカバリなども同時に考慮する必要があります。
MySQL の主キーの自動インクリメント	使いやすく拡張も簡単	同時実行性が高いとパフォーマンスのボトルネックが発生します。

2. ハッシュアルゴリズム

簡単に言うと、対象となるロングリンクをハッシュ化し、そのハッシュ値を62値エンコーディングでショートリンクに変換するというものです。私たちがよく知っているハッシュアルゴリズムはMD5、SHAおよびその他のアルゴリズムです。

これら 2 つのアルゴリズムは暗号化されたハッシュアルゴリズムであり、パフォーマンスは比較的低くなります。ここでは通常、非暗号化ハッシュアルゴリズムであるでGoogle Guava実装されたアルゴリズムを使用します。利点は次のとおりです。MurmurhashMD5

MD5より速い。
ハッシュ衝突の可能性が低いアルゴリズムは32ビットと128ビットのハッシュ値をサポートしており、MD5も128ビットのハッシュ値であるため、基本的にハッシュの衝突を心配する必要はありません。
分散度が高く、ハッシュ値は比較的均一です。

Murmurhash例については次のとおりです。

String url = "https://www.baidu.com/";

// 输出：e9ac4fbdc398e8c104d1b8415f42cbf8
System.out.println(Hashing.murmur3_128().hashString(url, StandardCharsets.UTF_8));
// 输出：06105412
System.out.println(Hashing.murmur3_32_fixed().hashString(url, StandardCharsets.UTF_8));
// 输出：bf447182
System.out.println(Hashing.murmur3_32_fixed().hashLong(Long.MAX_VALUE));

// 转成Long型

// 输出：307499014
System.out.println(Hashing.murmur3_32_fixed().hashString(url, StandardCharsets.UTF_8).padToLong());
// 输出：2188461247
System.out.println(Hashing.murmur3_32_fixed().hashLong(Long.MAX_VALUE).padToLong());

ハッシュアルゴリズムを通じて短いチェーンを生成する利点と欠点は次のとおりです。

利点: 分散化、ハッシュ後に生成される短いチェーンの長さは基本的に固定です。
デメリット: ハッシュの競合が発生する可能性があり、ハッシュの競合を解決する方法としては主にとがあり拉链法ます重新哈希。ショートチェーンはハッシュ値を62進数の文字列に変換して生成されるため、ハッシュの競合が発生した場合は再度ハッシュを生成する必要があります。ライブラリがある場合、短いチェーンが生成されるたびに、少なくとも 1 つのクエリと 1 つの保存操作が発生し、パフォーマンスの低下が発生します。

4. コード例

次の例では、主にHashアルゴリズム +Base62コーディングを使用して短いチェーンを生成します。フローチャートは次のとおりです。
ここに画像の説明を挿入

1. テーブル構造とインデックス

# 短链信息表
create table `t_short_link`
(
    `id`             bigint primary key auto_increment comment '主键ID',
    `short_link`     varchar(32)  not null default '' comment '短链接',
    `long_link_hash` bigint       not null default 0 comment 'hash值',
    `long_link`      varchar(128) not null default '' comment '长链接',
    `status`         tinyint      not null default 1 comment '状态：1-可用，0-不可用',
    `expiry_time`    datetime     null comment '过期时间',
    `create_time`    datetime     not null default current_timestamp comment '创建时间'
) comment '短链信息表';
create index idx_sl_hash_long_link on t_short_link (long_link_hash, long_link);
create index idx_sl_short_link on t_short_link (short_link);

2. 外部依存関係

<!--Google Guava-->
<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>31.1-jre</version>
</dependency>

3、Base62Utils

public abstract class Base62Utils {
    
    

	private static final int SCALE = 62;

	private static final char[] BASE_62_ARRAY = {
    
    
		'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',
		'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9'
	};

	private static final String BASE_62_CHARACTERS = String.valueOf(BASE_62_ARRAY);

	/**
	 * 将long类型编码成Base62字符串
	 * @param num
	 * @return
	 */
	public static String encodeToBase62String(long num) {
    
    
		StringBuilder sb = new StringBuilder();
		while (num > 0) {
    
    
			sb.insert(0, BASE_62_ARRAY[(int) (num % SCALE)]);
			num /= SCALE;
		}
		return sb.toString();
	}

	/**
	 * 将Base62字符串解码成long类型
	 * @param base62Str
	 * @return
	 */
	public static long decodeToLong(String base62Str) {
    
    
		long num = 0, coefficient = 1;
		String reversedBase62Str = new StringBuilder(base62Str).reverse().toString();
		for (char base62Character : reversedBase62Str.toCharArray()) {
    
    
			num += BASE_62_CHARACTERS.indexOf(base62Character) * coefficient;
			coefficient *= SCALE;
		}
		return num;
	}
}

注:BASE_62_ARRAYの文字の順序は、必ずしも順番どおりではなく、ランダムにスクランブルすることができ、スクランブルする方が安全です。

質問:Base64コードを使用して短いチェーンを生成できますか?

JDK8でBase64.getEncoder()取得したエンコーダに対応するエンコード文字には'+'、'/'URLでは使用できないなどの特殊文字が含まれますが、Base64.getUrlEncoder()取得したエンコーダに対応するエンコード文字は、'+'と'/'をそれぞれに置き換えるので'-'、'_'実際には可能です。次のように：
ここに画像の説明を挿入

4.DAO層

@Repository
public class ShortLinkManagerImpl implements ShortLinkManager {
    
    

	@Autowired
	private ShortLinkMapper shortLinkMapper;

	@Override
	public void saveShortLink(String shortLink, long longLinkHash, String longLink) {
    
    
		ShortLinkDO shortLinkDO = ShortLinkDO.builder()
			.shortLink(shortLink)
			.longLinkHash(longLinkHash)
			.longLink(longLink)
			.status(true)
			.build();
		shortLinkMapper.insert(shortLinkDO);
	}

	@Override
	public String getShortLink(long longLinkHash, String longLink) {
    
    
		Wrapper<ShortLinkDO> wrapper = Wrappers.lambdaQuery(ShortLinkDO.class)
			.select(ShortLinkDO::getShortLink)
			.eq(ShortLinkDO::getLongLinkHash, longLinkHash)
			.eq(ShortLinkDO::getLongLink, longLink)
			.last(CommonConst.LIMIT_SQL);
		ShortLinkDO shortLinkDO = shortLinkMapper.selectOne(wrapper);
		return Optional.ofNullable(shortLinkDO).map(ShortLinkDO::getShortLink).orElse(null);
	}

	@Override
	public boolean isShortLinkRepeated(String shortLink) {
    
    
		Wrapper<ShortLinkDO> wrapper = Wrappers.lambdaQuery(ShortLinkDO.class).eq(ShortLinkDO::getShortLink, shortLink);
		return shortLinkMapper.selectCount(wrapper) > 0;
	}
}

5. ビジネス層

@Service
public class ShortLinkServiceImpl implements ShortLinkService {
    
    

	@Autowired
	private ShortLinkManager shortLinkManager;

	@Override
	public String generateShortLink(String longLink) {
    
    
		long longLinkHash = Hashing.murmur3_32_fixed().hashString(longLink, StandardCharsets.UTF_8).padToLong();
		// 通过长链接Hash值和长链接检索
		String shortLink = shortLinkManager.getShortLink(longLinkHash, longLink);
		if (StringUtils.isNotBlank(shortLink)) {
    
    
			return shortLink;
		}
		// 如果Hash冲突则加随机盐重新Hash
		return regenerateOnHashConflict(longLink, longLinkHash);
	}

	private String regenerateOnHashConflict(String longLink, long longLinkHash) {
    
    
		// 自增序列作随机盐
		long uniqueIdHash = Hashing.murmur3_32_fixed().hashLong(SnowFlakeUtils.nextId()).padToLong();
		// 相减主要是为了让哈希值更小
		String shortLink = Base62Utils.encodeToBase62String(Math.abs(longLinkHash - uniqueIdHash));
		if (!shortLinkManager.isShortLinkRepeated(shortLink)) {
    
    
			shortLinkManager.saveShortLink(shortLink, longLinkHash, longLink);
			return shortLink;
		}
		return regenerateOnHashConflict(longLink, longLinkHash);
	}

}

5. テストケース

@SpringBootTest(classes = Application.class)
public class ApplicationTest {
    
    

	@Autowired
	private ShortLinkService shortLinkService;

	@Test
	public void generateShortLinkTest() {
    
    
		String shortLink = shortLinkService.generateShortLink("https://www.baidu.com/");
		System.err.println("生成的短链为：" + shortLink);
	}
}

コンソール出力:

生成的短链为：D4PTSU

注: 生成されるショートチェーンの長さは基本的に 6 桁の文字列であるため、ショートチェーンプロキシサービス用に必ず 1 つを選択してください短域名。

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ショートチェーンの原理は何ですか? それを達成するにはどうすればよいでしょうか?

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