手把手教你造轮子：这个价值100万的短网址微服务，我送给你

我是@程序员小助手， 本文从技术角度，对短网址进行深度挖掘。

前言

网上已经有产品，用着还不错。可是，作为程序员，从零开始造轮子，开发一个属于自己的短网址服务器，这想法amazing！

通过本文，读者可明白短网址的技术原理，以及通过Go语言实现一个短网址服务。

简明教程

短网址为什么存在？

微博等产品的兴起，活跃了网上的社交圈内大多数用户。但是微博一般有140字限制，如果不转发，单纯评论文字，再加上一段网址，极有可能超过限制而被截断。

短网址应运而生，用较短的一个字符串，替换较长的一个字符串，从观感上讲，效果要友好的多。

从技术原理上说，短网址是一个hash表，用于映射两个字符串的对应关系。

使用键，找到对应的值，重定向进行访问，就完成了整个流程。

短网址算法

短网址的一般结构，比如新浪的 SwuTjn，其中后端的一段6位字符串，就是用来唯一标记一条记录的ID。那么，使用什么算法，可以生成一条无重复的ID呢？

使用通用的做法，使用 0-9 A-Z a-z 一共62个字符，我们看使用hash键位数分别有多少种排列组合情况。

• 1位：pow(62,1) = 62 种
• 2位：pow(62,2) = 3844 种
• 3位：pow(62,3) = 238328 种
• 4位：pow(62,4) = 14776336 种
• 5位：pow(62,5) = 916132832 种
• 6位：pow(62,6) = 56800235584 种

一般情况下，6个字符，就足够使用了，共计568亿种可能。

还有一种情况是，用原网址字符串的MD5值，共计32位，然后通过切分为4段，分别按位与运算，并裁剪到30位。间隔5位选出该位的字符作为该段索引，共有6位。但是这种做法也有几率发生重复，也不直观。

因此本文使用第一种算法生成键ID。

工具准备

分析短网址的特性，包含以下项目：

1. 唯一性：键需要全局唯一
2. 时效性：键需要有过期时间
3. 目标网址唯一，如果重复，则自动返回既有的键。

考虑到上述情形，我们使用redis存储这些对应关系。使用Gin框架作为路由和控制器，提供对外的API访问。

核心函数

计算机中常见的2进制，8进制，10进制，16进制，我们此处需要使用62个字符，循环表示一个整数，那么可称之为62进制。

下面使用go语言实现这个函数，用于将任意的整数(uint64)转换为(0-9A-Za-z)的字符串。

需要注意，基础的方法，就是循环取余数，根据进制字典，索引相应的字符，然后将各个余数拼接出来，就是结果。

这个计算方法，与2进制，8进制，原理是相同的。

由于字典比较长，有62个键值对，我们仅列出一部分。

上述函数的转换结果，类似于 6489264001 = 75ai0p

功能规划

下面是对于系统路由，创建短链接，以及使用短链接访问目标网址的方法。

1 - 规划路由

路由比较简单，一共2个，一个POST方法，生成短链接；一个是GET方法，访问短链接。

代码如下：

2 - 引入redis并初始化

为了方便演示，我们使用redis存储键值，并设置expire时间。

"github.com/gin-gonic/gin"

"github.com/go-redis/redis/v7"

我们使用go-redis提供的接口操作redis数据库。

下面是全局的 redis.Client 对象生成，和初始化函数。

这样做的好处是，我们全局都可以使用变量 rdb 调用方法操作redis键值。

3 - 实现POST路由方法：add

本函数用于接收form表单数据，生成一个全局唯一的 hash ，作为键，存入redis，设置值和过期时间。

代码如下：

本段我们使用了一个 getCounter 函数，这是设置在redis内的键，将其每次请求创建的时候，自增+1，可保证无重复。根据这个计数器，我们调用 helper的 DecToAny 方法，将其转化为62进制的字符串，作为全局唯一的 hash 值。

下图是 getCounter 的定义：

特别注意的是，helper包，就是我们在“核心函数”部分定义的函数。在主函数体内引用。

4 - 实现GET方法：visit

本函数主要用于使用上一节接口生成的短链接，进行访问，并自动重定向到目标网址。

代码如下：

对于不存在的短链接，或者redis获取失败，返回错误信息。

如果存在，使用 301 = StatusMovedPermanently 状态码重定向到目标地址。

测试

我们使用curl工具，测试上述两个接口。

首先，使用POST表单提交数据：

curl -s -X POST -d "target=https://httpbin.org/ip" -d "expire=600" http://localhost:9090/

上述方法，我们提交了两个参数，命中路由之后，会访问上一节第3条的add方法，并生成一个短链接网址。返回JSON格式数据如下：

{"message":"ok","short_url":"http://localhost:9090/75ai0r","status":1}

其中，short_url 就是短网址。

接着，我们在使用curl访问这个链接，看是否发生重定向。截图如下：

可以看到，执行了301重定向，并给出了目标网址，与我们上述表单想要创建的地址一致。

最后，故障测试。访问一个不存在的hash，看是否排除异常信息。截图如下：

可以看到，执行了错误返回信息。

结语

以上我们使用GO语言框架Gin实现了两个路由，并使用redis管理短链接。核心函数使用helper包管理，经过测试，实现了短网址的功能。

以上代码在本地测试通过，也可部署到线上服务器对外开发端口，提供服务，效果是一样的。

希望通过这个流程，使大家对于短网址的知识，有一些了解，并能根据自身的编程能力，创作出更好用的短网址服务。

Happy coding :-)