来整一个本身的短连接服务吧！
什么是短连接？
所谓短连接，就是把普通网址转换成一个比较短的网址，而访问获得的内容不变。html
好比说对于一个这样的连接 juejin.im/post/5dece9… ，使用短连接服务的话就能够将它转换成相似这种 http://xxx/abc （因为某不可描述的缘由与某不可抗力的影响 这个URL实际上是我编的）。是否是感受简洁了许多 (。-`ω´-)前端
短连接是如何实现的？
基本原理
简单来讲，当咱们输入 http://xxx/abc 后，会通过以下过程 ：java
- DNS 首先解析得到
http://xxx的 IP 地址 - 当 DNS 得到 IP 地址后，会向这个地址发送 GET 请求，查询短码 abc
http://xxx服务器上运行的服务会经过短码 abc 获取其本来的 URL- 请求经过 Http 重定向跳转到对应的长 URL，便可以正常访问啦
其中，重定向又分 301（永久重定向）和 302（临时重定向）。因为短地址一经生成就不会变化的性质，使用永久重定向能够对服务器压力又必定减小，但也所以没法统计到经由短地址来访问该页面的次数。因此，当对这种数据存在分析需求的时候，可使用 302 进行跳转，以增长一点服务器压力的代价来实现对更多数据的收集。mysql
经常使用的算法实现
内容压缩算法（MD5压缩算法）git
使用算法直接对长链内容进行压缩，例如获取 hash 算法，或是采用 MD5 算法，将长连接生成一个 128 位的特征码，而后将特征码截取成 4 到 8 位用做短链码。github
优势 ：生成简单，不须要创建对应关系就能够支持长连接重复查询。算法
缺点 ：因为 MD5 为有损压缩算法，不可避免会出现重复的问题。spring
发号器算法（id自增算法）sql
给每一个请求过来的长连接分配一个 id 号，对该索引进行加密，并用其做为短码生成须要的短连接。因为 id 是自增的，因此理论上生成的短连接永远不会重复，所以也叫永不重复算法。数据库
优势 ：避免了短连接重复问题。
缺点 ：自增 id 暴露在外，会有很大的安全风险，形成连接信息泄露；须要创建对应关系才能够支持长连接重复查询。
整一个本身的短连接服务
这里咱们选用id自增算法进行实现。
首先建立一个 springboot 项目，技术栈 spring boot + spring-data-jpa + mysql，项目结构以下 ：
而后就要开始理需求啦 ：咱们实际须要的其实只有两个功能
- 实现根据 URL 获取对应的短 URL
- 实现经过短 URL 访问原 URL，即跳转到原 URL
实现URL的映射算法
首先要解决的是 长连接重复查询问题。上文提到须要创建对应关系，这里咱们就简单用一张表来存储。与其对应的实体类 TranslationEntity 以下 ：
package com.demo.demosurl.demosurl.model.entity;
import lombok.Data;
import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.GeneratedValue;
import javax.persistence.GenerationType;
import javax.persistence.Id;
/** * @author yuanyiwen * @create 2019-12-06 21:04 * @description */
@Entity
@Data
public class TranslationEntity {
@Id
@GeneratedValue(strategy = GenerationType.AUTO)
private Long id;
/** * 真实url（长链） */
private String url;
/** * 转换url（短链） */
private String shortUrl;
}
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而后是 直接暴露自增主键形成的连接信息泄露问题。简单来想的话，若是 id 变化的规律为 一、二、三、4，...，就很好推测下一个；但若是 id 变化的规律是 一、3二、1八、97，...，呢？是否是就猜不到下一个是啥啦！
隐藏递增规律的核心就是使用 Feistel 密码结构，引用大佬的话 ：
Feistel 加密算法的输入是长为 2w 的明文和一个密钥 K=（K1，K2...,Kn）。将明文分组分红左右两半 L 和 R ，而后进行 n 轮迭代，迭代完成后，再将左右两半合并到一块儿以产生密文分组。
Feistel 加密算法可以产生一个很是好用的特色，那就是，在必定的数字范围内（2 的 n 次方），每个数字都能根据密钥找到惟一的一个匹配对象，这就达到了咱们隐藏递增规律的目的。
例如，咱们给定数字范围为 64（2 的 6 次方），其中，每一个数字都能找到惟一一个随机对应的数字对。这里的随机经过密钥来产生。
那么咱们将 1 和 2 使用算法进行计算，会发现对应到的数字就是 17 和 25。这就完美解决了咱们的数字递增问题，外部用户没法从数字表面看出是递增的。并且每一个数字的匹配模式都不同。
借助这种思想，咱们添加一个 id 混淆工具类，来将有序的 id 映射为无序 ：
package com.demo.demosurl.demosurl.util.encrypt;
/** * @author yuanyiwen * @create 2019-12-07 22:02 * @description id混淆工具类 */
public abstract class NumberEncodeUtil {
/** * 对id进行混淆 * @param id * @return */
public static Long encryptId(Long id) {
Long sid = (id & 0xff000000);
sid += (id & 0x0000ff00) << 8;
sid += (id & 0x00ff0000) >> 8;
sid += (id & 0x0000000f) << 4;
sid += (id & 0x000000f0) >> 4;
sid ^= 11184810;
return sid;
}
/** * 对混淆的id进行还原 * @param sid * @return */
public static Long decodeId(Long sid) {
sid ^= 11184810;
Long id = (sid & 0xff000000);
id += (sid & 0x00ff0000) >> 8;
id += (sid & 0x0000ff00) << 8;
id += (sid & 0x000000f0) >> 4;
id += (sid & 0x0000000f) << 4;
return id;
}
}
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解决了数字递增问题后，接下来要作的是 数字压缩与加密。对一个数字长度进行压缩而不改变其含义，最简单的方式就是将它变为更高的进制。对于一个符号位来讲，若是咱们采用不带符号的简单字符（0-9a-zA-Z），加起来正好 62 个经常使用字符。因此咱们能够选择将混淆后的十进制 id 转换为 62 进制 ：
package com.demo.demosurl.demosurl.util.encrypt;
import java.util.Stack;
/** * @author yuanyiwen * @create 2019-12-07 22:00 * @description 进制转换工具类 */
public abstract class ScaleConvertUtil {
/** * 将10进制数字转换为62进制 * @param number 数字 * @param length 转换成的62进制长度，不足length长度的高位补0 * @return */
public static String convert(long number, int length){
char[] charSet = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz".toCharArray();
Long rest=number;
Stack<Character> stack=new Stack<Character>();
StringBuilder result=new StringBuilder(0);
while(rest!=0){
stack.add(charSet[new Long((rest-(rest/62)*62)).intValue()]);
rest=rest/62;
}
for(;!stack.isEmpty();){
result.append(stack.pop());
}
int result_length = result.length();
StringBuilder temp0 = new StringBuilder();
for(int i = 0; i < length - result_length; i++){
temp0.append('0');
}
return temp0.toString() + result.toString();
}
}
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而后就能够开始进行具体的实现了！ServiceImpl 包含两个方法 ：
- 根据真实url获取短url时，返回转换实体
- 根据短url获取真实url时，返回转换实体
具体的实现以下，关键思路标在注释里了 ：
package com.demo.demosurl.demosurl.service.impl;
import com.demo.demosurl.demosurl.common.CommonConstant;
import com.demo.demosurl.demosurl.dao.TranslationDto;
import com.demo.demosurl.demosurl.model.entity.TranslationEntity;
import com.demo.demosurl.demosurl.model.vo.TranlationVo;
import com.demo.demosurl.demosurl.service.TranslationService;
import com.demo.demosurl.demosurl.util.convertion.EntityVoUtil;
import com.demo.demosurl.demosurl.util.encrypt.NumberEncodeUtil;
import com.demo.demosurl.demosurl.util.encrypt.ScaleConvertUtil;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
/** * @author yuanyiwen * @create 2019-12-06 21:12 * @description */
@Service
public class TranslationServiceImpl implements TranslationService {
@Autowired
private TranslationDto translationDto;
@Override
public TranlationVo getShortUrlByUrl(String url) {
// 若不是URL格式，直接返回空
if(!isHttpUrl(url)) {
return null;
}
TranslationEntity translationEntity = translationDto.findByUrl(url);
// 若是该实体不为空，直接返回对应的短url
if(translationEntity != null) {
return EntityVoUtil.convertEntityToVo(translationEntity);
}
// 不然，从新生成转换实体并存入数据库 todo 存入缓存
translationEntity = new TranslationEntity();
// 获取当前id并生成短url尾缀
Long currentId = translationDto.count()+1;
String shortUrlSuffix = ScaleConvertUtil.convert(NumberEncodeUtil.encryptId(currentId), CommonConstant.LENGTH_OF_SHORT_URL);
// 短连接拼接
String shortUrl = CommonConstant.PRIFIX_OF_SHORT_URL + shortUrlSuffix;
translationEntity.setUrl(url);
translationEntity.setShortUrl(shortUrl);
translationDto.save(translationEntity);
return EntityVoUtil.convertEntityToVo(translationEntity);
}
@Override
public TranlationVo getUrlByShortUrl(String shortUrl) {
TranslationEntity translationEntity = translationDto.findByShortUrl(shortUrl);
if(translationEntity != null) {
return EntityVoUtil.convertEntityToVo(translationEntity);
}
return null;
}
/** * 判断一个字符串是否为URL格式 * @param url * @return */
private boolean isHttpUrl(String url) {
boolean isUrl = false;
if(url.startsWith("http://") || url.startsWith("https://")) {
isUrl = true;
}
return isUrl;
}
}
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对外暴露一个“根据URL获取对应短连接”的接口方法 ：
@PostMapping("/surl")
public ResponseVo<TranlationVo> getShortUrlByUrl(String url) {
TranlationVo tranlationVo = translationService.getShortUrlByUrl(url);
if(tranlationVo == null) {
return ResponseUtil.toFailResponseVo("请检查上传的url格式");
}
return ResponseUtil.toSuccessResponseVo(tranlationVo);
}
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最后是一些能够集中配置的常量参数，这里单独抽出来方便进行一些自定义调配 :
package com.demo.demosurl.demosurl.common;
/** * @author yuanyiwen * @create 2019-12-07 22:13 * @description 保存项目中用到的常量 */
public interface CommonConstant {
/** * 默认生成的短连接后缀长度 */
Integer LENGTH_OF_SHORT_URL = 4;
/** * 默认生成的短连接前缀 */
String PRIFIX_OF_SHORT_URL = "http://localhost:8090/";
/** * 若输入的短连接不存在，默认跳转的页面 */
String DEFAULT_URL = "http://localhost:8090/default";
}
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实现URL的跳转
这个就很是简单了，只须要经过短链获取到长链，而后使用 ModelAndView 的重定向进行跳转 ：
@GetMapping("{shortUrl}")
public ModelAndView redirect(@PathVariable String shortUrl, ModelAndView mav){
// 获取对应的长连接（若短连接不存在，则跳转到默认页面）
TranlationVo tranlationVo = translationService.getUrlByShortUrl(CommonConstant.PRIFIX_OF_SHORT_URL + shortUrl);
String url = (tranlationVo == null) ? CommonConstant.DEFAULT_URL : tranlationVo.getUrl();
// 跳转
mav.setViewName("redirect:" + url);
return mav;
}
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最后来检测一下成果
启动项目，打开 postman ，输入咱们的URL ：
能够看到，服务已经将长连接 juejin.im/post/5dece9… 转成对应的短连接 http://localhost:8090/kvgQ 返了回来。让咱们访问一下试试 ：
跳转成功！这样一个简单的短连接服务就完成啦。
项目改进与源代码
由于是一个自定义的很是简单的短连接服务，因此仍是有很是多地方能够继续改进的，好比说
- 使用缓存创建连接的对应关系，及时清理再也不须要的短连接，以免数据的无限膨胀
- 作一些数据统计，好比访问量、IP地址段、用户使用的设备等等
- 使用多个发号器，段性错开进行号码的发放，以解决改造为分布式后的同步问题
- 给人家加一个前端页面 TuT
最后悄悄放一个github地址 _(:3 」∠)_ ： github.com/yuanLier/su…
参考文章 ：
www.cnblogs.com/yuanjiangw/… my.oschina.net/u/2485991/b…
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