java实现一个短URL生成器
前言
短网址就是将一个长网址转换成一个短网址，访问短网址会重定向到原来的长网址，短网址会更利于传播和推广。微博就会将我们发的长网址转换成短网址，
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微博将 https://www.cnblogs.com/strongmore/p/14520111.html 转换成了http://t.cn/A6t8dUoR。
实现
通过发号策略，每次来一个长网址，发一个号，这里我们使用SnowFlake（雪花算法）实现发号，然后转成62进制。
雪花算法
/**
* 分布式Id生成器-雪花算法
*/
public class SnowFlake {
/**
* 起始的时间戳
*/
private final static long START_STMP = 1480166465631L;
/**
* 每一部分占用的位数
*/
private final static long SEQUENCE_BIT = 12; //序列号占用的位数
private final static long MACHINE_BIT = 5; //机器标识占用的位数
private final static long DATACENTER_BIT = 5;//数据中心占用的位数
/**
* 每一部分的最大值
*/
private final static long MAX_DATACENTER_NUM = ~(-1L << DATACENTER_BIT);
private final static long MAX_MACHINE_NUM = ~(-1L << MACHINE_BIT);
private final static long MAX_SEQUENCE = ~(-1L << SEQUENCE_BIT);
/**
* 每一部分向左的位移
*/
private final static long MACHINE_LEFT = SEQUENCE_BIT;
private final static long DATACENTER_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT;
private final static long TIMESTMP_LEFT = DATACENTER_LEFT + DATACENTER_BIT;
private long datacenterId; //数据中心
private long machineId; //机器标识
private long sequence = 0L; //序列号
private long lastStmp = -1L;//上一次时间戳
public SnowFlake(long datacenterId, long machineId) {
if (datacenterId > MAX_DATACENTER_NUM || datacenterId < 0) {
throw new IllegalArgumentException(
"datacenterId can't be greater than MAX_DATACENTER_NUM or less than 0");
}
if (machineId > MAX_MACHINE_NUM || machineId < 0) {
throw new IllegalArgumentException(
"machineId can't be greater than MAX_MACHINE_NUM or less than 0");
}
this.datacenterId = datacenterId;
this.machineId = machineId;
}
/**
* 产生下一个ID
*/
public synchronized long nextId() {
long currStmp = getNewstmp();
if (currStmp < lastStmp) {
throw new RuntimeException("Clock moved backwards. Refusing to generate id");
}
if (currStmp == lastStmp) {
//相同毫秒内，序列号自增
sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
//同一毫秒的序列数已经达到最大4096
if (sequence == 0L) {
currStmp = getNextMill();
}
} else {
//不同毫秒内，序列号置为0
sequence = 0L;
}
lastStmp = currStmp;
return (currStmp - START_STMP) << TIMESTMP_LEFT //时间戳部分
| datacenterId << DATACENTER_LEFT //数据中心部分
| machineId << MACHINE_LEFT //机器标识部分
| sequence; //序列号部分
}
private long getNextMill() {
long mill = getNewstmp();
while (mill <= lastStmp) {
mill = getNewstmp();
}
return mill;
}
private long getNewstmp() {
return System.currentTimeMillis();
}
public static void main(String[] args) {
SnowFlake snowFlake = new SnowFlake(2, 3);
for (int i = 0; i < (1 << 12); i++) {
System.out.println(snowFlake.nextId());
}
}
}
转62进制
/**
* 进制转换工具，最大支持十进制和62进制的转换
* 1、将十进制的数字转换为指定进制的字符串；
* 2、将其它进制的数字（字符串形式）转换为十进制的数字
*/
public class NumericConvertUtils {
/**
* 在进制表示中的字符集合，0-Z分别用于表示最大为62进制的符号表示
*/
private static final char[] digits = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
'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'};
/**
* 将十进制的数字转换为指定进制的字符串
*
* @param number 十进制的数字
* @param seed 指定的进制
* @return 指定进制的字符串
*/
public static String toOtherNumberSystem(long number, int seed) {
if (number < 0) {
number = ((long) 2 * 0x7fffffff) + number + 2;
}
char[] buf = new char[32];
int charPos = 32;
while ((number / seed) > 0) {
buf[--charPos] = digits[(int) (number % seed)];
number /= seed;
}
buf[--charPos] = digits[(int) (number % seed)];
return new String(buf, charPos, (32 - charPos));
}
/**
* 将其它进制的数字（字符串形式）转换为十进制的数字
*
* @param number 其它进制的数字（字符串形式）
* @param seed 指定的进制，也就是参数str的原始进制
* @return 十进制的数字
*/
public static long toDecimalNumber(String number, int seed) {
char[] charBuf = number.toCharArray();
if (seed == 10) {
return Long.parseLong(number);
}
long result = 0, base = 1;
for (int i = charBuf.length - 1; i >= 0; i--) {
int index = 0;
for (int j = 0, length = digits.length; j < length; j++) {
//找到对应字符的下标，对应的下标才是具体的数值
if (digits[j] == charBuf[i]) {
index = j;
}
}
result += index * base;
base *= seed;
}
return result;
}
}
将一个long型数字转成包含0-9,A-Z,a-z共62个字符的62进制字符串。将生成的字符串和短网址服务器域名连接即为最终的短网址，如https://t.cn/FWSc3ki8mY
public class Main {
public static void main(String[] args) {
SnowFlake snowFlake = new SnowFlake(0, 0);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(NumericConvertUtils.toOtherNumberSystem(snowFlake.nextId(), 62));
}
}
}
输出结果为
FWSc3ki8mY
FWSc3ki8mZ
FWSc3ki8n0
FWSc3ki8n1
FWSc3ki8n2
FWSc3ki8n3
FWSc3ki8n4
FWSc3ki8n5
FWSc3ki8n6
FWSc3ki8n7
整体流程
- 利用发号器创建短网址，保存长网址和短网址的映射关系到数据库或Redis。
- 短网址服务器接收到请求，根据 FWSc3ki8mY 找到原来的长网址，返回302，告诉浏览器重定向到长网址。
待优化地方
现在的实现对于同一个长网址，每次创建的短网址也是不同的，如果每次创建前去数据库查询的话，效率太低，可以使用 LRU 缓存最近的N次映射结果，先查缓存，再查数据库，兼顾了空间和性能。
