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[23885] 2015-05-13_短URL系统是怎么设计的？

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2015-05-13_短URL系统是怎么设计的？ 短   U R L   系 统 是 怎 么 设 计 的 ？ L i n u x 中 国   2 0 1 5 - 0 5 - 1 3 最 烂 的 回 答 实 现 一 个 算 法 ， 将 长 地 址 转 成 短 地 址 。 实 现 长 和 短 一 一 对 应 。 然 后 再 实 现 它 的 逆 运 算 ， 将 短 地 址 还 能 换 算 回 长 地 址 。 这 个 回 答 看 起 来 挺 完 美 的 ， 然 后 候 选 人 也 会 说 现 在 时 间 比 较 短 ， 如 果 给 我 时 间 我 去 找 这 个 算 法 就 解 决 问 题 了 。 但 是 稍 微 有 点 计 算 机 或 者 信 息 论 常 识 的 人 就 能 发 现 ， 这 个 算 法 就 跟 永 动 机 一 样 ， 是 永 远 不 可 能 找 到 的 。 即 使 我 们 定 义 短 地 址 是 1 0 0 位 。 那 么 它 的 变 化 是 6 2 的 1 0 0 次 方 。 6 2 = 1 0 数 字 + 2 6 大 写 字 母 + 2 6 小 写 字 母 。 无 论 这 个 数 多 么 大 ， 他 也 不 可 能 大 过 世 界 上 可 能 存 在 的 长 地 址 。 所 以 实 现 一 一 对 应 ， 本 身 就 是 不 可 能 的 。 再 换 一 个 说 法 来 反 驳 ， 如 果 真 有 这 么 一 个 算 法 和 逆 运 算 ， 那 么 基 本 上 现 在 的 压 缩 软 件 都 可 以 歇 菜 了 ， 而 世 界 上 所 有 的 信 息 ， 都 可 以 压 缩 到 1 0 0 个 字 符 。 这 ～ 可 能 吗 。 另 一 个 很 烂 的 回 答 和 上 面 一 样 ， 也 找 一 个 算 法 ， 把 长 地 址 转 成 短 地 址 ， 但 是 不 存 在 逆 运 算 。 我 们 需 要 把 短 对 长 的 关 系 存 到 D B 中 ， 在 通 过 短 查 长 时 ， 需 要 查 D B 。 怎 么 说 呢 ， 没 有 改 变 本 质 ， 如 果 真 有 这 么 一 个 算 法 ， 那 必 然 是 会 出 现 碰 撞 的 ， 也 就 是 多 个 长 地 址 转 成 了 同 一 个 短 地 址 。 因 为 我 们 无 法 预 知 会 输 入 什 么 样 的 长 地 址 到 这 个 系 统 中 ， 所 以 不 可 能 实 现 这 样 一 个 绝 对 不 碰 撞 的 h a s h 函 数 。 比 较 烂 的 回 答 那 我 们 用 一 个 h a s h 算 法 ， 我 承 认 它 会 碰 撞 ， 碰 撞 后 我 再 在 后 面 加 1 ， 2 ， 3 不 就 行 了 。 o k ， 这 样 的 话 ， 当 通 过 这 个 h a s h 算 法 算 出 来 之 后 ， 可 能 我 们 会 需 要 做 b t r e e 式 的 大 于 小 于 或 者 l i k e 查 找 到 能 知 道 现 在 应 该 在 后 面 加 1 ， 2 ， 或 3 ， 这 个 也 可 能 由 于 输 入 的 长 地 址 集 的 不 确 定 性 。 导 致 生 成 短 地 址 时 间 的 不 确 定 性 。 同 样 烂 的 回 答 还 有 随 机 生 成 一 个 短 地 址 ， 去 查 找 是 否 用 过 ， 用 过 就 再 随 机 ， 如 此 往 复 ， 直 到 随 机 到 一 个 没 用 过 的 短 地 址 。 正 确 的 原 理 上 面 是 几 种 典 型 的 错 误 回 答 ， 下 面 咱 们 直 接 说 正 确 的 原 理 。 正 确 的 原 理 就 是 通 过 发 号 策 略 ， 给 每 一 个 过 来 的 长 地 址 ， 发 一 个 号 即 可 ， 小 型 系 统 直 接 用 m y s q l 的 自 增 索 引 就 搞 定 了 。 如 果 是 大 型 应 用 ， 可 以 考 虑 各 种 分 布 式 k e y - v a l u e 系 统 做 发 号 器 。 不 停 的 自 增 就 行 了 。 第 一 个 使 用 这 个 服 务 的 人 得 到 的 短 地 址 是   h t t p : / / x x . x x / 0   第 二 个 是 h t t p : / / x x . x x / 1   第 1 1 个 是   h t t p : / / x x . x x / a   第 依 次 往 后 ， 相 当 于 实 现 了 一 个 6 2 进 制 的 自 增 字 段 即 可 。
几 个 子 问 题 1 .   6 2 进 制 如 何 用 数 据 库 或 者 K V 存 储 来 做 ？ 其 实 我 们 并 不 需 要 在 存 储 中 用 6 2 进 制 ， 用 1 0 进 制 就 好 了 。 比 如 第 1 0 0 0 0 个 长 地 址 ， 我 们 给 它 的 短 地 址 对 应 的 编 号 是 9 9 9 9 ， 我 们 通 过 存 储 自 增 拿 到 9 9 9 9 后 ， 再 做 一 个 1 0 进 制 到 6 2 进 制 的 转 换 ， 转 成 6 2 进 制 数 即 可 。 这 个 1 0 ～ 6 2 进 制 转 换 ， 你 完 全 都 可 以 自 己 实 现 。 2 .   如 何 保 证 同 一 个 长 地 址 ， 每 次 转 出 来 都 是 一 样 的 短 地 址 上 面 的 发 号 原 理 中 ， 是 不 判 断 长 地 址 是 否 已 经 转 过 的 。 也 就 是 说 用 拿 着 百 度 首 页 地 址 来 转 ， 我 给 一 个 h t t p : / / x x . x x / a b c   过 一 段 时 间 你 再 来 转 ， 我 还 会 给 你 一 个   h t t p : / / x x . x x / x y z 。 这 看 起 来 挺 不 好 的 ， 但 是 不 好 在 哪 里 呢 ？ 不 好 在 不 是 一 一 对 应 ， 而 一 长 对 多 短 。 这 与 我 们 完 美 主 义 的 基 因 不 符 合 ， 那 么 除 此 以 外 还 有 什 么 不 对 的 地 方 ？ 有 人 说 它 浪 费 空 间 ， 这 是 对 的 。 同 一 个 长 地 址 ， 产 生 多 条 短 地 址 记 录 ， 这 明 显 是 浪 费 空 间 的 。 那 么 我 们 如 何 避 免 空 间 浪 费 ， 有 人 非 常 迅 速 的 回 答 我 ， 建 立 一 个 长 对 短 的 K V 存 储 即 可 。 嗯 ， 听 起 来 有 理 ， 但 是 。 。 。 这 个 K V 存 储 本 身 就 是 浪 费 大 量 空 间 。 所 以 我 们 是 在 用 空 间 换 空 间 ， 而 且 貌 似 是 在 用 大 空 间 换 小 空 间 。 真 的 划 算 吗 ？ 这 个 问 题 要 考 虑 一 下 。 当 然 ， 也 不 是 没 有 办 法 解 决 ， 我 们 做 不 到 真 正 的 一 一 对 应 ， 那 么 打 个 折 扣 是 不 是 可 以 搞 定 ？ 这 个 问 题 的 答 案 太 多 种 ， 各 有 各 招 。 这 个 方 案 最 简 单 的 是 建 立 一 个 长 对 短 的 h a s h t a b l e ， 这 样 相 当 于 用 空 间 来 换 空 间 ， 同 时 换 取 一 个 设 计 上 的 优 雅 （ 真 正 的 一 对 一 ） 。 实 际 情 况 是 有 很 多 性 价 比 高 的 打 折 方 案 可 以 用 ， 这 个 方 案 设 计 因 人 而 异 了 。 那 我 就 说 一 下 我 的 方 案 吧 。 我 的 方 案 是 ： 用 k e y - v a l u e 存 储 ， 保 存 “ 最 近 ” 生 成 的 长 对 短 的 一 个 对 应 关 系 。 注 意 是 “ 最 近 ” ， 也 就 是 说 ， 我 并 不 保 存 全 量 的 长 对 短 的 关 系 ， 而 只 保 存 最 近 的 。 比 如 采 用 一 小 时 过 期 的 机 制 来 实 现 L R U 淘 汰 。 这 样 的 话 ， 长 转 短 的 流 程 变 成 这 样 ： 在 这 个 “ 最 近 ” 表 中 查 看 一 下 ， 看 长 地 址 有 没 有 对 应 的 短 地 址 有 就 直 接 返 回 ， 并 且 将 这 个 k e y - v a l u e 对 的 过 期 时 间 再 延 长 成 一 小 时 如 果 没 有 ， 就 通 过 发 号 器 生 成 一 个 短 地 址 ， 并 且 将 这 个 “ 最 近 ” 表 中 ， 过 期 时 间 为 1 小 时 所 以 当 一 个 地 址 被 频 繁 使 用 ， 那 么 它 会 一 直 在 这 个 k e y - v a l u e 表 中 ， 总 能 返 回 当 初 生 成 那 个 短 地 址 ， 不 会 出 现 重 复 的 问 题 。 如 果 它 使 用 并 不 频 繁 ， 那 么 长 对 短 的 k e y 会 过 期 ， L R U 机 制 自 动 就 会 淘 汰 掉 它 。 当 然 ， 这 不 能 保 证 1 0 0 % 的 同 一 个 长 地 址 一 定 能 转 出 同 一 个 短 地 址 ， 比 如 你 拿 一 个 生 僻 的 u r l ， 每 间 隔 1 小 时 来 转 一 次 ， 你 会 得 到 不 同 的 短 地 址 。 但 是 这 真 的 有 关 系 吗 ？ 3 .   如 何 保 证 发 号 器 的 大 并 发 高 可 用 上 面 设 计 看 起 来 有 一 个 单 点 ， 那 就 是 发 号 器 。 如 果 做 成 分 布 式 的 ， 那 么 多 节 点 要 保 持 同 步 加 1 ， 多 点 同 时 写 入 ， 这 个 嘛 ， 以 C A P 理 论 看 ， 是 不 可 能 真 正 做 到 的 。 其 实 这 个 问 题 的 解 决 非 常 简 单 ， 我 们 可 以 退 一 步 考 虑 ， 我 们 是 否 可 以 实 现 两 个 发 号 器 ， 一 个 发 单 号 ， 一 个 发 双 号 ， 这 样 就 变 单 点 为 多 点 了 ？ 依 次 类 推 ， 我 们 可 以 实 现 1 0 0 0 个 逻 辑 发 号 器 ， 分 别 发 尾 号 为 0 到 9 9 9 的 号 。 每 发 一 个 号 ， 每 个 发 号 器 加 1 0 0 0 ， 而 不 是 加 1 。 这 些 发 号 器 独 立 工 作 ， 互 不 干 扰 即 可 。 而 且 在 实 现 上 ， 也 可 以 先 是 逻 辑 的 ， 真 的 压 力 变 大 了 ， 再 拆 分 成 独 立 的 物 理 机 器 单 元 。 1 0 0 0 个 节 点 ， 估 计 对 人 类 来 说 应 该 够 用 了 。 如 果 你 真 的 还 想 更 多 ， 理 论 上 也 是 可 以 的 。 4 .   具 体 存 储 如 何 选 择 这 个 问 题 就 不 展 开 说 了 ， 各 有 各 道 ， 主 要 考 察 一 下 对 存 储 的 理 解 。 对 缓 存 原 理 的 理 解 ， 和 对 市 面 上 D B 、 C a c h e 系 统 可 用 性 ， 并 发 能 力 ， 一 致 性 等 方 面 的 理 解 。 5 .   跳 转 用 3 0 1 还 是 3 0 2 这 也 是 一 个 有 意 思 的 话 题 。 首 先 当 然 考 察 一 个 候 选 人 对 3 0 1 和 3 0 2 的 理 解 。 浏 览 器 缓 存 机 制 的 理 解 。 然 后 是 考 察 他 的 业 务 经 验 。 3 0 1 是 永 久 重
原 文 ： h t t p : / / w w w . z h i h u . c o m / q u e s t i o n / 2 9 2 7 0 0 3 4 作 者 ：   i a m m u t e x 定 向 ， 3 0 2 是 临 时 重 定 向 。 短 地 址 一 经 生 成 就 不 会 变 化 ， 所 以 用 3 0 1 是 符 合 h t t p 语 义 的 。 同 时 对 服 务 器 压 力 也 会 有 一 定 减 少 。 但 是 如 果 使 用 了 3 0 1 ， 我 们 就 无 法 统 计 到 短 地 址 被 点 击 的 次 数 了 。 而 这 个 点 击 次 数 是 一 个 非 常 有 意 思 的 大 数 据 分 析 数 据 源 。 能 够 分 析 出 的 东 西 非 常 非 常 多 。 所 以 选 择 3 0 2 虽 然 会 增 加 服 务 器 压 力 ， 但 是 我 想 是 一 个 更 好 的 选 择 。 大 概 就 是 这 样 。 阅 读 原 文
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