简述

在生活中，我们会通过url访问各种网站，但是一般url太长的话，我们发布到微博，发送短信等都是有长度限制的，这时候可能一条url就超出范围了。所以我们会使用tinyUrl来协助我们解决这类问题。

短链接好处

发短信，发布评论等一般都会有长度限制，短链接更好地帮助我们减少url占用的长度，从而能够填写更多的信息。
短链接比较简短，我们有时候可以直接拼出短链接去访问网站（虽然一般也不这么弄）。

总的来说，短链接就是用来解决占用长度问题，一条100字节的url使用tinyUrl可能只要30字节。

短链接设计

短链接一般都是由数字和字母组成，组成比较短的组合。我这边使用了自增ID的方法，对ID进行了Base58编码。Base58编码就是相比Base64编码不使用数字"0"，字母大写"O"，字母大写"I"，和字母小写"l"，以及"+“和”/"符号，因为这些字母数字容易让客人看错。

自增ID

自增ID是一种无碰撞的方法，依靠数据库生成唯一ID，然后通过Base58把十进制的ID编码，转成了一个58进制的字符串。
然后解码的时候，把字符串转成十进制即可。

数据库设计

create table tiny_url
(
    id          bigint        not null comment '主键编号'
        primary key,
    url         varchar(1000) null comment 'url',
    create_date datetime      null comment '创建时间',
    expire_date datetime      null comment '过期时间',
    last_update datetime      null comment '最后访问时间',
    create_ip   varchar(50)   null comment '创建IP',
    state       int(2)        null comment '状态（-1-删除 0-禁用 1-正常）'
);

库表设计中，我们可以根据自身的需求来设计，不过最基础的数据也必须存在的。如上面创建表的SQL语句，这是基础的信息。

过期时间设置

我们可以在短链接表中添加过期时间，然后在程序中设计定时任务，定时去扫描表中过期的数据。如果过期了，将数据进行逻辑删除，避免再次使用。

缓存设计

我们可以使用Caffeine本地缓存，设置好缓存过期时间，当超过过期时间后缓存自动移除（这要看具体业务）。当获取短链接的时候，会从缓存中获取，如果获取不到Caffeine从数据库中获取。这是基础处理方式，如果要应对缓存击穿、穿透和雪崩，要自行处理（短链接一般不会有这些问题）。

短链接跳转流程

客人访问短链接。
从短链接中获取到Base58编码后的ID，然后把ID解码，获取到对应的数据库主键ID。
根据此ID从缓存中获取长链接，如果获取到则返回缓存数据；如果获取不到则从数据库中查询，返回长链接。
如果长链接不存在，则进行错误统计，返回404；否则返回HTTP状态码302，跳转到长链接。

以上是短链接跳转的基本流程，你也可以添加ip限制等处理，不让客人频繁访问。我们这里使用了HTTP状态码302了，网上也说用301更好，但是业务上不太需要，所以没使用。
为什么要使用302跳转，而不是301跳转呢？

301是永久重定向，302是临时重定向。短地址一经生成就不会变化，所以用301是符合http语义的。但是如果用了301， Google，百度等搜索引擎，搜索的时候会直接展示真实地址，那我们就无法统计到短地址被点击的次数了，也无法收集用户的Cookie, User Agent 等信息，这些信息可以用来做很多有意思的大数据分析，也是短网址服务商的主要盈利来源。原文链接

Base58算法

public class Base58Utils {

    private static final char[] DIGITS_58_CODES = {'T', 'o', '9', 'u', 'M', 'W', 's', 'C', '6', 'p', '8', 'g', 'e', 'Z', 'f', 'k', 'N', 'J', 'i', 'v', 'r', '4', 'h', 'b', 'j', 'D', 'z', 'Q', 'G', 'Y', 'A', 't', 'a', 'd', 'R', 'x', 'c', '5', 'q', 'K', 'n', 'H', 'E', 'U', 'y', 'V', 'm', '2', 'w', 'B', 'X', '7', 'S', 'F', 'L', '3', 'P', '1'};

    private static int DIGITS_LEN = 58;

    /**
     * base 58编码。
     *
     * @param num
     * @return
     */
    public static String encodeBase58(long num) {
        char[] buf = new char[32];
        int charPos = 32;
        while ((num / DIGITS_LEN) > 0) {
            buf[--charPos] = DIGITS_58_CODES[(int) (num % DIGITS_LEN)];
            num /= DIGITS_LEN;
        }
        buf[--charPos] = DIGITS_58_CODES[(int) (num % DIGITS_LEN)];
        return new String(buf, charPos, (32 - charPos));
    }

    /**
     * base 58解码。
     *
     * @param code
     * @return
     */
    public static long decodeBase58(String code) {
        char[] charBuf = code.toCharArray();
        long result = 0, base = 1;

        for (int i = charBuf.length - 1; i >= 0; i--) {
            int index = 0;
            for (int j = 0, length = DIGITS_58_CODES.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_58_CODES[j] == charBuf[i]) {
                    index = j;
                }
            }
            result += index * base;
            base *= DIGITS_LEN;
        }
        return result;
    }

    /**
     * 乱序加密数字。
     *
     * @param num
     * @return
     */
    public static long encodeNum(long num) {
        if (num < 0) {
            num = Math.abs(num);
        }
        String data = String.valueOf(num);
        int mask =(int) (num % 9) + 1;
        int pos = mask;
        if (mask > data.length()) {
            pos = mask % data.length();
        } else if (mask == data.length()) {
            pos = 1;
        }
        num = Long.parseLong(mask + data.substring(pos) + data.substring(0, pos));
        return num;
    }

    /**
     * 乱序解密数字。
     *
     * @param num
     * @return
     */
    public static long decodeNum(long num) {
        String data = String.valueOf(num);
        int mask = Integer.parseInt(data.substring(0, 1));
        int len = data.length() - 1;
        int pos = mask;
        if (mask > len) {
            pos = mask % len;
        } else if (mask == len) {
            pos = 1;
        }
        pos = len - pos;
        return Long.parseLong(data.substring(pos + 1) + data.substring(1, pos + 1));
    }
    
}

总结

我们在生活中经常使用短链接。发短信，发布评论等一般都会有长度限制，短链接更好地帮助我们减少url占用的长度，从而能够填写更多的信息。
短链接的实现也不复杂，使用了数据库自增长ID，然后通过Base58编码，使得十进制的ID转成了58进制，大大缩短了ID长度。然后通过数据库中实际存放的长链接重定向，体现短链接作用。

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TinyUrl（短链接）设计

简述