短址short URL原理及其实现,短链接实现原理

前言:

最近看了一些关于短址(short URL)方面的一些博客,有些博客说到一些好的东西,但是,也不是很全,所以,这篇博客算是对其它博客的一个总结吧。

介绍:

短址,顾名思义,就是把长的 URL 转成短的 URL, 现在提供这种服务的有很多公司,我们以google家的 URL shortener 服务:http://goo.gl/为例。

首先我们到http://goo.gl/,然后把本文博客的地址http://blog.csdn.net/淡定的羊输入进去,最后它会返回一个更短的URL,http://goo.gl/Jfs6q。如下图所示:



URL 解析:

当我们在浏览器里输入http://goo.gl/Jfs6q时,DNS首先解析获得http://goo.gl/的IP地址。当DNS获得IP地址以后(比如:74.125.225.72),会向这个地址发送HTTP GET请求,查询Jfs6q, 这个时候,http://goo.gl/服务器会把请求通过HTTP 301转到对应的长URLhttp://blog.csdn.net/淡定的羊。后面的解析过程就和平常网址解析是一样的了。

短址本质:

短址本质上是实现了一个映射函数 f: X -> Y。而这个映射函数必须同时具有两个特点:

1. 如果 x1 != x2, 则 f (x1) != f(x2);

2. 对于每一个 y, 能够找到唯一的一个 x 使得 f(x) = y;

对于任何的线性函数,比如 f(x) = 2x,都满足这样的条件。

好了,如果了解了短址的本质,我们再来看它是如何实现的。

注明:在googleURL shortener 服务中,它允许一个长 url 对应多个短的url。这可能是出于安全上的考虑。在本文中,我们不考虑这种情况。

实现:

短址的长度一般设为 6 位,而每一位是由 [a – z, A – Z, 0 – 9] 总共 62 个字母组成的,所以6位的话,总共会有 62^6 ~= 568亿种组合,基本上够用了。在googleURL shortener 服务中,短址长度为 5,大概有9亿多种组合.

假设我们用数据库来保存长地址和短地址的映射,那么,在表 LongtoShortURL 中,我们会有三列:

1. ID,int, 自动增长;

2. LURL,varchar, // 长URL;

3. SURL, varchar, // 短URL。

现在我们考虑通过如何长URL得到唯一的短URL。

在讲具体算法以前,先提一个问题:10进制数和16进制数之间的转换是否满足刚刚提到的映射函数f: X -> Y中的两个条件?

答案: 是。

本文的思路也是利用进制之间的转换。因为我们总共有 62 个字母,我们可以自创一种进制,叫做 62 进制。其规则如下:

0 → a1 → b…25 → z…52 → 061 → 9

所以,对于每一个长地址,我们可以根据它的ID,得到一个6位的 62 进制数,这个6位的 62 进制数就是我们的短址。具体实现如下:

public ArrayList<Integer> base62(int id) {ArrayList<Integer> value = new ArrayList<Integer>();while (id > 0) {int remainder = id % 62;value.add(remainder);id = id / 62;}return value;}

举例:

对于 ID = 138,通过 base62(138), 我们得到 value = [14, 2]。根据上面的对应规则表,我们可以得到其对应的短址为:aaaabn 。(由 value 得到具体的短址,可以通过switch 语句得到,因为代码太长,在此略过。)

当我们想通过短址找到所对应的长地址,方法也很简单,就是把62进制数转成10进制数即可,这样我们就可以得到长地址的ID了。代码如下:

public static int base10(ArrayList<Integer> base62) {//make sure the size of base62 is 6for (int i = 1; i <= 6 – base62.size(); i++) {base62.add(0, 0);}int id = 0;int size = base62.size();for (int i = 0; i < size; i++) {int value = base62.get(i);id += (int) (value * Math.pow(62, size – i – 1));}return id;}

比如,对于短址aaae9a,其62进制为[0, 0, 0, 4,61,0] ,则其长地址的ID 为[0, 0, 0, 4,61,0]= 0×62^5+0×62^4 +0×62^3 +4×62^2 + 61×62^1 + 0×62^0 = 1915810。有了ID,我们自然就可以得到长地址了。

参考:http://stackoverflow.com/questions/742013/how-to-code-a-url-shortener(本文算法来源)

http://blog.sina.com.cn/s/blog_65db99840100lg4n.html

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风君子

独自遨游何稽首 揭天掀地慰生平

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