字节跳动一面，经常被问到，短链服务如何设计。问题看似简单，但很多设计细节处都能展开很多知识点，本文将对短链设计方案做详细的剖析，给大家提供几种不同的短链设计思路。

一、为什么要用短链

这种营销短信，大家一般都收到过因短信通道是超过一定字数会加收短信费用（文案总字数超过70个字，那就算两条短信计费，超过140个字就算三条短信计费），也为了更好的观看体验，营销短信中的链接一般都比较短，用户点击短链可跳转到对应的长链接

二、短链设计基本要求

1、通过长链接 生成短链接；点击短链，可重定位跳转到对应的长链

2、短链接满足安全性，即不会将商品id等信息漏出

3、支持有效期限制，例如活动链接，短链接只在有效期内有效

4、不可重复，不同长链接转换的短链接不允许重复

5、支持高并发高负载，防屏蔽防拦截稳定性（SLA）

三、转换算法

1、MD5/SHA算法

1）将原始长链接进行MD5/SHA加密，若防止算法泄露，可在原始链接上添加自定义密钥；

2）将128分成4组，每组32位对应一个候选短链接；

3）每一个候选短链接，将它与0x3FFFFFFF进行位与运算，取其低30位的数据。把得到的值与0x0000003D进行位与运算，再把得到的结果作为下标在字符表中选取字符，再把原数字右移5位进行相同操作，重复进行6次得到6个字符，即组成一个候选短链接地址；

4）在4个候选短链接中，选取一个作为最终短链接，并把长、短链接的映射关系存到数据库中。

对于MD5/SHA算法，这样做有点儿杀鸡用牛刀了。对于短链转换服务来说，由于加密会带来的性能损耗，其实我们并不关心解密的难度，反而我们更关心的是怎样提升哈希的运算速度和降低冲突概率。

2、MurmurHash算法

MurmurHash 是一种非加密型哈希函数，适用于一般的哈希检索操作。与其它流行的哈希函数相比，对于规律性较强的 key，MurmurHash 的随机分布特征表现更良好。非加密型哈希函数意味着着相比 MD5，SHA 这些函数它的性能更高（十倍以上），也正是由于它的这些优点，它目前已经广泛应用到 Redis、MemCache、Cassandra、HBase、Lucene 等众多著名的软件中。

为了让链接转换的尽量短，可选择32bit的Murmur哈希值，32bit能表示近43亿的最大值，对于中小型公司绰绰有余。我们可以直接将长链接做MurmurHash计算，得到哈希值，然后通过固定短链域名+哈希值的方式，得到短链接。

3、Base 62自增序列算法

短链接标识一般是 [0-9, a-z, A-Z] 随机组合而成的字符串，字符一共有 62 个，因此短链接标识可以用 62 进制的字符串表示。生成短链仅需要简单两步。1）维护一个自增id；2）将10进制的自增id转换成62进制字符串，这个字符串便可以标识唯一的长链接。

由于id是自增且唯一的，故62进制字符串也是不同的。62 进制字符串可支持6位长度的短链接558亿种组合。

维护自增 ID 主要有以下几种方式：

1）数据库主键自增

2）redis 自增

3）分布式自增主键 ID（雪花算法，存在 ID 浪费）

关于id自增详细介绍，可参照文章大厂分布式id生成策略揭秘

可做如下优化：

1）当自增主键很大时，生成的 62 进制字符串会变长，当主键大于 56亿+时，会生成 7 位长度的 62 进制字符串。我们可以通过控制自增主键的增长速度来解决，同时要避免主键浪费。

2）62 进制的顺序可以不严格按照
0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 的顺序来表示，打乱这个顺序再生成短链接标识，可使短链更随机不易被破解。

3）为保证一个长链接对应唯一一个短链接需求，可以将长链接进行 md5 加密并存储在 DB /redis中，并设置有效期。每次生成短链接前都根据长链接 md5 值查询 DB/redis，如果存在，则直接返回短链接。

4）使用302重定向跳转。301 是永久重定向，302 是临时重定向。选择 302 虽然会增加服务器压力，但可统计到短链接被点击的次数，而这个数据是一个非常有用的大数据分析数据源。

5）如果短链接请求频繁，可以借助 redis 做对应的缓存优化。

总结

本文对短链设计方案作了详细地剖析，旨在给大家提供几种不同的短链设计思路，很多本文涉及到的知识点，文中没有展开讲，建议大家回头可以再详细了解一下。