網站建設能夠不同地方,排版,什么是網絡營銷?有何特點,wordpress怎么做cdn#x1f517; 前言#xff1a;面試官最愛問的“簡單題” “請設計一個短鏈接系統(tǒng)#xff0c;像 t.cn/AbCdEf 這種?！?這道題在字節(jié)、阿里、騰訊的面試中出現(xiàn)的概率高達 80%。 很多初學者會不假思索地回答#xff1a;“用 Redis 的 INCR 自增 ID#xff0c;然后轉成 62 進… 前言面試官最愛問的“簡單題”“請設計一個短鏈接系統(tǒng)像t.cn/AbCdEf這種?！边@道題在字節(jié)、阿里、騰訊的面試中出現(xiàn)的概率高達 80%。很多初學者會不假思索地回答“用 Redis 的INCR自增 ID然后轉成 62 進制不就行了”錯大錯特錯安全隱患自增 ID 是連續(xù)的黑客寫個腳本t.cn/1,t.cn/2… 就能遍歷你的所有數據竊取商業(yè)機密。性能瓶頸嚴重依賴 Redis 單點計數器難以水平擴展。今天我們來聊聊大廠主流的**“摘要算法生成法”**利用MurmurHash Base62打造一個安全、無碰撞、可擴展的百億級短鏈接系統(tǒng)。 核心原理為什么是 MurmurHash要將一個長長的 URL 壓縮成短字符串本質上是一個Hash摘要過程。1. 為什么不用 MD5MD5 生成的結果是 128 位32 個字符太長了如果我們截取前 6 位哈希沖突Collision的概率會爆炸式增長。2. MurmurHash 的優(yōu)勢Google 出品的MurmurHash算法是目前非加密型 Hash 算法中的王者。速度快比 MD5 快幾十倍。雪崩效應好輸入微小的變化輸出巨大的差異。32 位輸出MurmurHash32 返回的是一個整數非常適合后續(xù)處理。3. Base62 編碼 (壓縮的核心)我們需要把 MurmurHash 算出的整數比如394820123轉換成更短的字符串。使用Base62a-z, A-Z, 0-9 共 62 個字符626≈56862^6 approx 568626≈568億627≈3.562^7 approx 3.5627≈3.5萬億結論只需 6 到 7 位字符就足夠容納全世界的網頁?? 核心難點如何解決“哈希沖突”這是這道題的致命考點。雖然 MurmurHash 優(yōu)秀但在百億量級下沖突是必然的抽屜原理。即Hash(URL_A) Hash(URL_B)工業(yè)級解決方案加鹽雙重探測計算h MurmurHash(LongURL)。將h轉為 Base62 字符串即ShortURL。查庫校驗去 Redis/DB 查這個ShortURL是否已存在。情況 A (不存在)完美直接存入。情況 B (存在且長鏈接一致)冪等直接返回原短鏈。情況 C (存在但長鏈接不一致)沖突爆發(fā)解決沖突給 LongURL 后面加一個特殊的“鹽”比如DUPLICATE。重新執(zhí)行第 1 步Hash(LongURL DUPLICATE)。直到找到一個不沖突的位置。? 架構設計讀寫分離與多級緩存在海量數據下數據庫存不下Redis 存太貴。我們需要合理的架構。架構流程圖訪問短鏈_讀鏈路生成短鏈_寫鏈路1. 提交長鏈2. MurmurHash計算3. 布隆過濾器查重未命中命中加鹽重算1. GET請求2. 查本地緩存3. 查分布式緩存4. 查數據庫5. 回填緩存6. 302 跳轉重定向服務用戶訪問短鏈JVM 緩存Redis Cluster讀取 MySQL短鏈生成服務API 網關Base62 編碼Bloom Filter寫入 MySQL 分片庫觸發(fā)沖突解決策略用戶生成請求關鍵設計點布隆過濾器 (Bloom Filter)在寫入 DB 前先用布隆過濾器判斷短鏈是否存在。這能攔截 99% 的數據庫查詢極大提升寫入性能。301 vs 302301 (永久重定向)瀏覽器會緩存減輕服務器壓力但無法統(tǒng)計點擊量。302 (臨時重定向)每次都請求服務器適合做數據分析大家一般都選這個。? 代碼實戰(zhàn)Java 實現(xiàn)核心邏輯引入 Google Guava 庫來使用 MurmurHash。dependencygroupIdcom.google.guava/groupIdartifactIdguava/artifactIdversion31.1-jre/version/dependency核心工具類importcom.google.common.hash.Hashing;importjava.nio.charset.StandardCharsets;publicclassShortLinkGenerator{// Base62 字符集privatestaticfinalStringBASE620123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ;/** * 將 10 進制轉 62 進制 */publicstaticStringtoBase62(longnum){StringBuildersbnewStringBuilder();while(num0){inti(int)(num%62);sb.append(BASE62.charAt(i));num/62;}returnsb.reverse().toString();}/** * 生成短鏈接 */publicStringgenerate(StringlongUrl){// 1. 使用 MurmurHash32 生成 32 位整數// 注意需處理負數轉為 32 位無符號長整型longhash32Hashing.murmur3_32_fixed().hashString(longUrl,StandardCharsets.UTF_8).padToLong();// 2. 轉 Base62StringshortCodetoBase62(hash32);// 3. 解決沖突邏輯 (模擬)while(isConflict(shortCode,longUrl)){// 加鹽重算longUrl[SALT];hash32Hashing.murmur3_32_fixed().hashString(longUrl,StandardCharsets.UTF_8).padToLong();shortCodetoBase62(hash32);}returnshortCode;}// 模擬數據庫查詢privatebooleanisConflict(StringshortCode,StringlongUrl){// 實際邏輯// String existUrl redis.get(shortCode);// return existUrl ! null !existUrl.equals(longUrl);returnfalse;}} 百億級優(yōu)化分庫分表當數據量達到 100 億時單表肯定存不下。如何分片方案直接用ShortURL做分片鍵 (Sharding Key)。邏輯Hash(ShortURL) % 1024將數據分散到 1024 張表中。優(yōu)勢讀取時直接根據短鏈算出在哪張表不需要遍歷所有庫。 總結設計一個短鏈接系統(tǒng)不僅僅是寫代碼更是對算法選擇、沖突處理、存儲架構的綜合考量。拒絕自增 ID為了安全。擁抱 MurmurHash為了速度和隨機性。布隆過濾器為了極致的寫入性能。掌握了這套方案面試官問你 TinyURL 設計時你就可以自信地“降維打擊”了。博主留言想獲取包含布隆過濾器和分庫分表配置的完整 Spring Boot 工程源碼嗎在評論區(qū)回復“短鏈”我發(fā)給你一份《百億級短鏈系統(tǒng)企業(yè)級落地代碼》直接 CV 就能用