短链接我们或多或少都使用过，所谓短链接就是根据较长的原链接url生成一段较短的链接，访问短链接可以跳转到对应的原链接，这样做好处在于：1. url更加美观；2. 便于保存和传播；3. 某些网站内容发布有字数限制，短链接可以节约字数。

短链接实现的原理非常简单，可以概括为：

1. 为每个原链接生成不重复的唯一短链接
2. 将原链接和对应短链接成对保存到数据库
3. 访问短链接时，web服务器将目标重定向到对应的原链接

根据以上思路，我们自己也可以分分钟实现一个短链接生成服务。本文示例使用 node + express + mongodb。

1. 初始化项目

(1). 安装如下依赖：

package.json：

"dependencies": {
  "config": "^3.2.2", // 读取项目配置
  "express": "^4.17.1", // web服务器
  "mongoose": "^5.6.9", // 操作mongodb
  "shortid": "^2.2.14", // 生成不重复的唯一Id
  "valid-url": "^1.0.9" // 判断url格式是否正确
}

(2). 增加项目配置：

主要用于存放MongoDB的连接字符串和短链接的base url。

config/default.json：

{
  "mongoURI": "mongodb://localhost:27017/url-shorten-service",
  "baseUrl": "http://localhost:5000"
}

(3). 增加MongoDB连接方法

config/db.js：

const mongoose = require('mongoose');
const config = require('config');
const db = config.get('mongoURI');

const connectDB = async () => {
  try {
    await mongoose.connect(db, {
      useNewUrlParser: true
    });
    console.log(`MongoDB Connected to: ${db}`);
  } catch (error) {
    console.error(error.message);
    process.exit(1);
  }
}

module.exports = connectDB;

(4). 启动express：

index.js：

const express = require('express');
const connectDB = require('./config/db');

const app = express();

// 连接MongoDB
connectDB();

app.use(express.json({
  extended: false
}));

// 路由，稍后设置
app.use('/', require('./routes/index'));
app.use('/api/url', require('./routes/url'));

const port = 5000;

app.listen(port, () => {
  console.log(`Server running on port ${port}`);
});

2. 定义数据库模型

我们需要将原链接和对应短链接保存到数据库，简单起见，我们只需要保存一个短链接编码，相应的短链接可以使用base url和编码拼接而成。

models/url.js：

const mongoose = require('mongoose');

const urlSchema = new mongoose.Schema({
  urlCode: String,
  longUrl: String
});

module.exports = mongoose.model('Url', urlSchema);

3. 生成短链接编码

这是我们实现的关键一步，思路是：用户传入一个长链接，我们首先使用 valid-url 判断传入的url是否合法，不合法则返回错误，如果合法我们在数据库中搜索是否有该长链接的记录，如果有则直接返回该条记录，如果没有则生成一条新记录，并生成对应的短链接。借助于 shortId，我们可以很方便的生成一个不重复的唯一编码。

routes/url.js：

const epxress = require("express");
const router = epxress.Router();
const validUrl = require('valid-url');
const shortId = require('shortid');
const config = require('config');
const Url = require('../models/url');

router.post('/shorten', async (req, res, next) => {
  const { longUrl } = req.body;
  if (validUrl.isUri(longUrl)) {
    try {
      let url = await Url.findOne({ longUrl });
      if (url) {
        res.json({
          shortUrl: `${config.get('baseUrl')}/${url.urlCode}`
        });
      } else {
        const urlCode = shortId.generate();
        url = new Url({
          longUrl,
          urlCode
        });
        await url.save();
        res.json({
          shortUrl: `${config.get('baseUrl')}/${urlCode}`
        });
      }
    } catch (error) {
      res.status(500).json('Server error');
    }
  } else {
    res.status(401).json('Invalid long url');
  }
});

module.exports = router;

4. 访问短链接跳转到原链接

最后一步非常简单，当用户访问我们生成的短链接时，我们根据url中的短链接编码查询到对应记录，如果存在对应记录我们使用express的res.redirect方法将访问重定向至原链接，如果不存在则返回错误。

routes/index.js

const epxress = require("express");
const router = epxress.Router();
const Url = require('../models/url');

router.get('/:code', async (req, res, next) => {
  try {
    const urlCode = req.params.code;
    const url = await Url.findOne({ urlCode });
    if (url) {
      // 重定向至原链接
      res.redirect(url.longUrl);
    } else {
      res.status(404).json("No url found");
    }
  } catch (error) {
    res.status(500).json("Server error");
  }
});

module.exports = router;

测试一下：

访问短链接：

这样，一个简单的短链接生成服务就完成了，往往在我们看来很神奇的技术其实背后的原理和实现很简单，希望本文对大家有所启发。

最后，推荐大家使用Fundebug，一款很好用的BUG监控工具~

本文Demo地址：https://github.com/MudOnTire/url-shortener-service