使用 Redis 构建短网址生成程序

Note

本文摘录自即将出版的《Redis使用手册》， 详情请见： RedisGuide.com 。

为了给用户提供更多发言空间， 并记录用户在网站上的链接点击行为， 大部分社交网站都会将用户输入的网址转换为相应的短网址。 比如说， 如果我们在新浪微博发言时输入网址 http://redisdoc.com/geo/index.html ， 那么微博将把这个网址转换为相应的短网址 http://t.cn/RqRRZ8n ， 当用户访问这个短网址时， 微博在后台就会对这次点击进行一些数据统计， 然后再引导用户的浏览器跳转到 http://redisdoc.com/geo/index.html 上面。

创建短网址本质上就是要创建出短网址 ID 与目标网址之间的映射， 并在用户访问短网址时， 根据短网址的 ID 从映射记录中找出与之相对应的目标网址。 比如在前面的例子中， 微博的短网址程序就将短网址 http://t.cn/RqRRZ8n 中的 ID 值 RqRRZ8n 映射到了 http://redisdoc.com/geo/index.html 这个网址上面： 当用户访问短网址 http://t.cn/RqRRZ8n 时， 程序就会根据这个短网址的 ID 值 RqRRZ8n ， 找出与之对应的目标网址 http://redisdoc.com/geo/index.html ， 并将用户引导至目标网址上面去。

作为示例， 图 3-8 展示了几个微博短网址 ID 与目标网址之间的映射关系。

图 3-8 微博短网址映射关系示例

因为 Redis 的散列正好就非常适合用来储存短网址 ID 与目标网址之间的映射， 所以我们可以基于 Redis 的散列实现一个短网址程序， 代码清单 3-1 展示了一个这样的例子。

代码清单 3-1 使用散列实现的短网址程序： /hash/shorty_url.py

from base36 import base10_to_base36

ID_COUNTER = "ShortyUrl::id_counter"
URL_HASH = "ShortyUrl::url_hash" 

class ShortyUrl:

    def __init__(self, client):
        self.client = client

    def shorten(self, target_url):
        """
        为目标网址创建并储存相应的短网址 ID 。
        """
        # 为目标网址创建新的数字 ID
        new_id = self.client.incr(ID_COUNTER)
        # 通过将 10 进制数字转换为 36 进制数字来创建短网址 ID
        # 比如说，10 进制数字 10086 将被转换为 36 进制数字 7S6
        short_id = base10_to_base36(new_id)
        # 把短网址 ID 用作字段，目标网址用作值，
        # 将它们之间的映射关系储存到散列里面
        self.client.hset(URL_HASH, short_id, target_url)
        return short_id

    def restore(self, short_id):
        """
        根据给定的短网址 ID ，返回与之对应的目标网址。
        """
        return self.client.hget(URL_HASH, short_id)

代码清单 3-2 将 10 进制数字转换成 36 进制数字的程序： /hash/base36.py

def base10_to_base36(number):
    alphabets = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    result = ""

    while number != 0 :
        number, i = divmod(number, 36)
        result = (alphabets[i] + result)

    return result or alphabets[0]

ShortyUrl 类的 shorten() 方法负责为输入的网址生成短网址 ID ， 它的工作包括以下四个步骤：

1. 为每个给定的网址创建一个 10 进制数字 ID 。

2. 将 10 进制数字 ID 转换为 36 进制， 并将这个 36 进制数字用作给定网址的短网址 ID ， 这种方法在数字 ID 长度较大时可以有效地缩短数字 ID 的长度。 代码清单 3-2 展示了将数字从 10 进制转换成 36 进制的 base10_to_base36 函数的具体实现。

3. 将短网址 ID 和目标网址之间的映射关系储存到散列里面。

4. 向调用者返回刚刚生成的短网址 ID 。

另一方面， restore() 方法要做的事情和 shorten() 方法正好相反： 它会从储存着映射关系的散列里面取出与给定短网址 ID 相对应的目标网址， 然后将其返回给调用者。

以下代码简单地展示了使用 ShortyUrl 程序创建短网址 ID 的方法， 以及根据短网址 ID 获取目标网址的方法：

>>> from redis import Redis
>>> from shorty_url import ShortyUrl
>>> client = Redis(decode_responses=True)
>>> shorty_url = ShortyUrl(client)
>>> shorty_url.shorten("RedisGuide.com")  # 创建短网址 ID
'1'
>>> shorty_url.shorten("RedisBook.com")
'2'
>>> shorty_url.shorten("RedisDoc.com")
'3'
>>> shorty_url.restore("1")  # 根据短网址 ID 查找目标网址
'RedisGuide.com'
>>> shorty_url.restore("2")
'RedisBook.com'

图 3-9 展示了上面这段代码在数据库中创建的散列结构。

图 3-9 短网址程序在数据库中创建的散列结构