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欢迎阅读关于tnfy.link系列的第二篇文章——另一个URL缩短服务！本文将深入探讨短链接生成的策略。看似简单，但选择合适的链接生成方法却充满挑战。
短链接的核心是为每个长URL创建一个短小唯一的ID。这个ID需要满足以下条件：
- 唯一性，避免冲突。
- 足够短，便于实际使用。
- 易于输入，减少错误。
- 不可预测，防止猜测。
经过一番研究，我总结了四种主要的短链接生成方法。让我们逐一分析。
1. 随机字节法
最直接的方法是生成随机字节并进行编码。但需注意伪随机数和加密安全随机数的区别。
伪随机数
Go语言的math/rand包提供伪随机数生成器（PRNG）。使用相同的种子（初始值），它会产生相同的数字序列。这对于很多应用足够了，但并不适合需要安全性和不可预测性的链接生成。
加密安全随机数
crypto/rand包更适合生成安全的随机数。它利用系统噪声生成真正随机且不可预测的值，例如利用物理层面的电磁噪声。这保证了高熵，但需注意虚拟机可能依赖主机获取随机数据，这可能会在高负载环境下降低生成速度。
随机字节编码
随机字节本身不适合作为URL，需要进行编码。常见的编码方法包括：
- 整数法：将字节转换为整数。易于输入，但ID可能较长。
- 十六进制法：用十六进制（0-9、A-F）编码字节。不区分大小写且不易输错。
- Base64法：使用字符A-Z、a-z、0-9、+、/和=编码字节。但它区分大小写且容易输错。
- Base58法：类似Base64，但排除了容易混淆的字符（如I、l、O、0）。更友好。比特币、Ripple和Flickr都使用了这种方法。
对于用户友好的短链接，Base58法通常是最佳选择，因为它兼顾了紧凑性和抗错性。
要点：
- 随机字节保证唯一性和不可预测性。
- Base58等编码方法提升了可用性。
- 加密安全随机性确保可靠性。
2. 哈希法
哈希法根据输入（例如长URL）生成固定长度的值。它保证了一致性——相同的输入总是产生相同的输出——但缺乏随机性。这意味着多次缩短同一个URL会产生相同的ID，不满足不可预测性的要求。
在哈希之前添加随机盐可以引入变数，但这比直接使用随机字节更复杂且效率更低。
3. UUID法
UUID（通用唯一标识符）广泛用于生成唯一值。但其默认格式对于短链接来说太长。可以通过重新编码UUID（例如，使用Base58）来缩短长度。
NanoID是UUID的替代方案，它使用可自定义的字母表生成更短的字符串（默认21个字符），可以优化ID的可读性和抗错性。
为什么不使用UUID？
UUID最终也是基于随机字节，所以相比直接生成随机值并没有显著优势。
4. 顺序法
随机值有时会导致重复，尤其是在高负载或ID较短的情况下。虽然tnfy.link并非为高负载场景设计，但仍需考虑潜在问题。
使用顺序计数器可以确保唯一性。Redis等工具可以使用INCR命令实现分布式计数器。但顺序ID是可预测的。将序列与随机字节结合可以解决这个问题，既保证唯一性又保证不可预测性。
例如：
- 随机值 + 递增序列：如果两个实例生成相同的随机值，序列保证唯一性。
注意：ID中包含顺序组件可能会泄露生成的链接总数，这在某些情况下是不可取的。
结论
本文探讨了多种短链接生成方法：
- 随机字节法：简单有效，尤其结合Base58等安全编码。
- 哈希法：可靠，但缺乏随机性。
- UUID/NanoID法：不错的替代方案，但比直接使用随机字节更复杂。
- 顺序法：解决冲突，但会增加ID长度。
对于大多数用例，使用Base58编码的随机字节法就足够了。为了处理高负载场景下的冲突，可以将随机字节与顺序组件结合。虽然当前版本的tnfy.link后端尚未实现此功能，但我计划将来将其添加为可选功能。
感谢您的阅读！欢迎在评论区分享您对链接生成方法的看法和经验！
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