短链接/短网址生成算法

参考文章
两种JAVA实现短网址服务算法
 JAVA实现-URL短网址生成算法
 【原创】这可能是东半球最接地气的短链接系统设计
import org.apache.commons.codec.digest.DigestUtils;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

/**
 * @author wishurhere
 * @date 2020/8/31
 */
public class ShortenUrl {

    static final char[] CHARS = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
        'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l', 'm', 'n', 'o',
        'p', 'q', 'r', 's', 't', 'u', 'v', 'w', 'x', 'y', 'z', 'A', 'B', 'C', 'D',
        'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L', 'M', 'N', 'O',
        'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z'};

    public static void main(String[] args) {
        String sLongUrl = "https://h5.qhee.com/zct/#/pages/detail?policyId=2617&iCode=Q-FEWOQH";
        System.out.println(toBase(12313, 62));
        System.out.println(shortenUrl1(sLongUrl, 3));
        System.out.println(shortenUrl2(sLongUrl, 3));
    }

    /**
     * 长链接缩短为短码
     * a.计算长地址的MD5码，将32位的MD码分成4段，每段8个字符
     * b.将a得到的8个字符串看成一个16进制的数，与N(url的长度) * 6个1表示的二进制数进行&操作得到一个N * 6长的二进制数
     * c.将b得到的数分成N段，每段6位，然后将这N个6位数分别与61进行&操作，将得到的数作为INDEX去字母表取相应的字母或数字，拼接就是一个长度为N的短网址。
     * @param longUrl   长网址
     * @param urlLength 短码长度
     * @return 短码字符串
     */
    public static String shortenUrl1(String longUrl, int urlLength) {
        if (urlLength < 0 || urlLength > 6) {
            throw new IllegalArgumentException("短码长度必须在1~6之间");
        }
        String md5Hex = DigestUtils.md5Hex(longUrl);
        int binaryLength = urlLength * 6;
        long binaryLengthFixer = Long.valueOf(StringUtils.repeat("1", binaryLength), 2);
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            String subString = StringUtils.substring(md5Hex, i * 8, (i + 1) * 8);
            subString = Long.toBinaryString(Long.valueOf(subString, 16) & binaryLengthFixer);
            subString = StringUtils.leftPad(subString, binaryLength, "0");
            StringBuilder sbBuilder = new StringBuilder();
            for (int j = 0; j < urlLength; j++) {
                String subString2 = StringUtils.substring(subString, j * 6, (j + 1) * 6);
                int charIndex = Integer.valueOf(subString2, 2) & 61;
                sbBuilder.append(CHARS[charIndex]);
            }
            String shortUrl = sbBuilder.toString();
            // 查找短码是否存在
            if (existsShortUrl(shortUrl)) {
                continue;
            } else {
                return shortUrl;
            }
        }
        // 如果生成的四个短码都已存在了 返回null
        return null;
    }

    /**
     * 长链接缩短为短码
     * @param longUrl 长链接
     * @param length  短码长度
     * @return 短码
     */
    public static String shortenUrl2(String longUrl, Integer length) {
        // 如果每次想生成不一样的短码可以自定义生成MD5加密字符传前的混合加密key
        // String key = System.currentTimeMillis() + "";
        // String md5Hex = DigestUtils.md5Hex(key + longUrl);
        String md5Hex = DigestUtils.md5Hex(longUrl);
        for (int i = 0; i < 4; i++) {
            // 把加密字符按照8位一组16进制与0x3FFFFFFF进行位与运算
            String subString = md5Hex.substring(i * 8, (i + 1) * 8);
            long lHexLong = 0x3FFFFFFF & Long.parseLong(subString, 16);
            StringBuilder outChars = new StringBuilder();
            for (int j = 0; j < length; j++) {
                long index = 0x0000003D & lHexLong;
                outChars.append(CHARS[(int) index]);
                lHexLong = lHexLong >> length;
            }
            String shortUrl = outChars.toString();
            // 查找短码是否存在
            if (existsShortUrl(shortUrl)) {
                continue;
            } else {
                return shortUrl;
            }
        }
        // 如果生成的四个短码都已存在了 返回null
        return null;
    }

    public static boolean existsShortUrl(String shortUrl) {
        // 查询db中或者redis中短码是否存在
        return false;
    }

    /**
     * 10进制转为指定进制的数 优点不会生成重复的短码，缺点数据有序
     * @param seq  序列的自增值（可使用数据库自增主键作为发号器）
     * @param base 进制
     * @return 指定进制的字符串
     */
    public static String toBase(long seq, int base) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        do {
            int i = (int) (seq % base);
            sb.append(CHARS[i]);
            seq /= base;
        } while (seq > 0);
        return sb.reverse().toString();
    }

}