京东短网址高可用提升最佳实践 | 京东云技术团队

京东云开发者
• 阅读 401

作者:京东零售 郝彦军

什么是短网址?

短网址,是在长度上比较短的网址。简单来说就是帮您把冗长的URL地址缩短成8个字符以内的短网址。

当我们在腾讯、新浪发微博时,有时发很长的网址连接,但由于微博只限制140个字,所以微博就自动把您发的长网址给转换成短网址了。在微博和手机短信提醒等限制字数的地方来使用短网址,的确是一个不错的方案。

短网址通常使用“短域名/短码”的形式,打开短网址网页会直接跳转到长网址页面。例:3.cn/CdEyF2t.cn/RlB2PdDdwz.cn/134128 等短网址,分别是由以下短网址服务缩短后的网址 京东短网址:http://s.3.cn/, 新浪短网址:https://sina.lt/ ,百度短网址:http://dwz.cn/

短网址服务主要包含功能: 生成短网址(长网址缩短)、二维码简化、修改短网址、短网址跳转(访问短网址跳转到长网址)、唤醒APP、短网址统计 等。

短网址能解决什么问题?

长网址存在的问题:

1、长网址的长度太长,下面的长网址,共记312个字符,在微博场景中,限制140字符,已无法发布出去。在短信场景中,限制70字符,会产生5条短信费用,被拆分后还无法访问,严重影响用户体验。http://wjorder-http.jd.com/scan/np?encodePrcode=2hP_lwNr&encodeShcode=2-S83&businessSource=1&scanSkuType=2&ec=1&salerId=167916&discountsUrl=%2F%2Fcoupon.m.jd.com%2Fcoupons%2Fshow.action%3FlinkKey%3DAAROH_xIpeffAs_-naABEFoePLd7eC4GJgwsPUkFtDqklu805DO1cEqFyTHVT7fbD12AHD7DElAKgh0pfvQpX-E5PbgwLQ&unionId=1001465750

2、长网址生成的二维码,极其复杂 ,导致手机扫描识别极其困难,低端手机甚至无法识别,严重影响用户体验。

京东短网址高可用提升最佳实践 | 京东云技术团队

短网址则完美解决了上述问题:

1、使用短网址服务缩短上面长网址后的短网址(3.cn/1jK-CDAE),仅有13个字符,在微博、短信等场景中发送十分容易,而且简洁清晰,用户体验极好。

2、短网址生成的二维码,极其简洁 ,非常容易识别,用户体验良好。

京东短网址高可用提升最佳实践 | 京东云技术团队

京东短网址的业务场景:

京东短网址http://s.3.cn/,是京东唯一的短网址服务平台,已应用到京东体系的各个业务场景中,日均产生1亿条带有3.cn的短消息,点击短网址还可直接唤起对应的APP和小程序。

如下图1-2是来自七鲜、金龙鱼、京东金融、蒙牛、京东等业务的营销消息,下图3-4是唤起七鲜小程序、京东APP、金融APP并跳转至落地页的截图。

图1

京东短网址高可用提升最佳实践 | 京东云技术团队

图2

京东短网址高可用提升最佳实践 | 京东云技术团队

图3

京东短网址高可用提升最佳实践 | 京东云技术团队

图4

京东短网址高可用提升最佳实践 | 京东云技术团队

京东短网址服务的架构优化:

改造前短网址生成流程图说明:

1、系统首先查询长网址(长链)是否已存在于redis(jimdb)或hbase中,

2、如果长链已存在,则表示该长网址已经生成过,可直接返回查到的短网址,流程结束。

3、如果长链不存在,则使用长网址进行MD5随机算法生成一个长串,并分成3段,转化成62进制短码,拼装成短网址,然后查询短网址(短链)是否存在于redis或hbase中

4、如果短链不存在,则保存长网址到短网址的映射、以及短网址到长网址的映射,到redis或hbase中,返回短网址,流程结束。

5、如果短链已存在,说明随机算法生成的短码发生了冲突碰撞,需要循环回到步骤3,加盐重新生成一个短码,直到生成的短码检测没有冲突后,走到步骤4结束。

京东短网址高可用提升最佳实践 | 京东云技术团队

从原流程图分析原系统优劣势:

优势:采用随机算法,同一长链在同一账号下始终唯一,适用于长网址大量重复生成的情景,可以在步骤2快速返回,且随机算法遍历难度相对较高。

劣势:外部操作太多,性能影响较大,每次生成短网址涉及的网络请求次数至少8次(2次查redis、2次写redis、2次查hbase、2次写hbase)。

且从上面步骤5可以看出,系统存在一个碰撞循环,随着短码数据量日益增加,碰撞率也会大大增加,每次碰撞都要额外增加1次redis与1次hbase查询,导致性能越来越差。

分析原流程&历史数据,寻找原流程优化点:

1、 从原流程可以看出,如果继续采用随机算法,很难进行优化,因此,想到了可以采用自增算法,因为自增不存在碰撞,就不需要进行双向检索存储,能够极大的降低外部请求数。

2、 分析历史数据发现,很少存在长网址被大量重复生成的情况,也就是说,可以采用自增算法的单向存储(仅存储短网址到长网址的映射),并不会增加存储量,反而会比随机算法的双向存储(存储短到长的映射,及长到短的映射,即双倍存储)节省存储量。

3、 分析历史数据发现,90%超过1个月的短网址都不再有访问量了,同时调研业务也发现,43%用户1个月有效期就够了,46%用户3个月,10%用户1年,极少有用户需要短网址永久有效。

4、 分析历史数据发现,生成的数据量很大,日均1亿+,且大多数短网址并不需要永久保存,需要做好清理规划

5、 分析历史数据发现,生成量远大于跳转量,跳转服务流程简单仅做查询,优化空间不大,倒是对生成服务性能要求极高,优化重点在于生成服务。

优化后的短码生成流程说明:

1、 系统直接采用自增算法生成了一个短码,因为自增算法没有了随机碰撞,也就不需要再检索短网址是否存在redis或hbase中。

2、 直接保存短网址到长网址的映射到redis中,因为没有了检索长网址是否存在于redis或hbase,也就不再需要保存长网址到短网址的映射,也就可以把hbase的写入改成异步写入,然后直接返回短网址,流程结束。(可以看到系统仅剩下1次同步的redis操作,流程极大简化,可以预见接口性能将得到极大提升)

京东短网址高可用提升最佳实践 | 京东云技术团队

自研专利算法介绍

细心的同学可能会有疑问,上面的分布式自增算法是怎么实现的呢?

目前市面上已知方案,1、通过数据库自增(并发QPS数有限)2、通过redis自增(存在单key热点问题,也就是所有的发号请求都会打到同一分片上),两种方案均会增加性能损耗,且存在扩展瓶颈,无法满足京东的海量业务请求。3、雪花算法(长度太长不符合,短网址要求长度一般在7个字符)

因此设计了下面的专利自增算法:(性能近乎于内存,损耗可忽略)

下面介绍一下核心的自增算法原理:主要采用缓存发号加内存自增方式,既无碰撞率又性能极高,主要体现在下图的三条彩色通道上面。

1、绿色通道:内存发号,速度极快,每次从缓存取出10000个无重复号码,然后在内存中便可连续生成10000个短码,因此速度比传统基于数据库及缓存自增发号方式快万倍。

2、蓝色通道:缓存取号,依赖缓存保证分布式发号无碰撞,批量发号,每1万次内存绿色通道才走一次蓝色缓存通道取号,因此性能极高

3、红色通道:保障机制,保障生成的号码都在短网址对应长度的号码总容量范围内,仅在初始化及总容量用尽时执行,性能损耗可忽略不计。

京东短网址高可用提升最佳实践 | 京东云技术团队

长度&有效期规划:

• 有访问会自动延期N天(7位短码总容量3万亿,过期时间30天,每天有1000亿短码可用,30天内有1次访问就会重置30天有效期,也就是说保持“热数据”始终在redis中)

• 连续N天无访问自动回收(7位短码,连续30天没有访问的情况下,才会过期回收,也就是说“冷数据”无访问N天后会自动过期清理回收)

以下统计了最近6天的各短码长度的使用分布占比情况,目前使用最多的是7位与8位短码,占比总和近90%。其中43%的用户选择了30天有效期,46%的用户选择来了100天有效期。

京东短网址高可用提升最佳实践 | 京东云技术团队

提效成果:

Ø 接口性能极大提升:tp999:从150+ms ->7ms,解决了业务调用缓慢及超时的痛点

Ø 单机承载量极大提升:单机QPS:从497->10184,提升了20倍+,无扩容支撑了日生成量:从1千万->2亿+

Ø 按百度短网址费用核算,1年可节约2700万元(证明短网址产生价值很大

Ø redis缓存30天热数据,缓存量 1.2TB

Ø Hbase存储全量数据,存储量 4TB

Ø 6月18日生成量4.7亿、6月日均1亿、峰值QPS 7.2万

Ø 6月1日跳转量1600万、6月日均800万

Ø 线上仅8台4核docker(优化后日常节约了760核机器,618节约3572核)

Ø 有访问自动延期,无访问自动过期回收,避免了死码长期占用资源消耗费用,避免短码越积越多导致的数据量太大及性能下降,系统可长期稳定运行

创新性:

Ø 产出技术发明 专利1篇,编号:JDZL2019N5022

Ø 技术关键点是分布式 无碰撞 高效 短码生成算法:

Ø 该算法利用redis的incrby实现分布式号段发放(5位短码每次发放1000个号,当然6、7位短码可设置更大步长值10000个),利用本机原子id自增减少redis请求(每10000个id自增后请求1次redis),因为id始终自增所以短码无碰撞概率(id可以直接转化为62进制短码),避免了因短码碰撞带来的循环生成检索的性能开销。利用redis.set原子检测key不存在时才能设置成功实现分布式加锁,解决多线程并发重置问题,最终实现比传统自增方案快万倍的高性能无碰撞短码自增算法。

Ø 利用容量规划及过期时间机制(5位短码总容量9亿,有效期10天,每天有9千万可用),实现号段循环重复利用(10天后第1天的号段过期,可以再次使用)(当然如果是6位短码、总容量有550亿,有效期也可以更长。7位短码总容量3万亿,基本可以不用过期了),保障了系统的长期稳定运行。

影响力:

Ø 宙斯平台-京麦服务市场中上架,有**470+**京东商户应用使用。3.cn/1-jMkHBf

Ø 3.cn作为京东唯一的短网址服务平台,合作的应用50+(京东APP、京东金融、京东云、京东保险、七鲜、京东健康、京东物流等等)、小程序20+、合作的二级部门80+

京东短网址高可用提升最佳实践 | 京东云技术团队

点赞
收藏
评论区
推荐文章
blmius blmius
2年前
MySQL:[Err] 1292 - Incorrect datetime value: ‘0000-00-00 00:00:00‘ for column ‘CREATE_TIME‘ at row 1
文章目录问题用navicat导入数据时,报错:原因这是因为当前的MySQL不支持datetime为0的情况。解决修改sql\mode:sql\mode:SQLMode定义了MySQL应支持的SQL语法、数据校验等,这样可以更容易地在不同的环境中使用MySQL。全局s
Peter20 Peter20
3年前
mysql中like用法
like的通配符有两种%(百分号):代表零个、一个或者多个字符。\(下划线):代表一个数字或者字符。1\.name以"李"开头wherenamelike'李%'2\.name中包含"云",“云”可以在任何位置wherenamelike'%云%'3\.第二个和第三个字符是0的值wheresalarylike'\00%'4\
可莉 可莉
2年前
15款最好用的腾讯短链接(url.cn接口)批量在线生成接口
  短链接已经广泛应用于各种场景,电商,微信,短信等等。那么今天给大家推荐15款t.cn、url.cn的短链接短网址在线生成工具,都是我从市面数十款短链接短网址生成工具里面挑选的最为简便,最为稳定的短链接短网址生成工具。废话不多!1,青梅短网址(https://www.oschina.net/action/GoToLink?urlhttp
Wesley13 Wesley13
2年前
FLV文件格式
1.        FLV文件对齐方式FLV文件以大端对齐方式存放多字节整型。如存放数字无符号16位的数字300(0x012C),那么在FLV文件中存放的顺序是:|0x01|0x2C|。如果是无符号32位数字300(0x0000012C),那么在FLV文件中的存放顺序是:|0x00|0x00|0x00|0x01|0x2C。2.  
Wesley13 Wesley13
2年前
mysql设置时区
mysql设置时区mysql\_query("SETtime\_zone'8:00'")ordie('时区设置失败,请联系管理员!');中国在东8区所以加8方法二:selectcount(user\_id)asdevice,CONVERT\_TZ(FROM\_UNIXTIME(reg\_time),'08:00','0
Wesley13 Wesley13
2年前
PHP创建多级树型结构
<!lang:php<?php$areaarray(array('id'1,'pid'0,'name''中国'),array('id'5,'pid'0,'name''美国'),array('id'2,'pid'1,'name''吉林'),array('id'4,'pid'2,'n
Wesley13 Wesley13
2年前
Java日期时间API系列36
  十二时辰,古代劳动人民把一昼夜划分成十二个时段,每一个时段叫一个时辰。二十四小时和十二时辰对照表:时辰时间24时制子时深夜11:00凌晨01:0023:0001:00丑时上午01:00上午03:0001:0003:00寅时上午03:00上午0
Stella981 Stella981
2年前
Linux应急响应(二):捕捉短连接
0x00前言​短连接(shortconnnection)是相对于长连接而言的概念,指的是在数据传送过程中,只在需要发送数据时,才去建立一个连接,数据发送完成后,则断开此连接,即每次连接只完成一项业务的发送。在系统维护中,一般很难去察觉,需要借助网络安全设备或者抓包分析,才能够去发现。0x01应急场景​
Wesley13 Wesley13
2年前
MySQL部分从库上面因为大量的临时表tmp_table造成慢查询
背景描述Time:20190124T00:08:14.70572408:00User@Host:@Id:Schema:sentrymetaLast_errno:0Killed:0Query_time:0.315758Lock_
京东云开发者 京东云开发者
1个月前
京东短网址高可用提升最佳实践
什么是短网址?短网址,是在长度上比较短的网址。简单来说就是帮您把冗长的URL地址缩短成8个字符以内的短网址。当我们在腾讯、新浪发微博时,有时发很长的网址连接,但由于微博只限制140个字,所以微博就自动把您发的长网址给转换成短网址了。在微博和手机短信提醒等限