三步走！基於 Knative Serverless 技術實現一個短網址服務

短網址顧名思義就是使用比較短的網址代替很長的網址。維基百科上面的解釋是這樣的：

短網址又稱網址縮短、縮短網址、URL 縮短等，指的是一種互聯網上的技術與服務，此服務可以提供一個非常短小的 URL 以代替原來的可能較長的URL，將長的 URL 位址縮短。用戶訪問縮短後的 URL 時通常將會重定向到原來的長 URL

起源

雖然現在互聯網已經非常發達了，但還是有很多場景會對用戶輸入的內容有長度限制。比如：

微薄、Twitter 長度不能超過 140 個字
一些早期的 BBS 文章單行的長度不能超過 78 字符等場景
運營商短信的長度不能超過 70 個字

而現在很多媒體、電商平臺的內容大多都是多人協作通過比較複雜的系統、框架生成的，鏈接長度幾十個甚至上百字符都是很平常的事情，所以如果在上述的幾個場景中傳播鏈接使用短網址服務就是一個必然的結果。比如下面這些短信截圖你應該不會陌生：

應用場景

短網址服務的最初本意就是縮短長 url，方便傳播。但其實短網址服務還能做很多其他的事情。比如下面這些：

訪問次數的限制，比如只能訪問 1 次，第二次訪問的時候就拒絕服務
時間的限制，比如只能在一週內提供訪問服務，超過一週就拒絕服務
根據訪問者的地域的限制
通過密碼訪問
訪問量統計
高峯訪問時間統計等等
統計訪問者的一些信息，比如：
- 來源城市
- 訪問時間
- 使用的終端設備、瀏覽器
- 訪問來源 IP
在營銷活動中其實還可以對不同的渠道生成不通的短網址，這樣通過統計這些短網址還能判斷不同渠道的訪問量等信息

基於 Knative Serverless 技術實現一個短網址服務

在 Knative 模式下可以實現按需分配，沒有流量的時候實例縮容到零，當有流量進來的時候再自動擴容實例提供服務。
現在我們就基於阿里雲容器服務的 Knative 來實現一個 serverless 模式的短網址服務。本示例會給出一個完整的 demo，你可以自己在阿里雲容器服務上面創建一個 Knative 集羣，使用本示例提供服務。本示例中實現一個最簡單的功能

通過接口實現長網址到短網址的映射服務
當用戶通過瀏覽器訪問短網址的時候通過 301 跳轉到長網址

下面我們一步一步實現這個功能

數據庫

既然要實現短網址到長網址的映射，那麼就需要保存長網址的信息到數據庫，並且生成一個短的 ID 作爲短網址的一部分。所以我們首先需要選型使用什麼數據庫。在本示例中我們選擇使用阿里雲的表格存儲，表格存儲最大的優勢就是按量服務，你只需要爲你使用的量付費，而且價格也很實惠。如下所示的按量計費價格表。1G 的數據保存一年的費用是3.65292元/年( 0.000417 _ 24 _ 365=3.65292) ，是不是很划算。

短網址生成 API

我們需要有一個 API 生成短網址

/new?origin-url=${長網址}

origin-url 訪問地址

返回結果

vEzm6v

假設我們服務的域名是 short-url.default.serverless.kuberun.com ，那麼現在訪問 http://short-url.default.serverless.kuberun.com/vEzm6v 就可以跳轉到長網址了。

代碼實現

package main

import (
	"crypto/md5"
	"encoding/hex"
	"fmt"
	"log"
	"net/http"
	"os"
	"strconv"
	"time"

	"strings"

	"github.com/aliyun/aliyun-tablestore-go-sdk/tablestore"
)

var (
	alphabet = []byte("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ")
	l        = &Log{}
)

func ShortUrl(url string) string {
	md5Str := getMd5Str(url)
	var tempVal int64
	var result [4]string
	for i := 0; i < 4; i++ {
		tempSubStr := md5Str[i*8 : (i+1)*8]
		hexVal, _ := strconv.ParseInt(tempSubStr, 16, 64)
		tempVal = 0x3FFFFFFF & hexVal
		var index int64
		tempUri := []byte{}
		for i := 0; i < 6; i++ {
			index = 0x0000003D & tempVal
			tempUri = append(tempUri, alphabet[index])
			tempVal = tempVal >> 5
		}
		result[i] = string(tempUri)
	}
	return result[0]
}

func getMd5Str(str string) string {
	m := md5.New()
	m.Write([]byte(str))
	c := m.Sum(nil)
	return hex.EncodeToString(c)
}

type Log struct {
}

func (log *Log) Infof(format string, a ...interface{}) {
	log.log("INFO", format, a...)
}

func (log *Log) Info(msg string) {
	log.log("INFO", "%s", msg)
}

func (log *Log) Errorf(format string, a ...interface{}) {
	log.log("ERROR", format, a...)
}

func (log *Log) Error(msg string) {
	log.log("ERROR", "%s", msg)
}

func (log *Log) Fatalf(format string, a ...interface{}) {
	log.log("FATAL", format, a...)
}

func (log *Log) Fatal(msg string) {
	log.log("FATAL", "%s", msg)
}

func (log *Log) log(level, format string, a ...interface{}) {
	var cstSh, _ = time.LoadLocation("Asia/Shanghai")
	ft := fmt.Sprintf("%s %s %s\n", time.Now().In(cstSh).Format("2006-01-02 15:04:05"), level, format)
	fmt.Printf(ft, a...)
}

func handler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	l := &Log{}
	l.Infof("Hello world received a request, url: %s", r.URL.Path)
	l.Infof("url:%s ", r.URL)
	//if r.URL.Path == "/favicon.ico" {
	//	http.NotFound(w, r)
	//	return
	//}

	urls := strings.Split(r.URL.Path, "/")
	originUrl := getOriginUrl(urls[len(urls)-1])
	http.Redirect(w, r, originUrl, http.StatusMovedPermanently)
}

func new(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	l.Infof("Hello world received a request, url: %s", r.URL)
	l.Infof("url:%s ", r.URL)
	originUrl, ok := r.URL.Query()["origin-url"]
	if !ok {
		l.Errorf("no origin-url params found")
		w.WriteHeader(http.StatusBadRequest)
		w.Write([]byte("Bad request!"))
		return
	}

	surl := ShortUrl(originUrl[0])
	save(surl, originUrl[0])
	fmt.Fprint(w, surl)

}

func getOriginUrl(surl string) string {
	endpoint := os.Getenv("OTS_TEST_ENDPOINT")
	tableName := os.Getenv("TABLE_NAME")
	instanceName := os.Getenv("OTS_TEST_INSTANCENAME")
	accessKeyId := os.Getenv("OTS_TEST_KEYID")
	accessKeySecret := os.Getenv("OTS_TEST_SECRET")
	client := tablestore.NewClient(endpoint, instanceName, accessKeyId, accessKeySecret)

	getRowRequest := &tablestore.GetRowRequest{}
	criteria := &tablestore.SingleRowQueryCriteria{}

	putPk := &tablestore.PrimaryKey{}
	putPk.AddPrimaryKeyColumn("id", surl)
	criteria.PrimaryKey = putPk

	getRowRequest.SingleRowQueryCriteria = criteria
	getRowRequest.SingleRowQueryCriteria.TableName = tableName
	getRowRequest.SingleRowQueryCriteria.MaxVersion = 1

	getResp, _ := client.GetRow(getRowRequest)
	colmap := getResp.GetColumnMap()
	return fmt.Sprintf("%s", colmap.Columns["originUrl"][0].Value)
}

func save(surl, originUrl string) {
	endpoint := os.Getenv("OTS_TEST_ENDPOINT")
	tableName := os.Getenv("TABLE_NAME")
	instanceName := os.Getenv("OTS_TEST_INSTANCENAME")
	accessKeyId := os.Getenv("OTS_TEST_KEYID")
	accessKeySecret := os.Getenv("OTS_TEST_SECRET")
	client := tablestore.NewClient(endpoint, instanceName, accessKeyId, accessKeySecret)

	putRowRequest := &tablestore.PutRowRequest{}
	putRowChange := &tablestore.PutRowChange{}
	putRowChange.TableName = tableName

	putPk := &tablestore.PrimaryKey{}
	putPk.AddPrimaryKeyColumn("id", surl)
	putRowChange.PrimaryKey = putPk

	putRowChange.AddColumn("originUrl", originUrl)
	putRowChange.SetCondition(tablestore.RowExistenceExpectation_IGNORE)
	putRowRequest.PutRowChange = putRowChange

	if _, err := client.PutRow(putRowRequest); err != nil {
		l.Errorf("putrow failed with error: %s", err)
	}
}

func main() {
	http.HandleFunc("/", handler)
	http.HandleFunc("/new", new)
	port := os.Getenv("PORT")
	if port == "" {
		port = "9090"
	}

	if err := http.ListenAndServe(fmt.Sprintf(":%s", port), nil); err != nil {
		log.Fatalf("ListenAndServe error:%s ", err.Error())
	}

}

代碼我已經編譯成鏡像，你可以直接使用 registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/knative-sample/shorturl:v1 此鏡像編部署服務。

三步走

準備數據庫

首先到阿里雲開通表格存儲服務，然後創建一個實例和表。我們需要的結構比較簡單，只需要短 URL ID 到長 URL 的映射即可，存儲表結構設計如下：

獲取 access key

登陸到阿里雲以後鼠標浮動在頁面的右上角頭像，然後點擊 accesskeys 跳轉到 accesskeys 管理頁面。

點擊顯示即可顯示 Access Key Secret。

部署服務

Knative Service 的配置如下，使用前兩步的配置信息填充 Knative Service 的環境變量。然後部署到 Knative集羣即可

apiVersion: serving.knative.dev/v1alpha1
kind: Service
metadata:
  name: short-url
  namespace: default
spec:
  template:
    metadata:
      labels:
        app: short-url
      annotations:
        autoscaling.knative.dev/maxScale: "20"
        autoscaling.knative.dev/minScale: "0"
        autoscaling.knative.dev/target: "100"
    spec:
      containers:
        - image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/knative-sample/shorturl:v1
          ports:
            - name: http1
              containerPort: 8080
          env:
          - name: OTS_TEST_ENDPOINT
            value: http://t.cn-hangzhou.ots.aliyuncs.com
          - name: TABLE_NAME
            value: ${TABLE_NAME}
          - name: OTS_TEST_INSTANCENAME
            value: ${OTS_TEST_INSTANCENAME}
          - name: OTS_TEST_KEYID
            value: ${OTS_TEST_KEYID}
          - name: OTS_TEST_SECRET
            value: ${OTS_TEST_SECRET}

使用上面的 knative service 部署服務，部署好以後可能是下面這樣：

└─# kubectl get ksvc
short-url       http://short-url.default.serverless.kuberun.com       short-url-456q9       short-url-456q9       True

現在可以開始測試

生成一個短網址

└─# curl 'http://short-url.default.serverless.kuberun.com/new?origin-url=https://help.aliyun.com/document_detail/121534.html?spm=a2c4g.11186623.6.786.41e074d9oHpbO2'
vEzm6v

curl 命令輸出的結果 VR7baa 就是短網址的 ID

訪問短網址

在瀏覽器中打開 http://short-url.default.serverless.kuberun.com/vEzm6v ，就能跳轉到長 url 網址了。

小結

本實戰只需三步就基於 Knative 實現了一個 Serverless 的短網址服務，此短網址服務在沒有請求的時候可以縮容到零節省計算資源，在有很多請求的時候可以自動擴容。並且使用了阿里雲表格存儲，這樣數據庫也是按需付費。基於 Knative + TableStore 實現了短網址服務的 Serverless 化。

本文轉載自阿里巴巴雲原生微信公衆號（ID：Alicloudnative）

三步走！基於 Knative Serverless 技術實現一個短網址服務

起源

應用場景

基於 Knative Serverless 技術實現一個短網址服務

數據庫

短網址生成 API

代碼實現

三步走

準備數據庫

獲取 access key

部署服務

小結

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