短链5亿次生成20亿跳转P99-50ms

首次归档：2026-09-13 R5 | 难度：高阶

来源文档：interview-2026-09-13.md

原题

场景：

设计一个短链接系统，支撑 日均 5 亿次短链生成 + 20 亿次跳转，跳转 P99 < 50ms，可用性 99.99%。

• 短链过期时间：7 天 / 30 天 / 永久 三种
• 需要支持自定义短链（用户指定 key，可能冲突）
• 跳转需要记录：来源 IP、UA、点击次数（用于报表）

问题：

1. 短链 ID 生成方案怎么选？对比：自增 + base62 vs Snowflake vs 哈希 vs 发号器，给出推荐及理由。
2. 跳转链路如何做到 P99 < 50ms？缓存策略、DB 读写分离怎么设计？
3. 自定义短链冲突如何检测和处理？99.99% 可用性下，缓存雪崩、热点 key、单机故障如何兜底？

我的回答（2026-09-13）

（未作答，进入讲解模式）

点评（2026-09-13）

优点：暂无

不足：ID 生成选型、多级缓存、高可用兜底是系统设计必考。

补充：完整讲解见下。

得分：N/A

讲解

问题1：短链 ID 生成方案选型

推荐：发号器 + base62 编码

// Redis 原子递增
String key = "id_gen:" + LocalDate.now();
Long id = redisTemplate.opsForValue().increment(key);
return Base62Encoder.encode(id);

问题2：跳转链路 P99 < 50ms

延迟预算（总 50ms）：

多级缓存：

L1: 本地缓存（Caffeine）→ L2: Redis → L3: DB

DB 设计：short_link_0 ~ short_link_15 按 hash(short_code) % 16 分表。

问题3：自定义短链冲突 + 高可用

冲突检测：

if (exists(customCode)) throw new DuplicateException();
// 唯一索引兜底（并发场景）
CREATE TABLE short_link (short_code VARCHAR(16) PRIMARY KEY, ...);

缓存雪崩防护：随机过期时间 + 热点 key 永不过期

热点 key 防护：滑动窗口计数器检测热点 → 强制加载本地缓存

单机故障：多实例 + LB + 客户端重试

降级：Redis 挂 → 直查 DB；DB 挂 → 熔断返回错误