Nuxt 3 + Redis 实战：高并发短链接服务从零到部署全解析

本文旨在帮助开发者快速理解短链接服务的完整实现逻辑。文章结合文字说明与核心代码示例，让读者能边看逻辑边理解实现方式。

一、整体流程概览

1. 创建短链流程

yaml 复制代码

客户端 POST /v1/links
        |
        v
读取请求体 -> URL 校验 -> IP 限流
        |
        v
生成短码 (HMAC + Base62 + Redis Lua 原子写入)
        |
        v
返回 JSON { short_code, short_url }

2. 访问短链流程

yaml 复制代码

客户端 GET /:short_code
        |
        v
短码格式校验 -> Redis 查询 sl:{short_code}
        |
   +----+----+
   |         |
  存在       不存在
   |          |
   v          v
302 重定向   404 Not Found

二、Redis 单例客户端

避免每次请求都创建 Redis 连接，使用 单例模式：

javascript 复制代码

// server/utils/redis.ts
import { createClient } from 'redis'

let client: ReturnType<typeof createClient> | null = null

export function redis() {
  if (!client) {
    client = createClient({ url: process.env.REDIS_URL || 'redis://localhost:6379' })
    client.on('error', (err) => console.error('Redis Error:', err))
    client.connect().then(() => console.log('Redis connected'))
  }
  return client
}

第一次调用 redis() 会创建并连接客户端
后续请求直接复用已连接的客户端

三、URL 校验与 IP 获取

javascript 复制代码

// server/utils/validate.ts
import { parse } from 'url'

export function assertValidUrl(input: string) {
  const url = parse(input)
  if (!['http:', 'https:'].includes(url.protocol || '')) throw new Error('Invalid URL protocol')
  if (!url.host) throw new Error('Missing host')
  if (['localhost', '127.0.0.1', '::1'].includes(url.hostname || '')) throw new Error('Disallowed host')
  return new URL(input)
}

// 获取客户端 IP（可用于限流）
export function clientIp(event) {
  return event.node.req.headers['x-forwarded-for']?.toString().split(',')[0] || event.node.req.socket.remoteAddress || 'unknown'
}

四、IP 限流逻辑

typescript 复制代码

// server/utils/rate-limit.ts
export async function rateLimitPerIp(r, ip: string, limit: number, windowSec: number) {
  const key = `rl:${ip}:${Math.floor(Date.now() / (windowSec * 1000))}`
  const count = await r.incr(key)
  if (count === 1) await r.expire(key, windowSec)
  const allowed = count <= limit
  const ttl = await r.ttl(key)
  return { allowed, remaining: Math.max(0, limit - count), resetIn: ttl >= 0 ? ttl : windowSec }
}

固定窗口计数
超过次数返回 429
Redis 存储 TTL，自动过期

五、短码生成逻辑

文字说明

对 URL + 时间戳 + 重试次数做 HMAC-SHA256
使用 Base62 编码
截取 6~8 位作为短码
使用 Redis Lua 脚本原子写入：
- 主索引：sl:{code} → longUrl
- 去重索引：url:{hash} → code
冲突自动重试

核心代码

typescript 复制代码

// server/utils/codegen.ts
import { createHmac } from 'node:crypto'
import { toBase62, clampCode } from './base62'
import { useRuntimeConfig } from '#imports'

export async function generateAndStoreCode(r, longUrl: string, opts?: { codeLength?: number, maxRetries?: number, dedupeHash?: string }) {
  const { codeSecret } = useRuntimeConfig()
  const codeLength = opts?.codeLength ?? 7
  const maxRetries = opts?.maxRetries ?? 5
  const dedupeHash = opts?.dedupeHash ?? null

  for (let i = 0; i <= maxRetries; i++) {
    const h = createHmac('sha256', codeSecret)
      .update(longUrl)
      .update(String(Date.now()))
      .update(String(i))
      .digest()

    const code = clampCode(toBase62(h), codeLength)

    // 原子写入 Redis
    const ok = await r.evalsha(
      LUA_SCRIPT_SHA,
      2,
      `sl:${code}`,
      dedupeHash ? `url:${dedupeHash}` : '',
      longUrl,
      '0'
    )
    if (ok === 1) return code
  }
  throw createError({ statusCode: 500, statusMessage: 'Failed to allocate short code' })
}

六、创建短链路由示例

scss 复制代码

export default defineEventHandler(async (event) => {
  const r = redis()
  const ip = clientIp(event)
  const rl = await rateLimitPerIp(r, ip, 10, 60)
  if (!rl.allowed) throw createError({ statusCode: 429 })

  const body = await readBody<{ url?: string }>(event)
  if (!body?.url) throw createError({ statusCode: 400 })

  const parsed = assertValidUrl(body.url)
  const normalized = parsed.toString()
  const dedupeHash = createHash('sha256').update(normalized).digest('hex')

  const code = await generateAndStoreCode(r, normalized, { codeLength: 7, maxRetries: 7, dedupeHash })

  const { baseUrl } = useRuntimeConfig()
  return { short_code: code, short_url: `${baseUrl.replace(//$/, '')}/${code}` }
})

七、访问短链路由示例

csharp 复制代码

export default defineEventHandler(async (event) => {
  const { short_code } = event.context.params
  if (!/^[0-9A-Za-z]{6,8}$/.test(short_code)) throw createError({ statusCode: 404 })

  const r = redis()
  const url = await r.get(`sl:${short_code}`)
  if (!url) throw createError({ statusCode: 404 })

  setResponseStatus(event, 302, 'Found')
  setResponseHeader(event, 'Location', url)
  return 'Redirecting...'
})

八、Redis Key 设计逻辑

Key	Value	用途
sl:{code}	longUrl	短码 → 原始 URL
url:{hash}	code	URL 去重
rl:{ip}:{win}	count	IP 限流计数

九、总结逻辑

POST /v1/links：
- URL 校验 → IP 限流 → HMAC + Base62 → Redis Lua 原子写入 → 返回短码
GET /:short_code：
- 短码格式校验 → Redis 查询 → 302 跳转或 404
Redis 单例：
- 整个服务复用一个 Redis 客户端，避免重复连接
IP 限流 & 去重：
- Redis Key + TTL 管理，防刷和重复生成短码