Node.js और Redis वितरित कैशिंग के साथ एक उच्च-प्रदर्शन URL शॉर्टनर बनाएं

आप क्या सीखेंगे

• <पी> Node.js का उपयोग करके URL शॉर्टनर सेवा कैसे बनाएं और रेडिस .

• <पी> वितरित कैशिंग कैसे कार्यान्वित करें प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए।

• <पी> लगातार हैशिंग को समझना और कैश अमान्यकरण रणनीतियाँ .

• <पी> डॉकर का उपयोग करना शार्डिंग और स्केलिंग के लिए कई रेडिस उदाहरणों का अनुकरण करना।

आवश्यकताएँ

• <पी> Node.js (v14 या उच्चतर)

• <पी> रेडिस

• <पी> डॉकर

• <पी> JavaScript, Node.js और Redis का बुनियादी ज्ञान।

सामग्री तालिका

• <पी> परियोजना अवलोकन

• <पी> चरण 1:प्रोजेक्ट स्थापित करना

• <पी> चरण 2:रेडिस इंस्टेंस सेट करना

• <पी> चरण 3:यूआरएल शॉर्टनर सेवा को लागू करना
• <पी> चरण 4:कैश अमान्यकरण लागू करना

• <पी> चरण 5:कैश मेट्रिक्स की निगरानी

• <पी> चरण 6:एप्लिकेशन का परीक्षण

• <पी> निष्कर्ष:आपने क्या सीखा

प्रोजेक्ट अवलोकन

1. <पी> उपयोगकर्ता लंबे URL को छोटा कर सकते हैं और मूल URL पुनः प्राप्त कर सकते हैं।

2. <पी> सेवा रेडिस कैशिंग का उपयोग करती है संक्षिप्त URL और मूल URL के बीच मैपिंग संग्रहीत करने के लिए।

3. <पी> उच्च ट्रैफ़िक को संभालने के लिए कैश को कई रेडिस इंस्टेंसेस में वितरित किया जाता है।

4. <पी> सिस्टम कैश हिट प्रदर्शित करेगा औरचूकता है वास्तविक समय में।

सिस्टम आर्किटेक्चर

1. <पी> एपीआई सर्वर :यूआरएल को छोटा करने और पुनः प्राप्त करने के अनुरोधों को संभालता है।

2. <पी> रेडिस कैशिंग परत :वितरित कैशिंग के लिए एकाधिक रेडिस इंस्टेंस का उपयोग करता है।

3. <पी> डॉकर :एकाधिक रेडिस कंटेनरों के साथ एक वितरित वातावरण का अनुकरण करता है।

चरण 1:परियोजना की स्थापना

mkdir scalable-url-shortener
cd scalable-url-shortener
npm init -y

npm install express redis shortid dotenv

• <पी> express :एक हल्का वेब सर्वर ढांचा।

• <पी> redis :कैशिंग को संभालने के लिए.

• <पी> shortid :लघु, अद्वितीय आईडी बनाने के लिए।

• <पी> dotenv :पर्यावरण चर के प्रबंधन के लिए।

PORT=3000
REDIS_HOST_1=localhost
REDIS_PORT_1=6379
REDIS_HOST_2=localhost
REDIS_PORT_2=6380
REDIS_HOST_3=localhost
REDIS_PORT_3=6381

चरण 2:रेडिस इंस्टेंस सेट करना

docker run -p 6379:6379 --name redis1 -d redis
docker run -p 6380:6379 --name redis2 -d redis
docker run -p 6381:6379 --name redis3 -d redis

चरण 3:यूआरएल शॉर्टनर सेवा लागू करना

require('dotenv').config();
const express = require('express');
const redis = require('redis');
const shortid = require('shortid');
const app = express();
app.use(express.json());
const redisClients = [
 redis.createClient({ host: process.env.REDIS_HOST_1, port: process.env.REDIS_PORT_1 }),
 redis.createClient({ host: process.env.REDIS_HOST_2, port: process.env.REDIS_PORT_2 }),
 redis.createClient({ host: process.env.REDIS_HOST_3, port: process.env.REDIS_PORT_3 })
];
// Hash function to distribute keys among Redis clients
function getRedisClient(key) {
 const hash = key.split('').reduce((acc, char) => acc + char.charCodeAt(0), 0);
 return redisClients[hash % redisClients.length];
}
// Endpoint to shorten a URL
app.post('/shorten', async (req, res) => {
 const { url } = req.body;
 if (!url) return res.status(400).send('URL is required');
 const shortId = shortid.generate();
 const redisClient = getRedisClient(shortId);
 await redisClient.set(shortId, url);
 res.json({ shortUrl: `http://localhost:${process.env.PORT}/${shortId}` });
});
// Endpoint to retrieve the original URL
app.get('/:shortId', async (req, res) => {
 const { shortId } = req.params;
 const redisClient = getRedisClient(shortId);
 redisClient.get(shortId, (err, url) => {
 if (err || !url) {
 return res.status(404).send('URL not found');
 }
 res.redirect(url);
 });
});
app.listen(process.env.PORT, () => {
 console.log(`Server running on port ${process.env.PORT}`);
});

1. <पी> लगातार हैशिंग :
   • <पी> हम एक साधारण हैश फ़ंक्शन का उपयोग करके कई Redis क्लाइंट में कुंजियाँ (छोटा URL) वितरित करते हैं।

   • <पी> हैश फ़ंक्शन यह सुनिश्चित करता है कि यूआरएल रेडिस इंस्टेंसेस में समान रूप से वितरित किए गए हैं।

2. <पी> यूआरएल छोटा करना :
   • <पी> द/छोटाकरें एंडपॉइंट एक लंबे URL को स्वीकार करता है और shortid का उपयोग करके एक छोटी आईडी उत्पन्न करता है पुस्तकालय.

   • <पी> छोटा किया गया यूआरएल हमारे हैश फ़ंक्शन का उपयोग करके रेडिस इंस्टेंस में से एक में संग्रहीत किया जाता है।

3. <पी> यूआरएल पुनर्निर्देशन :
   • <पी> /:shortId एंडपॉइंट कैश से मूल URL पुनर्प्राप्त करता है और उपयोगकर्ता को रीडायरेक्ट करता है।

   • <पी> यदि URL कैश में नहीं मिलता है, तो 404 प्रतिक्रिया लौटा दी गई है.

चरण 4:कैश अमान्यकरण लागू करना

कैश्ड यूआरएल में एक्सपायरी जोड़ना

// Endpoint to shorten a URL with expiration
app.post('/shorten', async (req, res) => {
 const { url, ttl } = req.body; // ttl (time-to-live) is optional
 if (!url) return res.status(400).send('URL is required');
 const shortId = shortid.generate();
 const redisClient = getRedisClient(shortId);
 await redisClient.set(shortId, url, 'EX', ttl || 3600); // Default TTL of 1 hour
 res.json({ shortUrl: `http://localhost:${process.env.PORT}/${shortId}` });
});

• <पी> टीटीएल (टाइम-टू-लिव) :हमने डिफ़ॉल्ट समाप्ति समय 1 घंटा निर्धारित किया है प्रत्येक संक्षिप्त URL के लिए. यदि आवश्यक हो तो आप प्रत्येक यूआरएल के लिए टीटीएल को कस्टमाइज़ कर सकते हैं।

• <पी> कैश अमान्य :जब टीटीएल समाप्त हो जाता है, तो प्रविष्टि स्वचालित रूप से कैश से हटा दी जाती है।

चरण 5:कैश मेट्रिक्स की निगरानी

app.get('/:shortId', async (req, res) => {
 const { shortId } = req.params;
 const redisClient = getRedisClient(shortId);
 redisClient.get(shortId, (err, url) => {
 if (err || !url) {
 console.log(`Cache miss for key: ${shortId}`);
 return res.status(404).send('URL not found');
 }
 console.log(`Cache hit for key: ${shortId}`);
 res.redirect(url);
 });
});

• <पी> कैश हिट :यदि कोई URL कैश में पाया जाता है, तो यह कैश हिट है।

• <पी> कैश छूट गया :यदि कोई URL नहीं मिलता है, तो यह कैश मिस है।

• <पी> यह लॉगिंग आपको अपने वितरित कैश के प्रदर्शन की निगरानी करने में मदद करेगी।

चरण 6:एप्लिकेशन का परीक्षण

1. अपना रेडिस इंस्टेंस प्रारंभ करें :

docker start redis1 redis2 redis3

1. Node.js सर्वर चलाएँ :

node index.js

1. <पी> अंतिम बिंदुओं का परीक्षण करें curl का उपयोग करके या डाकिया:
   • <पी> URL छोटा करें:

      POST http://localhost:3000/shorten
      Body: { "url": "https://example.com" }
     

   • <पी> संक्षिप्त URL तक पहुंचें:

      GET http://localhost:3000/{shortId}
     

निष्कर्ष:आपने क्या सीखा

1. <पी> लगातार हैशिंग लागू करें एकाधिक Redis उदाहरणों में कैश प्रविष्टियाँ वितरित करने के लिए।

2. <पी> कैश अमान्यकरण रणनीतियों के साथ अपने एप्लिकेशन को अनुकूलित करें डेटा को अद्यतन रखने के लिए।

3. <पी> डॉकर का उपयोग करें एकाधिक रेडिस नोड्स के साथ एक वितरित वातावरण का अनुकरण करने के लिए।

4. <पी> कैश हिट और मिस की निगरानी करें प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए।

अगले चरण:

• <पी> डेटाबेस जोड़ें :कैश से परे निरंतरता के लिए डेटाबेस में URL संग्रहीत करें।

• <पी> एनालिटिक्स लागू करें :छोटे यूआरएल के लिए क्लिक की संख्या और विश्लेषण को ट्रैक करें।

• <पी> बादल पर तैनाती :ऑटो-स्केलिंग और लचीलेपन के लिए कुबेरनेट्स का उपयोग करके अपने एप्लिकेशन को तैनात करें।