实战-全局唯一邀请码功能实现

无论什么APP需要做推广功能，而推广功能多多少少都离不开邀请码。被邀请用户下载APP登录时输入邀请码，邀请码所有者将获得一定的好处，比如积分奖励、现金奖励或者免费试用（VIP）等特权。一套优秀的邀请码生成机制不仅确保全局唯一性，还需要考虑到性能等问题。本篇文章带大家探究一下基于Java的邀请码生成。

邀请码实现

邀请码的特性

唯一性：确保每个用户的邀请码都是独一无二的，这样系统才能判定谁为邀请者，甚至可以根据邀请码进行反向推导。
随机性：不能让用户从邀请码上轻易的看出生成的规则。
高效性：生成邀请码的算法不能过于复杂，或耗费过度系统资源。
简洁性：用户可以方便的输入，记录，辨别是否输入错误等。

平时我们看到的邀请码一般有两种类型：纯数字、数字+字母（通常大写），而邀请码的长度通常在6位左右就是为了满足简洁性。

随机生成邀请码

无论是纯数字还是数字加大写字母形式，使用随机算法生成一个邀请码然后判断此随机码是否已经被使用，如果被使用则重新生成。这可能是最初步的思路，但此种方法弊端甚多。

以6为随机数为例说明。6位随机数取0-9共10个数字，生成邀请码的范围为000000-999999，总数为10的6次方，也就是100万。试想一下，如果有50万的用户，那么采用随机数的生成，每次生成的重复概率将在50%以上，而且会越来越重复率越高，多么可怕的性能损耗。

当然，在用户量比较少的情况下此种方法不是完全不可行。可以通过数据库或redis预先生成一批邀请码，当注册新用户或用户使用邀请码的时候将邀请码分配给对应的用户。此种补漏的方法虽然解决了一部分性能的问题，但从根本上还是需要消耗数据库或redis资源，时间维度和空间维度都有一定的损耗。

base编码方式实现

在网络传输中，最常用的base编码是base64编码，那么我们就借鉴一下base64的编码思路来生成邀请码。

一般来说生成一个用户的邀请码需要一个唯一的输入参数，这里就用用户的ID（长整型数）来作为输入参数，输出结果为6为数字+大写字母。同时，通过邀请码可以反推出用户的ID。

首先，指定6位邀请码的数据格式：

6位邀请码：0-9十个数字，26个大写字母，在这其中再去除掉0和1，O和I防止它们两两混淆。

这样，总共获得了32个可用字符。那么能生成的邀请码总数为32的6次方，也就是1073741824个。10亿+个邀请码，在业务初期足够用户使用，如果随着业务的发展可对位数进行扩充。

一般情况用户ID或用户编号都为长整型数且递增，那么现在我们将用户ID映射成一个6位的base32编码。

/**
 * 邀请码生成器，基本原理：<br/>
 * 1）入参用户ID：1 <br/>
 * 2）使用自定义进制转换之后为：V <br/>
 * 3）转换未字符串，并在后面添加'A'：VA <br/>
 * 4）在VA后面再随机补足4位，得到：VAHKHE <br/>
 * 5）反向转换时以'A'为分界线，'A'后面的不再解析 <br/>
 *
 * @author zzs
 */
public class ShareCodeUtils {

    /**
     * 自定义进制(0,1没有加入,容易与o,l混淆)，数组顺序可进行调整增加反推难度，A用来补位因此此数组不包含A，共31个字符。
     */
    private static final char[] BASE = new char[]{'H', 'V', 'E', '8', 'S', '2', 'D', 'Z', 'X', '9', 'C', '7', 'P',
            '5', 'I', 'K', '3', 'M', 'J', 'U', 'F', 'R', '4', 'W', 'Y', 'L', 'T', 'N', '6', 'B', 'G', 'Q'};

    /**
     * A补位字符，不能与自定义重复
     */
    private static final char SUFFIX_CHAR = 'A';

    /**
     * 进制长度
     */
    private static final int BIN_LEN = BASE.length;

    /**
     * 生成邀请码最小长度
     */
    private static final int CODE_LEN = 6;

    /**
     * ID转换为邀请码
     *
     * @param id
     * @return
     */
    public static String idToCode(Long id) {
        char[] buf = new char[BIN_LEN];
        int charPos = BIN_LEN;

        // 当id除以数组长度结果大于0，则进行取模操作，并以取模的值作为数组的坐标获得对应的字符
        while (id / BIN_LEN > 0) {
            int index = (int) (id % BIN_LEN);
            buf[--charPos] = BASE[index];
            id /= BIN_LEN;
        }

        buf[--charPos] = BASE[(int) (id % BIN_LEN)];
        // 将字符数组转化为字符串
        String result = new String(buf, charPos, BIN_LEN - charPos);

        // 长度不足指定长度则随机补全
        int len = result.length();
        if (len < CODE_LEN) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            sb.append(SUFFIX_CHAR);
            Random random = new Random();
            // 去除SUFFIX_CHAR本身占位之后需要补齐的位数
            for (int i = 0; i < CODE_LEN - len - 1; i++) {
                sb.append(BASE[random.nextInt(BIN_LEN)]);
            }

            result += sb.toString();
        }

        return result;
    }

    /**
     * 邀请码解析出ID<br/>
     * 基本操作思路恰好与idToCode反向操作。
     *
     * @param code
     * @return
     */
    public static Long codeToId(String code) {
        char[] charArray = code.toCharArray();
        long result = 0L;
        for (int i = 0; i < charArray.length; i++) {
            int index = 0;
            for (int j = 0; j < BIN_LEN; j++) {
                if (charArray[i] == BASE[j]) {
                    index = j;
                    break;
                }
            }

            if (charArray[i] == SUFFIX_CHAR) {
                break;
            }

            if (i > 0) {
                result = result * BIN_LEN + index;
            } else {
                result = index;
            }
        }

        return result;

    }

    public static void main(String[] args) {
        String code = idToCode(1L);
        System.out.println(code);
        System.out.println(codeToId(code));
    }

}

以上方法通过31个字符长度的数组，外加一个分割字符“A”,完成了6位邀请码的生成过程。同时，根据生成的邀请码又可以反推出用户ID（或用户编号）。此种方法简单高效，又确保了根据每个用户ID生成的邀请码的唯一性。

当然，可以通过打乱BASE数组中字符的顺序让产生的邀请码更加随机一些。如果想让ID的复杂度更高，可以先将ID补全为指定位数，然后给它在指定位置加“盐”或者调换位置等方式进行处理。但需要保证加盐或调换之后ID的唯一性。