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什么是 HTTP 緩存

HTTP 緩存可以說是HTTP性能優(yōu)化中簡單高效的一種優(yōu)化方式了，緩存是一種保存資源副本并在下次請求時直接使用該副本的技術(shù)，當 web 緩存發(fā)現(xiàn)請求的資源已經(jīng)被存儲，它會攔截請求，返回該資源的拷貝，而不會去源服務器重新下載。

一個優(yōu)秀的緩存策略可以縮短網(wǎng)頁請求資源的距離，減少延遲，節(jié)省網(wǎng)絡流量，并且由于緩存文件可以重復利用，降低網(wǎng)絡負荷，提高客戶端響應。

所以，學會利用 HTTP 緩存是很有必要的。

在此，我會向大家系統(tǒng)的介紹HTTP緩存機制，期望對各位正確的理解HTTP緩存有所幫助。

緩存策略

在闡述HTTP不同緩存策略之前，我們需要知道用戶刷新/訪問行為 的手段分成三類：

• 在URI輸入欄中輸入然后回車/通過書簽訪問
• F5/點擊工具欄中的刷新按鈕/右鍵菜單重新加載
• Ctl+F5 （完全不使用HTTP緩存）

不同的刷新手段，會導致瀏覽器使用不同的緩存策略，我們下面會分析到

HTTP 緩存主要是通過請求和響應報文頭中的對應 Header 信息，來控制緩存的策略。

響應頭中相關字段為Expires、Cache-Control、Last-Modified、Etag。

HTTP緩存的類型很多，根據(jù)是否需要重新向服務器發(fā)起請求來分類包括兩種：強制緩存和對比緩存

假設瀏覽器有一個緩存數(shù)據(jù)庫用于本地緩存，先看看瀏覽器請求資源的情況：

強制緩存

在瀏覽器已經(jīng)緩存數(shù)據(jù)的情況下，使用強制緩存去請求數(shù)據(jù)的流程是這樣的：

從流程圖可以看到，強制緩存，在緩存數(shù)據(jù)未失效的情況下，可以直接使用緩存數(shù)據(jù)，不需要再請求服務器，那么瀏覽器是如何判斷緩存數(shù)據(jù)是否失效呢？

對于強制緩存來說，響應header中會有兩個字段來標明失效規(guī)則（Expires/Cache-Control）：

• Expires：

Expires 是 HTTP1.0 的產(chǎn)物了，現(xiàn)在默認瀏覽器均默認使用 HTTP 1.1，所以它的作用基本忽略。但是很多網(wǎng)站還是對它做了兼容。它的值為服務端返回的到期時間，即下一次請求時，請求時間小于服務端返回的到期時間，直接使用緩存數(shù)據(jù)。

但有一個問題是到期時間是由服務端生成的，如果客戶端時間跟服務器時間不一致，這就會導致緩存命中的誤差。

在 HTTP 1.1 的版本，Expires 被 Cache-Control 替代。

• Cache-Control：

Cache-Control 是最重要的規(guī)則。常見的取值有 private、public、no-cache、max-age，no-store，默認為 private。

1) max-age：用來設置資源（representations）可以被緩存多長時間，單位為秒；

2) s-maxage：和 max-age 是一樣的，不過它只針對代理服務器緩存而言；

3) public：指示響應可被任何緩存區(qū)緩存；

4) private：只能針對個人用戶，而不能被代理服務器緩存；

5) no-cache：強制客戶端直接向服務器發(fā)送請求,也就是說每次請求都必須向服務器發(fā)送。服務器接收到請求，然后判斷資源是否變更，是則返回新內(nèi)容，否則返回304，未變更。這個很容易讓人產(chǎn)生誤解，使人誤以為是響應不被緩存。實際上Cache-Control:  no-cache是會被緩存的，只不過每次在向客戶端（瀏覽器）提供響應數(shù)據(jù)時，緩存都要向服務器評估緩存響應的有效性。

6) no-store：禁止一切緩存（這個才是響應不被緩存的意思）。

舉個例子，比如一個資源響應頭是：

1. cache-control: public, max-age= 31536000 

那么這個資源會被緩存31536000秒（365天），在365天內(nèi)再次請求這條數(shù)據(jù)，都會直接獲取緩存數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，直接使用。

那么我們試試再次訪問資源，會有以下的響應：

可以看到HTTP狀態(tài)碼是200，Size這個字段顯示：disk cache，說明瀏覽器確實走了強制緩存，沒有再跟瀏覽器交互。

我們上面說了，不同的訪問/刷新手段，會使瀏覽器使用不同的緩存策略，要讓瀏覽器走強制緩存對請求方式有一個要求: 在URI輸入欄中輸入然后回車/通過書簽訪問。

對比緩存

在瀏覽器已經(jīng)緩存數(shù)據(jù)的情況下，使用對比緩存去請求數(shù)據(jù)的流程是這樣的。

有同學可能會問，基于對比緩存的流程下，不管是否使用緩存，都需要向服務器發(fā)送請求，那么還用緩存干什么？

這個問題，我們現(xiàn)在來探討一下。

對比緩存，顧名思義，需要進行比較判斷是否可以使用緩存。

瀏覽器第一次請求數(shù)據(jù)時，服務器會將緩存標識與數(shù)據(jù)一起返回給瀏覽器，瀏覽器將二者備份至緩存數(shù)據(jù)庫中。

當瀏覽器再次請求數(shù)據(jù)時，瀏覽器將備份的緩存標識發(fā)送給服務器，服務器根據(jù)緩存標識進行判斷，判斷成功后，返回304狀態(tài)碼，通知客戶端比較成功，可以使用緩存數(shù)據(jù)。

舉個例子，第一次訪問：

第二次訪問：

對于對比緩存來說，響應 header 中會有兩個字段來標明規(guī)則

• Last-Modified / If-Modified-Since

服務器響應請求時，會告訴瀏覽器一個告訴瀏覽器資源的最后修改時間：Last-Modified，瀏覽器之后再請求的時候，會帶上一個頭：If-Modified-Since，這個值就是服務器上一次給的 Last-Modified 的時間，服務器會比對資源當前最后的修改時間，如果大于If-Modified-Since，則說明資源修改過了，瀏覽器不能再使用緩存，否則瀏覽器可以繼續(xù)使用緩存，并返回304狀態(tài)碼。

• Etag  /  If-None-Match（優(yōu)先級高于Last-Modified  /  If-Modified-Since）

服務器響應請求時，通過Etag頭部告訴瀏覽器當前資源在服務器的唯一標識（生成規(guī)則由服務器決定），瀏覽器再次請求時，就會帶上一個頭If-None-Match，這個值就是服務器上一次給的Etag的值，服務器比對一下資源當前的Etag是否跟If-None-Match一致，不一致則說明資源修改過了，瀏覽器不能再使用緩存，否則瀏覽器可以繼續(xù)使用緩存，并返回304狀態(tài)碼。

看個例子：第一次請求，服務器的響應頭包含了：

第二次請求，瀏覽器的請求頭

總結(jié)

我們再看一下HTTP緩存的一個總概流程圖：

• HTTP緩存主要分強制緩存和對比緩存
• 強制緩存的 HTTP 相關頭部 Cache-Control，Exipres（HTTP1.0），瀏覽器直接讀本地緩存，不會再跟服務器端交互，狀態(tài)碼 200。
• 對比緩存的 HTTP 相關頭部 Last-Modified / If-Modified-Since， Etag  /  If-None-Match (優(yōu)先級比Last-Modified / If-Modified-Since高)，每次請求需要讓服務器判斷一下資源是否更新過，從而決定瀏覽器是否使用緩存，如果是，則返回304，否則重新完整響應。