强制缓存与协商缓存

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Http 缓存机制作为 web 性能优化的重要手段,对于从事 Web 开发的同学们来说,应该是知识体系库中的一个基础环节,同时对于有志成为前端架构师的同学来说是必备的知识技能。但是对于很多前端同学来说,仅仅只是知道浏览器会对请求的静态文件进行缓存,但是为什么被缓存,缓存是怎样生效的,却并不是很清楚。在此,我会尝试用简单明了的文字,像大家系统的介绍HTTP缓存机制,期望对各位正确的理解前端缓存有所帮助。

使用缓存有如下几个好处:


  • 缓存减少了冗余的数据传输, 节省了你的网络费用。
  • 缓存缓解了网络瓶颈的问题。 不需要更多的带宽就能够更快地加载页面。
  • 缓存降低了对原始服务器的要求。 服务器可以更快地响应,避免过载的出现。
  • 缓存降低了距离时延, 因为从较远的地方加载页面会更慢一些。

在介绍HTTP缓存之前,作为知识铺垫,先简单介绍一下HTTP报文

HTTP报文就是浏览器和服务器间通信时发送及响应的数据块。 浏览器向服务器请求数据,发送请求(request)报文;服务器向浏览器返回数据,返回响应(response)报文。 报文信息主要分为两部分

  • 包含属性的首部(header)--------------------------附加信息(cookie,缓存信息等)与缓存相关的规则信息,均包含在header中
  • 包含数据的主体部分(body)-----------------------HTTP请求真正想要传输的部分

HTTP缓存有多种规则,根据是否需要重新向服务器发起请求来分类,我将其分为两大类(强制缓存,协商缓存)

强制缓存:

强制缓存整体流程比较简单,就是在第一次访问服务器取到数据之后,在过期时间之内不会再去重复请求。实现这个流程的核心就是如何知道当前时间是否超过了过期时间。

http 1.0

在 http 1.0 版本中,强制缓存通过 Expires 响应头来实现。 expires 表示未来资源会过期的时间。也就是说,当发起请求的时间超过了 expires 设定的时间,即表示资源缓存时间到期,会发送请求到服务器重新获取资源。而如果发起请求的时间在 expires 限定的时间之内,浏览器会直接读取本地缓存数据库中的信息,两种方式根据浏览器的策略随机获取。

http 1.1

在 http 1.1 版本中,强制缓存通过 Cache-Control 响应头来实现。Cache-Control 拥有多个值:

  • private:客户端可以缓存
  • public:客户端和代理服务器均可缓存;
  • max-age=xxx:缓存的资源将在 xxx 秒后过期;
  • no-cache:需要使用协商缓存来验证是否过期;
  • no-store:不可缓存(几乎很少用)

最常用的字段就是 max-age=xxx ,表示缓存的资源将在 xxx 秒后过期。一般来说,为了兼容,两个版本的强制缓存都会被实现。最常用的字段就是 max-age=xxx ,表示缓存的资源将在 xxx 秒后过期。一般来说,为了兼容,两个版本的强制缓存都会被实现。

协商缓存:

浏览器第一次请求数据时,服务器会将缓存标识与数据一起返回给客户端,客户端将二者备份至缓存数据库中。再次请求数据时,客户端将备份的缓存标识发送给服务器,服务器根据缓存标识进行判断,判断成功后,返回304状态码,通知客户端比较成功,可以使用缓存数据

  • Last-Modified / If-Modified-Since

再次请求服务器时,通过此字段通知服务器上次请求时,服务器返回的资源最后修改时间。 服务器收到请求后发现有头If-Modified-Since 则与被请求资源的最后修改时间进行比对。 若资源的最后修改时间大于If-Modified-Since,说明资源又被改动过,则响应整片资源内容,返回状态码200; 若资源的最后修改时间小于或等于If-Modified-Since,说明资源无新修改,则响应HTTP 304,告知浏览器继续使用所保存的cache。

  • Etag/If-None-Match(优先级高于Last-Modified/If-Modified-Since)

Etag:服务器响应请求时,告诉浏览器当前资源在服务器的唯一标识(生成规则由服务器决定)。

If-None-Match: 再次请求服务器时,通过此字段通知服务器客户段缓存数据的唯一标识。 服务器收到请求后发现有头If-None-Match 则与被请求资源的唯一标识进行比对, 不同,说明资源又被改动过,则响应整片资源内容,返回状态码200; 相同,说明资源无新修改,则响应HTTP 304,告知浏览器继续使用所保存的cache。

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