强缓存与协商缓存

Posted 2020-12-10 windrunnermax

强缓存与协商缓存

浏览器缓存是浏览器在本地磁盘对用户最近请求过的资源进行存储，当访问者再次访问同一资源时，浏览器就可以直接从本地磁盘加载资源，通过缓存的方式就可以减少与服务器的数据传输，减少服务器的负担，加快页面响应速度等。

描述

良好的缓存策略可以降低资源的重复加载提高网页的整体加载速度，通常浏览器缓存策略分为强缓存和协商缓存。常见的HTTP缓存只能存储GET响应，对于其他类型的响应则不会进行缓存。
理论上来讲，当一个资源被缓存存储后，该资源应该可以被永久存储在缓存中，由于缓存只有有限的空间用于存储资源副本，所以缓存会定期地将一些副本删除，这个过程叫做缓存驱逐。另一方面，当服务器上面的资源进行了更新，那么缓存中的对应资源也应该被更新，由于HTTP是C/S模式的协议，服务器更新一个资源时，不可能直接通知客户端更新缓存，所以双方必须为该资源约定一个过期时间，在该过期时间之前，该资源的缓存副本就是新鲜的，当过了过期时间后，该资源的缓存副本则变为陈旧的。驱逐算法用于将陈旧的资源缓存副本替换为新鲜的，注意，一个陈旧的资源缓存副本是不会直接被清除或忽略的，当客户端发起一个请求时，缓存检索到已有一个对应的陈旧资源缓存副本，则缓存会先将此请求附加一个If-None-Match头，然后发给目标服务器，以此来检查该资源副本是否是依然还是算新鲜的，若服务器返回了304 (Not Modified)，则表示此资源副本是新鲜的，注意该响应不会有带有实体信息，通过这种方式，可以节省一些带宽。若服务器通过If-None-Match或If-Modified-Since判断后发现已过期，那么会带有该资源的实体内容返回。对上面的请求过程可以概括如下：

• 浏览器在发起对于资源的请求时，会首先检查本地是否存在缓存，如果存在缓存则通过expires和cache-control检查缓存是否过期，如果命中缓存且缓存未过期，则直接使用本地缓存。
• 本地缓存未命中，则浏览器向服务器发送一个协商请求，通过last-modified和etag验证资源是否命中协商缓存，如果命中则服务器会将这个请求响应为304，但是不会返回这个资源的数据，依然是从缓存中读取资源，如果未命中则会携带资源返回且响应为200。

强缓存

强缓存是通过Expires与Cache-Control来控制缓存在本地的有效期。

Expires

Expires是HTTP 1.0提出的一个表示资源过期时间的Header，它描述的是一个绝对时间，由服务器返回。Expires受限于本地时间，如果修改了本地时间，可能会造成缓存失效.对于资源的请求，如果在Expires之内，则浏览器会直接读取缓存，不再请求服务器。

Expires: Sun, 14 Jun 2020 02:50:57 GMT

Cache-Control

Cache-Control出现于HTTP 1.1，优先级高于Expires，表示的是相对时间，请求头和响应头都支持这个属性，通过它提供的不同的值来定义缓存策略。

Cache-Control: max-age=300

• Cache-Control: no-store: 缓存中不得存储任何关于客户端请求和服务端响应的内容，每次由客户端发起的请求都会下载完整的响应内容。
• Cache-Control: no-cache: 缓存中会存储服务端响应的内容，只是在与服务端进行新鲜度再验证之前，该缓存不能够提供给浏览器使用。简单来说，就是浏览器会将服务端响应的资源进行缓存，但是在每次请求时，缓存都要向服务端评估缓存响应的有效性，协商缓存是否可用，根据响应是304还是200判断是使用本地缓存资源还是使用服务器响应的资源。
• Cache-Control: public || private: public表示该响应可以被任何中间人比如中间代理、CDN等缓存。默认响应为private，private表示该响应是专用的，中间人不能缓存此响应，该响应只能应用于浏览器私有缓存中。
• Cache-Control: max-age=31536000: 响应为最大的过期时间，其指令是max-age=<seconds>，表示资源能够被缓存即保持新鲜的最大时间，max-age是距离请求发起的时间的秒数。
• Cache-Control: must-revalidate: 当使用了must-revalidate指令，那就意味着缓存在考虑使用一个陈旧的资源时，必须先验证它的状态，已过期的缓存将不被使用。在正常情况下是没有必要使用这个指令的，因为在强缓存过期的情况下会进行协商缓存，但是HTTP规范是允许客户端在某些特殊情况下直接使用过期缓存的，比如校验请求发送失败的时候，还比如有配置一些特殊指令stale-while-revalidate、stale-if-error等的时候，must-revalidate指令就是让缓存在过期后的任何情况下都必须重新验证。

协商缓存

当浏览器对某个资源的请求没有命中强缓存，就会发一个请求到服务器，验证协商缓存是否命中，如果协商缓存命中，请求响应返回的HTTP状态为304 (Not Modified)，该请求不携带实体数据，若未命中，则返回200并携带资源实体数据。协商缓存是利用的是Last-Modified，If-Modified-Since和ETag、If-None-Match这两对Header来管理的。

Last-Modified If-Modified-Since

Last-Modified，If-Modified-Since是HTTP 1.0引入的，Last-Modified表示本地文件最后修改日期，浏览器会在请求头加上If-Modified-Since即上次响应的Last-Modified的值，询问服务器在该日期后资源是否有更新，有更新的话就会将新的资源发送回来，但是如果在本地打开缓存文件，就会造成Last-Modified被修改，所以在HTTP 1.1出现了ETag。

ETag If-None-Match

Etag就像一个指纹，资源变化都会导致ETag变化，跟最后修改时间没有关系，ETag可以保证每一个资源是唯一的，If-None-Match的请求头字段会将上次返回的Etag发送给服务器，询问该资源的Etag是否有更新，有变动就会发送新的资源回来。ETag的优先级比Last-Modified更高，具体使用ETag主要出于下面几种情况考虑：

• 一些文件也许会周期性的更改，但是他的内容并不改变，比如仅仅改变的修改时间，这个时候我们并不希望客户端认为这个文件被修改了，而重新GET。
• 某些文件修改非常频繁，比如在秒以下的时间内进行修改，例如1s内修改了N次，If-Modified-Since能检查到的粒度是秒级的，这种修改无法判断。
• 某些服务器不能精确的得到文件的最后修改时间。

每日一题

https://github.com/WindrunnerMax/EveryDay

参考

https://zhuanlan.zhihu.com/p/60357719
https://www.jianshu.com/p/9c95db596df5
https://segmentfault.com/a/1190000008956069
https://github.com/amandakelake/blog/issues/41
https://juejin.im/post/5ccfccaff265da03ab233bf5
https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Caching_FAQ