[转] HTTP协议（缓存机制Cache）

Posted 2020-08-07 funfunyuan

转自:　http://www.cnblogs.com/Jessy/p/3568935.html

 

HTTP的缓存

至于响应消息的实体，与请求消息的实体内容相似，这里只借绍下User-Agent头

User-Agent头域的内容包含发出请求的用户信息。

     Cache-Control头域（请求和应答通用头域） Cache-Control指定请求和响应遵循的缓存机制。在请求消息或响应消息中设置Cache-Control并不会修改另一个消息处理过程中的缓存 处理过程。请求时的缓存指令包括no-cache、no-store、max-age、max-stale、min-fresh、only-if- cached，响应消息中的指令包括public、private、no-cache、no-store、no-transform、must- revalidate、proxy-revalidate、max-age。各个消息中的指令含义如下： Public 指示响应可被任何缓存区缓存。 Private 指示对于单个用户的整个或部分响应消息，不能被共享缓存处理。这允许服务器仅仅描述当前用户的部分响应消息，此响应消息对于其他用户的请求无效。 no-cache 指示请求或响应消息不能缓存 no-store 用于防止重要的信息被无意的发布。在请求消息中发送将使得请求和响应消息都不使用缓存。

If-modified-since: <date> max-age 指示客户机可以接收生存期不大于指定时间（以秒为单位）的响应。 min-fresh 指示客户机可以接收响应时间小于当前时间加上指定时间的响应。 max-stale 指示客户机可以接收超出超时期间的响应消息。如果指定max-stale消息的值，那么客户机可以接收超出超时期指定值之内的响应消息

Cache-control、expires、last-modified等重要头域Cache-control:指定请求和响应遵循的缓存机制。

在请求消息或响应消息中设置Cache-Control并不会修改另一个消息处理过程中的缓存处理过程。请求时的缓存指令包括no-cache、no-store、max-age、max-stale、min-fresh、only-if-cached，响应消息中的指令包括public、private、no-cache、no-store、no-transform、must-revalidate、proxy-revalidate、max-age。

Expires:告诉浏览器指明应该在什么时候认为文档已经过期，从而不再缓存它。代码实现：header("Expires:". date(\'D, d M Y H:i:s \\G\\M\\T\', time()+10));--------这个是把时间截转化成格林时区字符串给expires头域，这个显示时间会比中国北京时间少8个小时，东8区的实现：header("Expires:". date(\'r\', time()+10))last-modified：这个是服务器返回给浏览器，浏览器下次请求则把该值赋给if-modified-since头域传给服务器，服务器就可以根据此值判断是否有改变，有则继续运行下去，否者返回304 not modified

 

refer: 编程书籍\\网络知识\\HTTP协议(缓存Cache）.ppt

          编程书籍\\网络知识\\HTTP 协议基础(包含缓存）.ppt 

在http中Last-Modified 与If-Modified-Since 都是用于记录页面最后修改时间的 HTTP 头信息，注意,在这 Last-Modified 是由服务器往客户端发送的 HTTP 头，另一个 If-Modified-Since是由客户端往服务器发送的头，可以看到，再次请求本地存在的 cache 页面时，客户端会通过 If-Modified-Since 头将先前服务器端发过来的 Last-Modified 最后修改时间戳发送回去，这是为了让服务器端进行验证，通过这个时间戳判断客户端的页面是否是最新的，如果不是最新的，则返回新的内容，如果是最新的，则 返回 304 告诉客户端其本地 cache 的页面是最新的，于是客户端就可以直接从本地加载页面了，这样在网络上传输的数据就会大大减少，同时也减轻了服务器的负担。而且在一些ajax应用中，要求获取的数据永远是最新的，而不是读取位于缓存中的数据，做这样的设置是非常有必要的。
无意中测试发现nginx与apache对此有不同的算法:
APACHE:
（1）直接发送请求,返回200,Last-Modified: Mon, 26 Apr 2010 13:22:17 GMT
[root@test ~]# curl -I http://www.pengyao.org/test.html
HTTP/1.1 200 OK Date: Mon, 26 Apr 2010 14:59:09 GMT Server: Apache/1.3.41 (Unix) Last-Modified: Mon, 26 Apr 2010 13:22:17 GMT ETag: “92c027-897-4bd59389″ Accept-Ranges: bytes Content-Length: 2199 Content-Type: text/plain (2)指定与Last-Modified时间相同的If-Modified-Since 发送GET请求,返回304
[root@test ~]# curl -I -G -H “If-Modified-Since: Mon, 26 Apr 2010 13:22:17 GMT”  http://www.pengyao.org/test.html
HTTP/1.1 304 Not Modified Date: Mon, 26 Apr 2010 15:02:06 GMT Server: Apache/1.3.41 (Unix) ETag: “92c027-897-4bd59389″
(3)调后If-Modified-Since 1小时，再次发送GET请求，返回依然为304 [root@test ~]# curl -I -G -H “If-Modified-Since: Mon, 26 Apr 2010 14:22:17 GMT”  http://www.pengyao.org/test.html
HTTP/1.1 304 Not Modified Date: Mon, 26 Apr 2010 15:05:02 GMT Server: Apache/1.3.41 (Unix) ETag: “92c027-897-4bd59389″
说明Apache 在判断浏览器cache是否过期时，依据从If-Modified-Since开始，文件Last-Modified是否修改过来判断的,与RFC1945中对If-Modified-Since描述吻合.
那么再看下nginx对于此的测试结果:
(1)直接发送请求,返回200,Last-Modified: Wed, 21 Apr 2010 13:14:21 GMT [root@test pengyao.org]# curl -I http://www.pengyao.org/index.html HTTP/1.1 200 OK Server: nginx/0.7.61 Date: Mon, 26 Apr 2010 15:18:29 GMT Content-Type: text/html; charset=UTF-8 Content-Length: 323 Last-Modified: Wed, 21 Apr 2010 13:14:21 GMT Connection: keep-alive Accept-Ranges: bytes
(2)指定与Last-Modified时间相同的If-Modified-Since 发送GET请求,返回304
[root@test pengyao.org]# curl -I -G -H “If-Modified-Since: Wed, 21 Apr 2010 13:14:21 GMT” http://www.pengyao.org/index.html HTTP/1.1 304 Not Modified Server: nginx/0.7.61 Date: Mon, 26 Apr 2010 15:20:45 GMT Last-Modified: Wed, 21 Apr 2010 13:14:21 GMT Connection: keep-alive
(3)调后If-Modified-Since 1小时，再次发送GET请求，发现返回的结果为200,与Apache不同
[root@test pengyao.org]# curl -I -G -H “If-Modified-Since: Wed, 21 Apr 2010 14:14:21 GMT” http://www.pengyao.org/index.html HTTP/1.1 200 OK Server: nginx/0.7.61 Date: Mon, 26 Apr 2010 15:21:19 GMT Content-Type: text/html; charset=UTF-8 Content-Length: 323 Last-Modified: Wed, 21 Apr 2010 13:14:21 GMT Connection: keep-alive Accept-Ranges: bytes 由此可以判断出，nginx在判断浏览器cache是否过期时，判断If-Modified-Since与Last-Modified是否匹配，如果不匹配，则认为cache过期，返回200重新下载.
要说更喜欢哪种算法，个人更倾向于nginx的这种，因为在对文件更新前，本人习惯于对需要修改的文件进行备份(保留时间戳)，一旦测试出现问题，及时的回滚，使用nginx的这种算法就能保障回滚前后浏览器cache失效，而Apache的这种策略导致回滚到之前的时间戳的话(Last- Modified)，本地由于进行了测试，本地cache文件的If-Modified-Since时间一般比回滚后的Last-Modified新，这样本地的cache认为依然有效，返回304,而实际上文件已经不是最新的。当然，Apache的这样设计完全遵守RFC,个人喜好不代表真实需求.

如何利用客户端缓存对网站进行优化? If-Modified-Since & If-None-Match
介绍         你的网站在并发访问很大并且无法承受压力的情况下,你会选择如何优化?         很多人首先会想从服务器缓存方面着手对程序进行优化,许多不同的服务器缓存方式都有他们自己的特点,像我曾经参与的一些项目中,根据缓存的命中率不同使用过 Com+/Enterprise Libiary Caching/Windows服务,静态文件等方式的服务器端缓存和 HTTP Compression技术,但客户端缓存往往却被人们忽略了,即使服务器的缓存让你的页面访问起来非常地快,但她依然需要依赖浏览器下载并输出,而当你加入客户端缓存时,会给你带来非常多的好处.因为她可以对站点中访问最频繁的页进行缓存充分地提高 Web 服务器的吞吐量（通常以每秒的请求数计算）以提升应用程序性能和可伸缩性。         一个在线购物调查显示，大多数人愿意去商店排队，但在在线购物时却不愿意等待。Websense调查公司称多达70%的上网者表示不愿意在页面读取上超过10秒钟。超过70%的人会因为中途速度过慢而取消当前的订单。
      基础知识         1) 什么是”Last-Modified”?
        在浏览器第一次请求某一个URL时，服务器端的返回状态会是200，内容是你请求的资源，同时有一个Last-Modified的属性标记此文件在服务期端最后被修改的时间，格式类似这样：
        Last-Modified: Fri, 12 May 2006 18:53:33 GMT
        客户端第二次请求此URL时，根据 HTTP 协议的规定，浏览器会向服务器传送 If-Modified-Since 报头，询问该时间之后文件是否有被修改过：
        If-Modified-Since: Fri, 12 May 2006 18:53:33 GMT
        如果服务器端的资源没有变化，则自动返回 HTTP 304 （Not Changed.）状态码，内容为空，这样就节省了传输数据量。当服务器端代码发生改变或者重启服务器时，则重新发出资源，返回和第一次请求时类似。从而保证不向客户端重复发出资源，也保证当服务器有变化时，客户端能够得到最新的资源。
        2) 什么是”Etag”?
        HTTP 协议规格说明定义ETag为“被请求变量的实体值” （参见 —— 章节 14.19）。 另一种说法是，ETag是一个可以与Web资源关联的记号（token）。典型的Web资源可以一个Web页，但也可能是JSON或XML文档。服务器单独负责判断记号是什么及其含义，并在HTTP响应头中将其传送到客户端，以下是服务器端返回的格式：
        ETag: "50b1c1d4f775c61:df3"
        客户端的查询更新格式是这样的：
        If-None-Match: W/"50b1c1d4f775c61:df3"
        如果ETag没改变，则返回状态304然后不返回，这也和Last-Modified一样。本人测试Etag主要在断点下载时比较有用。        
      Last-Modified和Etags如何帮助提高性能?         聪明的开发者会把Last-Modified 和ETags请求的http报头一起使用，这样可利用客户端（例如浏览器）的缓存。因为服务器首先产生 Last-Modified/Etag标记，服务器可在稍后使用它来判断页面是否已经被修改。本质上，客户端通过将该记号传回服务器要求服务器验证其（客户端）缓存。         过程如下:                 1. 客户端请求一个页面（A）。                 2. 服务器返回页面A，并在给A加上一个Last-Modified/ETag。                 3. 客户端展现该页面，并将页面连同Last-Modified/ETag一起缓存。                 4. 客户再次请求页面A，并将上次请求时服务器返回的Last-Modified/ETag一起传递给服务器。                 5. 服务器检查该Last-Modified或ETag，并判断出该页面自上次客户端请求之后还未被修改，直接返回响应304和一个空的响应体。
示例代码         下面的例子描述如何使用服务器端代码去操作客户端缓存:
         Code 1//默认缓存的秒数 2 int secondsTime = 100; 3 4 //判断最后修改时间是否在要求的时间内 5 //如果服务器端的文件没有被修改过，则返回状态是304，内容为空，这样就节省了传输数据量。如果服务器端的文件被修改过，则返回和第一次请求时类似。 6 if (request.Headers["If-Modified-Since"] != null && TimeSpan.FromTicks(DateTime.Now.Ticks - DateTime.Parse(request.Headers["If-Modified-Since"]).Ticks).Seconds < secondsTime) 7 { 8     //测试代码,在这里会发现,当浏览器返回304状态时,下面的日期并不会输出 9     Response.Write(DateTime.Now); 10 11     response.StatusCode = 304; 12     response.Headers.Add("Content-Encoding", "gzip"); 13     response.StatusDescription = "Not Modified"; 14 } 15 else 16 { 17     //输出当前时间 18     Response.Write(DateTime.Now); 19 20     //设置客户端缓存状态 21     SetClientCaching(response, DateTime.Now); 22 } 23 24 /**//// <summary> 25 /// 设置客户端缓存状态 26 /// </summary> 27 /// <param name="response"></param> 28 /// <param name="lastModified"></param> 29 private void SetClientCaching(HttpResponse response, DateTime lastModified) 30 { 31     response.Cache.SetETag(lastModified.Ticks.ToString()); 32     response.Cache.SetLastModified(lastModified); 33     //public 以指定响应能由客户端和共享（代理）缓存进行缓存。 34     response.Cache.SetCacheability(HttpCacheability.Public); 35     //是允许文档在被视为陈旧之前存在的最长绝对时间。 36     response.Cache.SetMaxAge(new TimeSpan(7, 0, 0, 0)); 37     //将缓存过期从绝对时间设置为可调时间 38     response.Cache.SetSlidingExpiration(true); 39 }
如果你的缓存是基于文件的方式,如XML或http中的.ashx处理,也可以使用下面的基于文件方式的客户端缓存:
SetFileCaching 1/**//// <summary> 2/// 基于文件方式设置客户端缓存 3/// </summary> 4/// <param name="fileName"></param> 5private void SetFileCaching(HttpResponse response, string fileName) 6{ 7    response.AddFileDependency(fileName); 8    //基于处理程序文件依赖项的时间戳设置 ETag HTTP 标头。 9    response.Cache.SetETagFromFileDependencies(); 10    //基于处理程序文件依赖项的时间戳设置 Last-Modified HTTP 标头。 11    response.Cache.SetLastModifiedFromFileDependencies(); 12    response.Cache.SetCacheability(HttpCacheability.Public); 13    response.Cache.SetMaxAge(new TimeSpan(7, 0, 0, 0)); 14    response.Cache.SetSlidingExpiration(true); 15} 16         
结论         我们已经看了如何使用客户端缓存减少带宽和计算的方法,如前所述,如果能正确合理的利用各种不同的缓存,他们会给你带来很多的好处.我希望本文已为你当下或将来基于Web的项目提供了精神食粮，并正确地在底层利用Last- Modified和ETag响应头去优化你的项目。