简单快速理解web缓存

javascript
  目录
  1. 1. 简单快速理解web缓存
    1. 1.1. 服务器的缓存协商
    2. 1.2. ETag/Last-Modified
      1. 1.2.1. ETag
      2. 1.2.2. Last-Modified
    3. 1.3. Expires/Cache-Control
      1. 1.3.1. Expires
      2. 1.3.2. Cache-Control
    4. 1.4. 组合缓存策略

简单快速,5分钟你就能理解web缓存

简单快速理解web缓存

之前我已经写过了一篇关于web缓存的文章，阅读点这里，不过，这篇文章比较长，今天再写个短小易懂的，便于快速查看。

服务器的缓存协商

缓存有两种，一种是需要服务器验证，另外一种是不用发送请求验证。

ETag/Last-Modified

这两种方式做法类似，都要向服务器发送一次请求进行验证。简直，缓存就缓存呗，为什么还要验证呢？ 其实，这是该协议的一种特有方式，发送一次验证主要是检查文件是否发生变化。

ETag

ETag是用来计算文件的内容是否发生变化，比如，你在文件中删除一个空格，这样都算文件内容发生变化。 通常做法是用md5或者SHA1算法，计算出文件的唯一值。 在前端其实都可以完成， 找到一个文件文件解析的md5算法，然后将文件传入，就可以得到ETag的值。 不过这里，我们着重点并不是让你生成Etag，而是看看ETag在缓存中的重要作用。 ETag是HTTP/1.1A的一种办法，由Web服务器生成，并写入响应头中。

1
2
//response Headers
ETag:"751F63A30AB5F98F855D1D90D217B356"

接着，到了浏览器之后，便缓存在本地。 当下次打开同样的文章时，会在请求头中发送If-None-Match, 给服务器检查文件是否发生变化。如果没有，则告诉浏览器使用本地的，否则返回新文件

1
2
//request Headers
If-None-Match: "751F63A30AB5F98F855D1D90D217B356"

通常情况下，服务器默认是打开Etag的，但是为了防止你的同事，或者后台哥哥的后台配置文件不正确，关闭了Etag，这时候，就需要你对对配置文件做一些设置。 这里我以Nginx为例: 打开ngnix.conf文件，检查是否有以下语句:

1
2
3
etag off;
more_set_headers -s 404 -t 'ETag';
more_clear_headers 'Etag';

如果有则将其删除掉。然后重启nginx就可以了。他们将Etag关闭的原因其实也很简单，就是因为，Etag打开之后会增加服务器的负载，造成性能的局限性，所以，关闭或者打开Etag都要经过权衡的。

Last-Modified

这和文档内容信息验证不同，这里采用的是日期验证办法。 即，服务器上会对文件打上一个文件改动的日期，然后客户端接受该日期，下次请求时，返回该日期，服务器验证，如果日期未变，则告诉浏览器使用本地缓存即可。 即，在服务器的相应头中，可以设置Last-Modified，来启用这一缓存协议.

1
2
//Response Header
Last-Modified:Tue, 03 Mar 2015 01:38:18 GMT

接受到这一响应头之后，浏览器会对该文件做一个缓存，并保存该日期。当下次请求的时候，会通过If-Modified-Since将日期传入并验证:

1
If-Modified-Since:Tue, 03 Mar 2015 01:38:18 GMT

如果日期未变，则告诉浏览器使用缓存。 那我们通常应该怎样启用服务器这一功能呢？ 默认情况下，服务器会对静态资源发送Last-modified的tag。 但是，需要注意，Last-Modified的更新时间只能以秒来计，如果你文件改动过于频繁，Last-Modified是无效的(不过，谁牛逼到1s内能多次更新文件嘞~) 实际上.Last-Modified的这个标签的我们通常并不会单独使用它，通常与expires结合，形成一个可降级的缓存.

Expires/Cache-Control

Expires/Cache协议与上述验证协议最大的不同在于，他可以省略发送验证请求环节，不需要服务器的验证，而直接使用本地缓存。 通常这种方式，适用于，项目稳定，版本迭代不多的时候。

Expires

在服务器端可以设置Expires的一个绝对时间。

1
2
//Response Headers
Expires:Tue, 03 May 2016 09:33:34 GMT

这告诉浏览器,在2016.5.3号之前,可以直接使用该文本的缓存副本。但是，可能会因为服务器和客户端的GMT时间不同，会有一定的bug。 所以，这里只提议在长时间缓存的情况下使用。否则，应该选择Cache-Control. 那在服务器端该怎么设置呢？ 这里以nginx为例:

1
2
3
4
5
location ~* \.(?:css|js)$ {
  expires 1d;
  access_log off;
  add_header Cache-Control "public";
}

通过expires设置过期时间为一天，此时，服务器会根据当前的时间，加上一天.同时添加Expires和Cache-Control头部标签。 即,得到的Response Header为:

1
2
Expires: Fri, 28 Feb 2014 10:42:09 GMT
Cache-Control: max-age=86400 //24*60*60

(HTTP规定，如果出现max-age和expires，则max-age默认覆盖掉expires) 当expires为负数表示no-cache，正数或零表示max-age=time。 如果你不想缓存，可以直接设置:

1
expires -1;  //永远过期，Cache-Control: no-cache

Cache-Control

这应该是HTTP1.1为了解决HTTP1.0中expires的时间差的bug，而新添加的一个tag. 他的配置项很多，其实完全都可以取代expires(现在大多数服务器都支持). 引用一段原话:

  • Cache-Control 头在 HTTP/1.1 规范中定义，取代了之前用来定义响应缓存策略的头（例如 Expires）。当前的所有浏览器都支持 Cache-Control，因此，使用它就够了。

不过，目前大部分服务器都会将两者添加上，因为HTTP规定，如果Cache-Control和expires同时出现的话，expires会默认被覆盖掉。 此时，返回的响应码不再是304(文件未改动),而是200(资源成功访问).

当前每次发送请求之前浏览器会检查缓存系统里，是否有相应文件的备份，如果有的话，则直接从本地模仿一个Response头 理论知识铺垫完毕，我们来take a look. 看看cache-control 有哪些可以配置的属性(以下属性都跟在cache-control后)

1
2
3
4
5
6
7
8
public: 共有缓存，可被缓存代理服务器缓存,比如CDN
private: 私有缓存，不能被共有缓存代理服务器缓存，可被用户的代理缓存如浏览器。
max-age=[秒]：表示在这个时间范围内缓存是新鲜的无需更新。类似Expires时间，不过这个时间是相对的，而不是绝对的。也就是某次请求成功后多少秒内缓存是新鲜的。
s-maxage=[秒]：类似max-age, 除了仅应用于共享缓存（如代理）。
no-cache：这里不是不缓存的意思，只是每次在使用缓存之前都强制发送请求给源服务器进行验证，检查文件该没改变(其实这里和ETag/Last区别不大)
no-store：就是禁止缓存，不让浏览器保留缓存副本
must-revalidate：告诉浏览器，你这必须再次验证检查信息是否过期, 返回的代号就不是200而是304了。
proxy-revalidate：类似must-revalidate，除了只能应用于代理缓存。

比如，这里我可以设置Cache-Control为:

1
2
//Response Headers
Cache-Control:private, max-age=0, must-revalidate

该文件是一个私有文件,只能被浏览器缓存，而不能被代理缓存。max-age标识该缓存立即过期，其实和no-cache实际上区别不大. 然后must-revalidate告诉浏览器，你必须给我再验证文件过没过期，比如接下来可能会验证Last-Modified或者ETag.如果没有过期则使用本地缓存. 其实上面可以直接等同于:

1
2
//Response Headers
Cache-Control:private,no-cache

使用no-store的结果

1
2
//Response Headers
Cache-Control:no-store;

这样表明，不管一不一样都需要重新下载. 强烈表示，不让你使用缓存文件。后续的就不会去验证ETag了。 当然，如果你将IE6那种古老的浏览器考虑进来的话，那你干脆就做的不要脸一点，直接用下面的tag就行:

1
2
3
Cache-Control: no-cache, no-store, must-revalidate //HTTP1.1
Pragma: no-cache //HTTP1.0
Expires: 0 //Proxy

不过现在基本上也没有不支持Cache-Control的浏览器了。所以，正常情况下，可以直接使用.如下的策略来进行设置:(From google developer) 我们通常在nginx怎么配置对应的cache-control头呢？

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
##设置no-cache
//Nginx
expires -1;
//cache-control
Cache-Control:no-cache

##设置max-age=0
//Nginx
expires 0;
//cache-control
Cache-Control:max-age=0

##设置其他头部
//nginx
add_header  Cache-Control "no-cache";
add_header  Pragma no-cache;

上面说的基本上是服务器的响应头，那在浏览器的Request headers里存在cache-control代表什么呢？ 当请求头中有:Cache-Control: max-age=0,表示缓存需要进行验证(ETag||Last-Modified)，如果缓存未过期,则可以使用。 当请求头中有:Cache-Control: no-cache,表示浏览器只能获取最新的文件。 和Response Header中的no-store相对应。

组合缓存策略

上面介绍的last/ETag/Expires/Cache都是HTTP协议的缓存策略。当然，缓存不止这一种，比如在HTML 4.0中定义的某些meta也可以实现自定义缓存的

1
2
3
<meta http-equiv="Cache-Control" content="no-cache, no-store, must-revalidate" />
<meta http-equiv="Pragma" content="no-cache" />
<meta http-equiv="Expires" content="0" />

但，实际情况是，这些meta只能在file:// 本地文件中使用，如果是服务器则默认被覆盖。现在目前主流的就是使用HTTP1.1协议缓存 不过我们一般都不会单独使用某一项。 但是，组合之后他们的效果是怎样的呢？ 如果你的网页不是什么特别定制化的(私密)的，使用缓存能给你网站的性能带来极大的提升。所以很推荐使用。 一个网站，说白了就是HTML+JS+CSS+fonts+img 这几类文件(视频就呵呵了). 我们可以针对这几类文件做一些缓存层级.

文件 缓存层级
HTML Cache-Control: no-cache,must-revalidate
JS Cache-Control:private,max-age=86400
CSS Cache-Control:max-age=2629000
img\fonts Cache-Control:max-age=2629000

上面只是一个简单的设置，要知道HTML是一定不能缓存的(大部分网页)。 缓存设置时间应该在你版本稳定之后设置，否则会得不偿失。 另外设置Cache-Control还可以配合ETag或者Last-Modified进行补偿验证，如果后面文件变化也可以及时反映出来。

  网络基础   面试题