数据请求可分为三个步骤, (1)发起网络请求——>(2)后端处理——>(3)服务器响应,前端缓存可在第一个和第三个步骤中优化步骤,假如请求的数据本地存在,那就不用发送请求,假如前端数据与后端存储数据相比没有改变,那服务端响应就无须返回数据,这样就减少了响应数据。
因此前端缓存可缩短网页请求资源的距离,减少延迟,并且缓存的文件,可重复利用,还可减少带宽,降低网络负荷。
按照缓存策略划分,前端缓存主要可分为http缓存、浏览器缓存
HTTP缓存
http缓存可分为强缓存和协议缓存,强缓存不发送请求到服务器,协商缓存发送请求到服务器。
基本原理:
浏览器在请求资源时,会先根据响应头的Expires和Cache Control判断是否命中强缓存,如果命中,则直接从本地缓存中读取数据,若未命中,会发送请求到服务器,通过Etag和Last-Modified验证是否命中协商缓存,若命中协商缓存,服务器返回请求,但不返回资源,资源从缓存中读取,若未命中,则从服务器加载资源。
强缓存和协商缓存若命中,均是从客户端缓存中读取数据。
强缓存
Expires
Expires表示资源过期时间,它是服务器返回的一个绝对时间,即再次发起请求时,若客户端的时间小于Expires的值,直接使用缓存数据。但Expires受限于本地时间,若本地时间修改或受时区影响,客户端与服务端有一方的时间不准确,就会导致时间产生误差,进而导致Expires失效。
Expires: Wed, 11 May 2019 07:20:00 GMT
Cache-Control
为了弥补Expires的缺陷,HTTP1.1新加了Cache-Control,它优先级高于Expires,Cache-Control表示的是一个相对时间。
在无法确定客户端时间与服务端时间是否一致时,Cache-Control是一个更好的选择,若两者同时存在,则只有Cache-Control生效。
Cache-Control参数介绍:
public: 所有内容都将被缓存(客户端和代理服务器都可缓存)
private: 所有内容只有发起请求的客户端可以缓存,Cache-Control的默认取值
no-cache: 客户端缓存,但是否使用缓存需要经过协商缓存向服务器验证(为了防止从缓存中获取过期数据)
no-store: 所有内容都不缓存,既不使用强缓存,也不使用协商缓存,所有内容都从服务器获取
max-age=<seconds>: 缓存失效时间,相对时间,缓存将在XXX秒后失效,最大不超过一年
下图是一个强缓存的例子,若命中强缓存,状态码为200 OK +(缓存位置)
缓存存放在哪里?如何判断缓存是否生效?
如上图所示,灰色的状态码200表示使用了缓存数据,请求对应的size值则表示了该缓存存放的位置,memory cache和disk cache,memory cache代表使用了内存中的缓存,disk cache表示使用的是硬盘中的缓存,浏览器读取缓存的顺序为memory——>disk——>服务器请求。
memory cache:不访问服务器,已经加载过该资源并且缓存在了内存中,直接从内存中读取缓存,浏览器关闭之后,数据就不存在了,再次打开相同页面,也不会出现from memory cache;
disk cache:不访问服务器,已经加载过该资源,直接从硬盘中读取数据,关闭浏览器后,数据依然存在,次资源不会随着该页面的关闭而被释放掉,下次打开相同页面,依然是from disk cache.
协商缓存
当强缓存失效时,会向服务器发送请求,与服务器协商,服务器根据缓存标识判断是否可以使用缓存,若可以使用则返回304,不再返回资源,从本地缓存中读取资源,如资源不相同,返回200和资源,然后更新返回头信息。
协商缓存有两种方式Last-Modified和Etag。
Last-Modified
表示资源的上次修改时间,配合If-Modified-Since使用。
浏览器请求资源时,服务器响应返回资源,且响应头中带有Last-Modified,该字段表示资源修改时间,下次浏览器再请求资源时,会在请求头中带着If-Modified-Since字段,该字段的值是上次请求返回的Last-Modified的值,服务器收到请求时,通过对比看资源是否发生过改变,若时间相同,则说明资源未被重新修改过,服务器返回一个304,通知浏览器资源未更新可直接从缓存中取数据。
Etag
Etag是一个数据签名(资源对于内容产生的唯一签名,是服务器生成的一段hash字符串),配合If-None-Match使用。
浏览器请求资源时,服务器对当前资源返回Etag,它是服务器生成的的一个唯一标识,下次浏览器再次请求该资源时,会携带If-None-Match字段,服务器会将If-None-Match字段值与服务器中的Etag值做对比,一致则返回304,表示资源未更新,可使用缓存文件;不一致则重新返回资源文件,状态码为200。
Etag与Last-Modified的区别
(1)有些服务器不能精确的得到资源的最后修改时间,这样就无法通过最后修改时间判断资源是否更新;
(2)Last-Modified只能精确到秒;
(3)有些资源的最后修改时间改变了,但内容并未改变,使用Last-Modified看不出内容是否改变;
(4)Etag的精度比Last-Modified高,属于强验证,要求资源字节级别的一致,优先级高于Last-Modified。
浏览器缓存
浏览器缓存可以分为小容量缓存和大容量缓存。
小容量缓存主要包括cookie、localStorage和sessionStorage;
cookie
由于http是无状态的,一旦提交完成之后,服务器与浏览器之间的连接就会关闭,再次交互时需要重新建立连接,这样无法确认用户信息。cookie就被用来主要存放用户信息。
基本流程:客户端访问服务器端,若服务器端需要记录该用户的状态,就在response时向客户端发送一个Set-Cookie,客户端就会把该cookie保存起来,当客户端再次访问服务器时,客户端会在请求头中带上cookie;服务器接收到请求之后,分解cookie,验证信息,成功后返回response给客户端。
cookie特性:
(1)cookie大小只有4KB,保存在浏览器端;
(2)cookie一般由服务器端生成,若在浏览器端生成cookie,默认是关闭浏览器后失效;
(3)cookie每次都会被携带在http头中,会被传输到服务器端;
(4)存储形式是字符串。
localStorage和sessionStorage
本地存储,只能存储在客户端,不会被传输到服务器端。
特性:
(1)sessionStorage是会话级别从存储,一旦窗口或标签被关闭,数据就会被清空;localStorage是持久化存储,除非主动删除数据,否则数据会一直存在,他俩的主要区别是生命周期不同;
(2)大小均为5MB;
(3)存储形式是键值对。
常用API(以localStorage举例,sessionStorage类似):
(1)存储数据 setItem
localStorage.setItem('name', 'Lily');
(2)读取数据 getItem
localStorage.getItem('name'); //'Lily'
(3)移除 removeItem
localStorage.removeItem('name');
(4)移除所有
localStorage.clear();
注意:
(1)webStorage存储的数据是明文存储,不能用于存储重要信息。
(2)不同浏览器之间无法共享webStorage中的信息,同一浏览器的相同域名或端口的不同页面可以共享相同的localStorage,但不同页面之间不能共享sessionStorage的信息。
大容量存储包括WebSql和IndexDB
WebSql
关系型数据库,W3C已于2010年宣布舍弃,使用SQL语言。
IndexDB
非关系型数据库
特性:
(1)以键值对形式存储,所有类型的数据都可直接存入,包括js对象;
(2)存储空间大;
(3)有同源限制
demo http://www.zhangxinxu.com/study/201707/indexeddb-example.html
浏览器数据库 IndexedDB 入门教程 http://www.ruanyifeng.com/blog/2018/07/indexeddb.html