HTTP前端优化之压缩与缓存

现代的浏览器以及服务器都支持压缩技术,唯一需要协商的是采用的压缩算法。 为了选择采用的压缩算法,浏览器和服务器之间会使用 主动协商机制

浏览器发送 Accept-Encoding 首部,(其中包含它所支持的压缩算法,以及各自优先级)

服务器则从中选择一种,使用该算法对响应消息主体进行压缩,并且发送 Content-Encoding首部来告知浏览器它使用了哪一种算法

由于该内容协商过程是基于编码类型来选择资源的展现形式的,在响应中, Vary (渲染引擎)首部中至少要包含 Accept-Encoding ;这样,缓存服务器就可以对资源的不同的展现形式进行缓存。

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如下图:

也就是:

客户端(HTTP请求头) -------> accept-encoding: gzip,deflate,br,sdch

服务器(HTTP响应头) -------> content-encoding:gzip

实例

gzip(filePath, req,res, statObj) {letencoding = req.headers["accept-encoding"]if(encoding) {if(encoding.match(/gzip/)) {res.setHeader("Content-Encoding","gzip")returnzlib.createGzip()            }elseif(encoding.match(/deflate/)) {res.setHeader("Content-Encoding","deflate")returnzlib.createDeflate()            }returnfalse        }returnfalse    }letflag = this.gzip(filePath, req,res, statObj)lettype= mime.getType(filePath) ||"text/plain"res.setHeader("Content-Type",type+"; charset=utf8")if(!flag){        fs.createReadStream(filePath).pipe(res)    }else{        fs.createReadStream(filePath).pipe(flag).pipe(res)    }复制代码

压缩的优缺点

优点:减少HTTP响应时间,提升传输效率

压缩过程占用服务器额外的CPU周期,客户端也要对压缩文件进行解压缩,这也需要占用部分时间。

总结:

请求头:

Accept-Encoding: gzip,deflate,br,sdch;告知服务器自己支持的压缩格式

user-agent: 不同设备自动带上这个头,可以判断什么样的设备,重定向到相同的项目,实现不同设备响应不同项目

响应头:

COntent-encoding:gzip; 告知浏览器,服务器使用的压缩格式

Content-Type: 服务器给浏览器响应内容的类型

Location: 重定向到某个地方

2.缓存

假设浏览器存在一个缓存数据库,用于存储缓存信息。

在客户端第一次请求数据时,此时缓存数据库中没用对应的缓存数据,需要请求服务器,服务器返回后,将数据存储至缓存数据库中。

HTTP缓存有多种规则,根据是否需要重新向服务器发起请求进行分类 将其分为两大类(**强制缓存,对比缓存又叫协商缓存)

1. 已存在缓存数据,仅基于强制缓存,请求数据如下

2. 已存在缓存数据,仅基于对比缓存,请求数据如下

两类缓存规则不同:

强制缓存如果生效,不需要再和服务器发生交互

对比缓存(协商缓存)不管是否生效,都需要与服务器端发生交互

**两类缓存规则同时存在时,强制缓存优先级高于对比缓存,也就是说,当执行强制缓存的规则时,如果缓存生效,直接使用缓存,不再执行对比缓存规则

强制缓存

在没有缓存数据时,浏览器向服务器请求数据时,服务器会将数据和缓存规则一并返回, 缓存规则信息包含在响应header中 ;

对于强制缓存来说,响应头中会有连个字段表名失效规则( Expires/Cache-Control )

Expires

Expries的值为服务器端返回的到期时间,即下一次请求时,请求的时间小于服务端返回到期时间,直接使用缓存数据。不过Expries是HTTP1.0的东西,现在浏览器默认使用的是HTTP1.1,所以它的作用基本忽略

另一个问题,到期时间使用服务端生成的,但是客户端时间可能跟服务端时间有误差,这就导致了缓存命中的误差,因此,HTTP1.1版本中,使用了Cache-Control替代

Cache-Control

Cache-Control是最重要的规则,其常见取值:

private:客户端可以缓存

public:客户端和代理服务器都可缓存

max-age=xxx:缓存的内容将在xxx秒后失效

no-cache:需要使用对比缓存来验证缓存数据

no-store:所有内容都不会缓存, 强制缓存,对比缓存都不触发 ,

实例:

图中Cache-Control仅指定了max-age,所有默认是private,缓存时间是31536000秒(365天) 也就是说,在365天内再次请求这条数据,都会直接获取缓存数据库中的数据,直接使用。

对比缓存(协商缓存)

浏览器第一次请求数据时,服务器会将缓存标识u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,客户端将备份的数据标识发送给服务器,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

通过两图对比,可发现,在对比缓存生效时,状态码是304,并且报文大小和请求时间大大减少。 原因是,服务器在进行标识比较后,只返回header部分,通过状态码通知客户端使用缓存,不再需要将报文主体部分返回给客户端。

缓存标识:

Last-Modified/If-Modified-Since

Last-Modified:

服务器在响应请求时,告诉浏览器资源的最后修改时间。

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的修改时间。 服务器收到请求后发现头有 If-Modified-Since 则与请求资源的最后修改时间进行对比。 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 ,说明资源没有新修改过,则响应HTTP304,告诉继续使用缓存中的数据

**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(摘要)

If-None-Match:

再次请求服务器时,通过此字段通知服务器客户端缓存数据的唯一标识, 服务器收到请求后发现请求头中有 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,说明资源没有新修改过,则响应HTTP304,告知浏览器使用缓存数据

总结

对于强制缓存,服务器通知浏览器一个缓存时间,在缓存时间内,下次请求,直接用缓存,不在时间内,执行比较缓存策略:

Expries/Cache-Control:max-age=xxx > Etag/If-None-Match > Last-Modified/If-Modified-Since

对于比较缓存,将缓存信息中的Etage和Last-Modified通过请求发送给服务器,由服务器校验,返回304状态码时,浏览器直接使用缓存数据。

浏览器第一次请求:

浏览器再次请求时:

实例:

cache(filePath, req, res,statObj){letlastModified =statObj.ctime.toGMTString()letifModifiedSince = req.headers['if-modified-since']letEtag =            crypto.createHash("md5").update(fs.readFileSync(filePath)).digest("base64")        res.setHeader("Last-Modified",lastModified)        // Etag是响应头        res.setHeader("Etag",Etag)        //if-none-match 当你修改服务器上的文件时,请求头上面会自动添加这个头        // console.log(req.headers['if-none-match'],"match")        // console.log(Etag)        //if-none-match: NISthsES8P9vzWjdFT/xyg== match        // console.log(req.headers['if-none-match'])        // T9hRJPsOY4/I9QhWp+NFlQ==        // 如果if-none-match存在,说明你改动服务器上的文件中的内容        // T9hRJPsOY4/I9QhWp+NFlQ==        // console.log("Etag--->",Etag)        // console.log("if-none-match--->",req.headers['if-none-match'])letifNoneMatch = req.headers['if-none-match']        // // 根据内容摘要判断是否需要缓存        //if(ifNoneMatch){        //    //ifNoneMatch说明修改了内容        //    //returnfalse;        //if(ifNoneMatch !== Etag){        //        // 修改了内容,并且没恢复,走网络        //returnfalse;  // 不走缓存        //    }else{        //        // 修改了内容,并且修改完后,把内容恢复,相当于没有修改        //returntrue; // 还是从缓存中取数据        //    }        // }else{        //    // 说明内容没有改变        //returntrue//        // }        // // 根据修改时间来判断是否缓存        //if(ifModifiedSince){        //if(ifModifiedSince !== lastModified){        //        // 上一次修改的时间和最新修改的时间不一样        //returnfalse//  不走缓存        //    }        // }        // 压缩和缓存是后端程序干的if(ifModifiedSince &&ifNoneMatch){if(ifNoneMatch !== Etag &&ifModifiedSince !== lastModified){returnfalse}        }else{returnfalse}returntrue} sendFile(filePath, req, res,statObj) {        res.setHeader("Cache-Control","no-cache");letcache = this.cache(filePath, req, res,statObj)if(cache){            res.statusCode = 304;returnres.end()        }letflag = this.gzip(filePath, req, res,statObj)lettype= mime.getType(filePath) ||"text/plain"res.setHeader("Content-Type",type+"; charset=utf8")if(!flag){            fs.createReadStream(filePath).pipe(res)        }else{            fs.createReadStream(filePath).pipe(flag).pipe(res)        }    }复制代码

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