HTTP缓存机制及原理

Http 缓存机制作为 web 性能优化的重要手段,对于从事 Web 开发的同学们来说,应该是知识体系库中的一个基础环节,同时对于有志成为前端架构师的同学来说是必备的知识技能。

在介绍HTTP缓存之前,作为知识铺垫,先简单介绍一下HTTP报文

HTTP报文就是浏览器和服务器间通信时发送及响应的数据块。

浏览器向服务器请求数据,发送请求(request)报文;服务器向浏览器返回数据,返回响应(response)报文。

报文信息主要分为两部分

1.包含属性的首部(header)--------------------------附加信息(cookie,缓存信息等)与缓存相关的规则信息,均包含在header中

2.包含数据的主体部分(body)-----------------------HTTP请求真正想要传输的部分


HTTP缓存有多种规则,根据是否需要重新向服务器发起请求来分类,我将其分为两大类(强制缓存,对比缓存)两类缓存规则可以同时存在,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(状态码还是200)

对于强制缓存来说,响应header中会有两个字段来标明失效规则(Expires/Cache-Control)

使用chrome的开发者工具,可以很明显的看到对于强制缓存生效时,网络请求的情况

Expires

  Expires的值为服务端返回的到期时间,即下一次请求时,请求时间小于服务端返回的到期时间,直接使用缓存数据。

不过Expires 是HTTP 1.0的东西,现在默认浏览器均默认使用HTTP 1.1,所以它的作用基本忽略。

另一个问题是,到期时间是由服务端生成的,但是客户端时间可能跟服务端时间有误差,这就会导致缓存命中的误差。

所以HTTP 1.1 的版本,使用Cache-Control替代。

Cache-Control

Cache-Control 是最重要的规则。常见的取值有private、public、no-cache、max-age,no-store,默认为private。

private: 特定用户可以缓存

public: 客任意客户都可缓存

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(后面介绍)

no-store: 所有内容都不会缓存,强制缓存,对比缓存都不会触发(对于前端开发来说,缓存越多越好,so...基本上和它说886)

对比缓存(状态码还是304)

对比缓存,顾名思义,需要进行比较判断是否可以使用缓存。

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

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修改时间。

服务器收到请求后发现有头If-Modified-Since 则与被请求资源的最后修改时间进行比对。

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,说明资源无新修改,则响应HTTP 304,告知浏览器继续使用所保存的cache。

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(生成规则由服务器决定)。

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。

对于比较缓存,将缓存信息中的Etag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。



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