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HTTP 缓存机制
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netbeen
November 07, 2021

前言

你在阅读本文前需要了解的基础知识：计算机网络技术知识

为什么需要 HTTP 缓存机制

缓存是一种保存资源副本并在下次请求时直接使用该副本的技术。当缓存发现请求的资源已经被存储，它会拦截请求，返回该资源的拷贝，而不会去源服务器重新下载。这样带来的好处有：缓解服务器端压力，提升性能(获取资源的耗时更短了)。

缓存策略的分类

根据浏览器是否会向服务器发起请求分类，可将缓存机制分为 强缓存 和 协商缓存 ，其中 强缓存 命中后，浏览器不会向服务器发起请求，而 协商缓存 无论命中与否，都会向服务器发起请求。

强缓存

Expires

Expires header 字段是 HTTP/1.0 协议的产物，其值是一个 GMT 时间戳。其含义是当前资源的失效时间点，如果下次请求该资源的时间早于 Expires 的值，则命中缓存，反之亦然。

缺点：由于 Expires 表示的是一个绝对时间点，这就要求浏览器所设置的 GMT 时间需要和服务器一致才可生效。而在实际情况下，由于各种误差或者其他原因，浏览器和服务器的时间差异无法保证。在这种情况下 Expires 字段的效果就会与设计效果差距很大。

COPY 
expires: Mon, 19 Aug 2041 09:20:05 GMT

Cache-Control

Cache-Control header 字段是 HTTP/1.1 协议的产物，该字段是一些 key-value 的组合，可选的属性如下：

  • max-age ：该资源可以被缓存多长时间，单位：秒
  • s-maxage ：语义与 max-age 一致，只针对代理服务器缓存
  • public ：该资源被任何缓存缓存
  • private ：该资源只能被个人用户缓存，不可以被代理服务器缓存
  • no-cache ：该资源不使用强缓存，使用协商缓存
  • no-store ：该资源禁止缓存
  • must-revalidate ：该资源过期前可以使用，过期后必须向服务器验证

Cache-Control 的优先级高于 Expires

COPY 
cache-control: max-age=2592000,s-maxage=3600

Pragma

Pragma 也是 HTTP/1.0 的产物，语义与 Cache-Control 的 no-cache 完全一致，目前使用量已经不多了（不推荐使用）

Pragma 的优先级高于 Cache-Control

协商缓存

协商缓存 是由服务器来确定资源是否可用。主要涉及 Last-Modified/If-Modified-Since 和 ETag/If-None-Match 两对字段，成对出现，即第一次请求的响应头带上某个字段， Last-Modified or Etag ，则后续请求也会带上对应的字段 If-Modified-Since or If-None-Match ，反之亦然。如果缓存命中，则服务器返回 304 状态码，反之，服务器返回对应的资源

Last-Modified/If-Modified-Since

Last-Modified 和 If-Modified-Since 的值都是一个 GMT 时间戳，指的是这个资源在服务器最后更新的时间，如果服务器接收到包含 If-Modified-Since 的请求时，会比对对应资源的最后更新时间：

  • 如果一致，则返回 304 ，
  • 如果不一致，则返回资源
COPY 
Last-Modified: Mon, 19 Jul 2021 00:14:57 GMT

ETag/If-None-Match

ETag 和 If-None-Match 的值是一段哈希，来表示资源的内容是否被改变。当服务器接收到包含 If-None-Match 的请求时，会计算对应资源的哈希，

  • 如果一致，则返回 304 + ETag
  • 如果不一致，则返回资源 + ETag

ETag/If-None-Match 的优先级高于 Last-Modified/If-Modified-Since

COPY 
ETag: "60f4c401-e0a"

使用经验

  • 对于静态资源（包括script/css），目前主流的方案会采用在 URL 中添加版本号的方案，所以单个 URL 基本不会改变，可以使用长时间的强缓存
  • 对于动态资源，可以根据实际业务场景配置短时间的强缓存
  • 对于与特定用户有关或者权限相关的敏感资源，需要设置 Cache-Control 的 private 属性

参考文献

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