前端必需要懂的浏览器缓存机制

时间 2019-11-25

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前端必需要懂的浏览器缓存机制

左鹏飞 2017.09.25html

本文详细讲解了浏览器端缓存的分类：200 from cache和304 not modified；介绍了http1.1 header Cache-Control的max-age和http1.0 header Expires的区别；介绍了http1.1 header Etag、If-None-Match和http1.0 header Last-Modified、If-Modified-Since的区别。前端

1. 什么是浏览器缓存？

浏览器一般会将经常使用资源缓存在你的我的电脑的磁盘和内存中。如Chrome浏览器的缓存存放位置就在：\Users\Your_Account\AppData\Local\Google\Chrome\User Data\Default中的Cache文件夹和Media Cache文件夹中。node

2. 什么是静态资源服务器？

在通常的网站中，静态资源使用频率高，流量占用大。对于访问量稍大的网站，都会把静态资源放置到 CDN 服务器，不占用业务服务器的网络带宽，而达到更好的用户体验。git

3. 浏览器请求静态资源的流程

对于前端开发者来讲，咱们主要跟浏览器中的缓存打交道，上图流程是简化版的;事实上在实际应用中一般采用静态资源服务器（CDN）。github

4. 浏览器端缓存的分类

下面这张图展现了某一网站，对不一样资源的请求结果，其中能够看到有的资源直接从缓存中读取，有的资源跟服务器进行了再验证，有的资源从新从服务器端获取。web

200 from cache
304 not modified

注意，咱们讨论的全部关于缓存资源的问题，都仅仅针对GET请求。而对于POST, DELETE, PUT这类行为性操做一般不作任何缓存。浏览器

5. Cache-Control和Expires

Cache-Control是HTTP1.1中新增的响应头
Expires是HTTP1.0中的响应头
Cache-Control使用的是相对时间
Expires指定的是具体的过时日期而不是秒数。由于不少服务器跟客户端存在时钟不一致的状况，因此最好仍是使用Cache-Control.
Cache-Control和Expires同时使用的话，Cache-Control会覆盖Expires

6. Cache-Control均可以设置哪些属性

max-age（单位为s）

指定设置缓存最大的有效时间，定义的是时间长短。当浏览器向服务器发送请求后，在max-age这段时间里浏览器就不会再向服务器发送请求了。缓存

public

指定响应能够在代理缓存中被缓存，因而能够被多用户共享。若是没有明确指定private，则默认为public。服务器

private

响应只能在私有缓存中被缓存，不能放在代理缓存上。对一些用户信息敏感的资源，一般须要设置为private。网络

no-cache

表示必须先与服务器确认资源是否被更改过（依靠If-None-Match和Etag），而后再决定是否使用本地缓存。

no-store

绝对禁止缓存任何资源，也就是说每次用户请求资源时，都会向服务器发送一个请求，每次都会下载完整的资源。一般用于机密性资源。

关于Cache-Control的使用，见下面这张图

7.新鲜度限值

HTTP经过缓存将服务器资源的副本保留一段时间，这段时间称为新鲜度限值。这在一段时间内请求相同资源不会再经过服务器。HTTP协议中Cache-Control 和 Expires能够用来设置新鲜度的限值，前者是HTTP1.1中新增的响应头，后者是HTTP1.0中的响应头。两者所作的事时都是相同的，但因为Cache-Control使用的是相对时间，而Expires可能存在客户端与服务器端时间不同的问题，因此咱们更倾向于选择Cache-Control。

html代码

<html> <head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=no" /> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=EDGE" /> <title>Web Cache</title> <link rel="shortcut icon" href="./shortcut.png"> <script> </script> </head> <body class="claro"> <img src="./cache.png"> </body> </html> <html> <head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=no" /> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=EDGE" /> <title>Web Cache</title> <link rel="shortcut icon" href="./shortcut.png"> <script> </script> </head> <body class="claro"> <img src="./cache.png"> </body> </html>

node服务端代码

var http = require('http'); var fs = require('fs'); http.createServer(function(req, res) { if (req.url === '/' || req.url === '' || req.url === '/index.html') { fs.readFile('./index.html', function(err, file) { console.log(req.url) //对主文档设置缓存，无效果 res.setHeader('Cache-Control', "no-cache, max-age=" + 5); res.setHeader('Content-Type', 'text/html'); res.writeHead('200', "OK"); res.end(file); }); } if (req.url === '/cache.png') { fs.readFile('./cache.png', function(err, file) { res.setHeader('Cache-Control', "max-age=" + 5);//缓存五秒 res.setHeader('Content-Type', 'images/png'); res.writeHead('200', "Not Modified"); res.end(file); }); } }).listen(8888); var http = require('http'); var fs = require('fs'); http.createServer(function(req, res) { if (req.url === '/' || req.url === '' || req.url === '/index.html') { fs.readFile('./index.html', function(err, file) { console.log(req.url) //对主文档设置缓存，无效果 res.setHeader('Cache-Control', "no-cache, max-age=" + 5); res.setHeader('Content-Type', 'text/html'); res.writeHead('200', "OK"); res.end(file); }); } if (req.url === '/cache.png') { fs.readFile('./cache.png', function(err, file) { res.setHeader('Cache-Control', "max-age=" + 5);//缓存五秒 res.setHeader('Content-Type', 'images/png'); res.writeHead('200', "Not Modified"); res.end(file); }); } }).listen(8888);

当在5秒内第二次访问页面时，浏览器会直接从缓存中取得资源

8.服务器再验证

浏览器或代理缓存中缓存的资源过时了，并不意味着它和原始服务器上的资源有实际的差别，仅仅意味着到了要进行核对的时间了。这种状况被称为服务器再验证。

若是资源发生变化，则须要取得新的资源，并在缓存中替换旧资源。
若是资源没有发生变化，缓存只须要获取新的响应头，和一个新的过时时间，对缓存中的资源过时时间进行更新便可。

HTTP1.1推荐使用的验证方式是If-None-Match/Etag，在HTTP1.0中则使用If-Modified-Since/Last-Modified。

9.Etag与If-None-Match

Etag是指根据实体内容生成一段hash字符串，标识资源的状态，由服务端产生。浏览器会将这串字符串传回服务器，验证资源是否已经修改，若是没有修改，过程以下：

代码示例

var http = require('http'); var fs = require('fs'); http.createServer(function(req, res) { if (req.url === '/' || req.url === '' || req.url === '/index.html') { fs.readFile('./index.html', function(err, file) { console.log(req.url) //对主文档设置缓存，无效果 res.setHeader('Cache-Control', "no-cache, max-age=" + 5); res.setHeader('Content-Type', 'text/html'); res.writeHead('200', "OK"); res.end(file); }); } if (req.url === '/shortcut.png') { fs.readFile('./shortcut.png', function(err, file) { console.log(req.url) res.setHeader('Content-Type', 'images/png'); res.writeHead('200', "OK"); res.end(file); }) } if (req.url === '/cache.png') { fs.readFile('./cache.png', function(err, file) { console.log(req.headers); console.log(req.url) if (!req.headers['if-none-match']) { res.setHeader('Cache-Control', "max-age=" + 5); res.setHeader('Content-Type', 'images/png'); res.setHeader('Etag', "ffff"); res.writeHead('200', "Not Modified"); res.end(file); } else { if (req.headers['if-none-match'] === 'ffff') { res.writeHead('304', "Not Modified"); res.end(); } else { res.setHeader('Cache-Control', "max-age=" + 5); res.setHeader('Content-Type', 'images/png'); res.setHeader('Etag', "ffff"); res.writeHead('200', "Not Modified"); res.end(file); } } }); } }).listen(8888) var http = require('http'); var fs = require('fs'); http.createServer(function(req, res) { if (req.url === '/' || req.url === '' || req.url === '/index.html') { fs.readFile('./index.html', function(err, file) { console.log(req.url) //对主文档设置缓存，无效果 res.setHeader('Cache-Control', "no-cache, max-age=" + 5); res.setHeader('Content-Type', 'text/html'); res.writeHead('200', "OK"); res.end(file); }); } if (req.url === '/shortcut.png') { fs.readFile('./shortcut.png', function(err, file) { console.log(req.url) res.setHeader('Content-Type', 'images/png'); res.writeHead('200', "OK"); res.end(file); }) } if (req.url === '/cache.png') { fs.readFile('./cache.png', function(err, file) { console.log(req.headers); console.log(req.url) if (!req.headers['if-none-match']) { res.setHeader('Cache-Control', "max-age=" + 5); res.setHeader('Content-Type', 'images/png'); res.setHeader('Etag', "ffff"); res.writeHead('200', "Not Modified"); res.end(file); } else { if (req.headers['if-none-match'] === 'ffff') { res.writeHead('304', "Not Modified"); res.end(); } else { res.setHeader('Cache-Control', "max-age=" + 5); res.setHeader('Content-Type', 'images/png'); res.setHeader('Etag', "ffff"); res.writeHead('200', "Not Modified"); res.end(file); } } }); } }).listen(8888)

10.如何计算Etag值

ETag值一般由服务器端计算，并在响应客户端请求时将它返回给客户端
能够经过时间戳就能够最简单的获得ETag头信息；但不建议这么作，这么作和Last-Modified头信息就没什么两样了
ETag值能够是惟一标识资源的任何东西，如持久化存储中的某个资源关联的版本、一个或者多个文件属性，实体头信息和校验值、(CheckSum)，也能够计算实体信息的散列值。
有时候，为了计算一个ETag值可能有比较大的代价，此时能够采用生成惟一值等方式(如常见的GUID)。
Apache默认经过FileEtag中FileEtag INode Mtime Size的配置自动生成ETag(固然也能够经过用户自定义的方式)。
因为Etag由服务器构造，因此在集群环境中必定要保证Etag的惟一性

11. If-Modified-Since与Last-Modified

这两个是HTTP1.0中用来验证资源是否过时的请求/响应头，这两个头部都是日期，验证过程与Etag相似，这里不详细介绍。使用这两个头部来验证资源是否更新时，存在如下问题：

有些文档资源周期性的被重写，但实际内容没有改变。此时文件元数据中会显示文件最近的修改日期与If-Modified-Since不相同，致使没必要要的响应。
有些文档资源被修改了，但修改内容并不重要，不须要全部的缓存都更新（好比代码注释）

12. 总结

浏览器端缓存分为200 from cache和304 not modified
HTTP协议中Cache-Control 和 Expires能够用来设置新鲜度的限值，前者是HTTP1.1中新增的响应头，后者是HTTP1.0中的响应头。
max-age（单位为s）而Expires指定的是具体的过时日期而不是秒数
Cache-Control和Expires同时使用的话，Cache-Control会覆盖Expires
客户端不用关心ETag值如何产生，只要服务在资源状态发生变动的状况下将ETag值发送给它就行
Apache默认经过FileEtag中FileEtag INode Mtime Size的配置自动生成ETag(固然也能够经过用户自定义的方式)。
ETag常与If-None-Match或者If-Match一块儿，由客户端经过HTTP头信息(包括ETag值)发送给服务端处理。
Last-Modified常与If-Modified-Since一块儿由客户端将Last-Modified值包括在HTTP头信息中发给服务端进行处理。
有些文档资源周期性的被重写，但实际内容没有改变。此时文件元数据中会显示文件最近的修改日期与If-Modified-Since不相同，致使没必要要的响应。

13 demo

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