[iOS] iOS中URLRequest的缓存策略

Example 项目地址: github.com/zColdWater/… 下载Demo，结合Demo一块儿实践更容易理解。

一，准备工做

在开始以前，咱们须要清楚下面的一些问题，才方便咱们后面的讲解。

1. URLRequest 涉及的范围

咱们一提到URLRequest，我相信不少国内的开发者，首先就会联想到，HTTP请求，而后木有别的了。 可是其实 URLRequest是一个很大的概念，它不仅服务于HTTP协议，它还服务于 其余应用协议，好比File协议，Data协议，自定义协议等等。 要么苹果公司为何不叫它HTTPURLRequest呢？ 问题就在于咱们平时最常接触的就是HTTP协议，用来请求服务端的数据用来展现。

2. URLRequest.CachePolicy 涉及的范围

经过上面的文章咱们清楚了 URLRequest 服务不少协议，那么URLRequest.CachePolicy的范围是什么呢，很明显，和URLRequest同样，这个缓存策略也包含上面这些协议，固然 我也不清楚其余协议的缓存策略是什么样子的，好比File协议，或则别的。 可是我很清楚，咱们经常使用的HTTP协议的缓存协议，这个后面再讲，这里清楚的是，这个缓存策略支持不少协议，咱们的HTTP协议有着本身的缓存策略。

3. HTTP协议的缓存策略

我以前转了一篇台湾做者关于HTTP协议的缓存策略的文章，文章地址是: http://47.99.237.180:8080/articles/2019/11/18/1574050998351.html 那么HTTP协议的缓存策略是什么呢？

Note: 首先咱们须要清楚的是，HTTP协议的策略是须要客户端和服务端配合完成的。也就是若是这个策略想要完成，须要双方都有动做，而且客户端须要彻底配合才行。

我用最直白的话来概述这个原理:

• 首先客户端第一次访问服务器某一个资源，而且服务器和客户端协商好，咱们都用标准的HTTP缓存协议。

• 由于是第一次，客户端经过URL来查找，发现本地没有缓存，直接向服务器发起一个HTTP协议的网络请求。 客户端的请求头，例如:

  GET /EC6/poster-share-invite.png HTTP/1.1
  Host: fep-sit.nioint.com:5418
  Accept: */*
  User-Agent: SessionDownload/1 CFNetwork/1107.1 Darwin/19.0.0
  Accept-Language: en-us
  Accept-Encoding: gzip, deflate
  Connection: keep-alive
  复制代码

  这其实就是一个普通的网络请求，请求头也是客户端默认的，没有特殊设置。

• 服务器接到了某一个客户端的发来的请求，而后作的直接就看一下这个请求头有没有提供HTTP协议缓存的相关字段，而后根据HTTP协议缓存规则，来判断是否返回状态码304让客户端用缓存，仍是返回状态码200，让客户端使用服务器返回的新资源，服务器检查请求头的相关字段以下：

  • If-None-Match: W/"20f9a-16f5c76370d" 这个字段你能够理解为这个资源的惟一Hash值，有点像MD5或者SHA1等，反正就是一个惟一标识啦，资源若是有变更，它必定就会有变更，而且这个值是从上一次服务器返回的响应头里面的Etag字段取来的。由于咱们客户端是第一次请求，因此没有从以前的服务器响应里面拿到这个值，因此请求头就没有这个字段。
  • If-Modified-Since:Tue, 31 Dec 2019 14:57:28 GMT，这个字段表示的是最后一次资源更改的时间，同If-None-Match也是从上一次的服务器响应头中拿到，从Last-Modified字段取的。由于第一次请求，因此没有获取到上一次响应头的字段，也就没有带上。

• 服务器开始根据HTTP协议规则进行检查，来决定是让客户端使用缓存仍是使用服务器下发的资源。

  • 服务器的两种响应头：
    1. 状态码200（告诉客户端，不要使用缓存，用我给你的新资源）

       HTTP/1.1 200 OK  
        X-Powered-By: Express  
        Accept-Ranges: bytes  
        Cache-Control: public, max-age=0  
        Last-Modified: Tue, 31 Dec 2019 14:57:28 GMT  
        ETag: W/"20f9a-16f5c76370d"  
        Content-Type: image/gif  
        Content-Length: 135066  
        Date: Wed, 01 Jan 2020 01:56:35 GMT  
        Proxy-Connection: keep-alive
       复制代码

    2. 状态码304（告诉客户端你用本身的缓存便可）

       这里注意的是，在iOS当中，你不须要亲自处理304的状况，若是你使用了默认的缓存策略，也就是使用HTTP协议自己的缓存策略，系统的网络框架好比URLSession或者URLConnection会自动的将这个304处理成200，这样方便了开发者逻辑处理，开发者只须要知道 资源获取成功，就能够了。

       HTTP/1.1 304 Not Modified
       X-Powered-By: Express
       Accept-Ranges: bytes
       Cache-Control: public, max-age=0
       Last-Modified: Tue, 31 Dec 2019 14:57:28 GMT
       ETag: W/"20f9a-16f5c76370d"
       Date: Wed, 01 Jan 2020 01:59:25 GMT
       Proxy-Connection: keep-alive
       复制代码

  • 服务器响应头里与HTTP协议缓存策略相关的字段:
    1. Cache-Control: max-age = X （max-age=x 是告诉客户端x秒以内不要再发起请求了，就用你的缓存就OK了，换句话说，若是服务器告诉客户端max-age=100，客户端在100s以内再去请求，是不会发起真正的网络请求的，客户端的网络层框架会自动返回状态码200，上一次的缓存数据）
    2. Last-Modified: Tue, 31 Dec 2019 14:57:28 GMT（这个字段是告诉客户端，这个资源最后一次更新的时间，让客户端保存好，下一次请求的时候，在请求头里面带上这个值，请求头的那个字段就是If-Modified-Since，这里的规则是这样的，若是请求头里的If-Modified-Since时间点早于服务器的Last-Modified时间点，服务器会返回200，让客户端须要更新最新资源，若是反过来，或者相同，服务器会下发304，让客户端使用缓存。）
    3. ETag: W/"20f9a-16f5c76370d"（这个字段告诉客户端，这个值是这个资源的惟一id，若是服务器上面有新资源，咱们会更新这个值，客户端要保存好，下次请求的时候带上，下次请求头里面这个If-None-Match字段就是保存的上次响应头里面的Etag字段。它的规则是，若是客户端请求头中的If-None-Match值不与服务器里面的Etag一致，就返回200，让客户端使用新资源，只有当相等的状况，会返回304，让客户端使用缓存。）

• 服务器检查完请求头发现这个客户端没有带上资源缓存信息，那么服务器就认为客户端不想使用HTTP协议缓存策略，返回200，把资源也一同返回。

  HTTP/1.1 200 OK
  X-Powered-By: Express
  Accept-Ranges: bytes
  Cache-Control: public, max-age=0
  Last-Modified: Tue, 31 Dec 2019 14:57:28 GMT
  ETag: W/"20f9a-16f5c76370d"
  Content-Type: image/gif
  Content-Length: 135066
  Date: Wed, 01 Jan 2020 01:56:35 GMT
  Proxy-Connection: keep-alive
  复制代码

• 客户端第一次拿到资源后，先将服务器告诉本身的缓存信息，保存起来，Cache-Control: public, max-age=0 读取一下max-age，发现值等于0，这是告诉我应该每次都发真正的请求，而后再存一下Last-Modified上次更新的时间，再存一下ETag，这个告诉咱们资源的惟一id。

• 而后客户端开始发起第二次请求，请求头以下:

  GET /demo.gif HTTP/1.1
  Host: 152.136.154.126:3000
  If-None-Match: W/"20f9a-16f5c76370d"
  Accept: */*
  If-Modified-Since: Tue, 31 Dec 2019 14:57:28 GMT
  User-Agent: SessionDownload/1 CFNetwork/1107.1 Darwin/19.0.0
  Accept-Language: en-us
  Accept-Encoding: gzip, deflate
  Connection: keep-alive
  复制代码

能够看到，客户端将缓存资源的信息带上来了，在If-None-Match,If-Modified-Since。

• 服务器再次接到这个请求头，和本身的对资源的信息对比，发现If-None-Match和ETag一致的，发现Last-Modified和If-Modified-Since一致的，那么客户端的资源就和服务器是一致的，我应该告诉客户端304状态码，让客户端使用缓存就能够了。 响应头以下:

  HTTP/1.1 304 Not Modified
  X-Powered-By: Express
  Accept-Ranges: bytes
  Cache-Control: public, max-age=0
  Last-Modified: Tue, 31 Dec 2019 14:57:28 GMT
  ETag: W/"20f9a-16f5c76370d"
  Date: Wed, 01 Jan 2020 03:02:57 GMT
  Proxy-Connection: keep-alive
  复制代码

自此，一次完整的HTTP协议缓存策略应用完成，咱们能够看到，客户端第一次发起请求，第二次发起请求，请求头里面的变化。和服务器如何对请求头作出的校验和响应。

我知道还有Expire字段，也是缓存相关的，可是HTTP1.1以后设置Cache-Control里面的max-age，能够覆盖它，若是他们同时存在，因此这里再也不概述，若是你感兴趣，能够WIKI，或者 http://47.99.237.180:8080/articles/2019/11/18/1574050998351.html

但愿我能够说清楚这个过程，由于下面iOS下面的网络框架就会涉及到。 这个是HTTP协议的缓存策略，意味着，只要使用HTTP协议的客户端，不论是浏览器，仍是移动端，仍是其余，都使用。

即便如今不是特别清楚也不要紧，我会在文章中附上，整个过程的Demo，能够运行Demo，来了解每一步。

4. 出了一个小插曲

在验证过程当中除了一些小插曲，好比我已经为服务器的静态资源，设置资源的过时时间，在响应头当中，Cache-Control: max-age=xxx，发如今移动端上，是OK的，在xxx秒以内再次访问，真的没有发起网络请求，可是在Chrome当中我发现直接输入资源地址，它好像会忽略过时时间同样，都会发起真正的网络请求，我看了小半天，我终于发现了，这个问题出在哪了，下面我来说一下。

1. 移动端下: 使用URLRequest的默认缓存策略，缓存策略使用协议自己的缓存策略，设置超时时间工做正常。
2. Web端: 使用标签或者XHR发起的网络请求，设置超时时间工做正常。
3. Web端: 使用浏览器直接访问资源，发现即便服务器设置了超时时间，仍是会发起网络请求。

总结下来: 只有 3 显示的不正常，问题可能就是由于直接在浏览器里面输入资源地址去访问资源，忽略超时时间，可能因为某些缘由吧，因此每次才都会发起网络请求，并且Chrome和Safri的表现行为还不同，因此咱们若是想验证HTTP协议的缓存策略其实能够忽略掉3，验证1和2便可。

二，iOS下，URLRequest.CachePolicy和URLCache

上面咱们主要介绍了一些事先须要了解的知识，好比iOS里面的URLRequest和URLRequest.CachePolicy使用范围，还有最重要，也是最复杂的HTTP协议缓存策略。

0. CachePolicy 与 URLCache 的关系

CachePolicy：顾名思义这个是缓存策略的意思，我下面会仔细说它，这里咱们知道它表明一种缓存的策略就OK。

URLCache: 这个其实就是咱们缓存的对象，也就是咱们使用了某种缓存策略，把内容存储的地方和配置存储在哪地方，等等，或者说管理URL缓存的对象。

小结: CachePolicy 用于选择一种缓存策略，URLCache管理和设置缓存对象。

1. 有哪些地方能够设置 CachePolicy

首先先了解 CachePolicy 有哪些策略可选:

• useProtocolCachePolicy // 使用协议缓存，好比你的URL是HTTP协议的，那就是使用HTTP协议的缓存策略，就是我上面讲的，根据请求和响应头的关键字，进行缓存的处理。 这也是(默认的策略)。
• reloadIgnoringLocalCacheData // 彻底忽略本地缓存，直接从服务器拿资源。
• reloadIgnoringLocalAndRemoteCacheData // 这个实例是未实现的，你不该该使用
• reloadIgnoringCacheData // 这个选项已经被 reloadIgnoringLocalCacheData 选项所替代了。
• returnCacheDataElseLoad // 若是本地有缓存就使用缓存，无论HTTP协议上缓存上的那些max-age，expire 过时时间等，没有缓存再去远端请求拿数据。这个协议存在的问题就是，若是使用HTTP协议的缓存策略，服务器没办法告诉它，它手头的这份资料是旧的。
• returnCacheDataDontLoad // 若是本地有缓存就使用缓存，本地没有缓存就请求失败，相似离线模式。
• reloadRevalidatingCacheData // 这个实例是未实现的，你不该该使用它。

其实苹果给的默认策略，一点毛病都没有，根据HTTP协议的缓存策略来配置是最好的，有缓存使用缓存，没有缓存，或者缓存过时，来请求服务器的资源。 也就是你根本毛都不用去设置，可是咱们常常会被问及，为啥我服务器换了图片，你移动端iOS不更新呢，若是你是默认策略，我能够很负责的告诉你，你能够狠狠的怼回去，你懂不懂HTTP协议的缓存策略，我这是官方的实现，而不是，不明道理，萎萎诺诺，好，我改为一切都从服务器获取。 不懂的哥们还觉得你技术不过关呢，不过说句实话，确实许多人真的不太清楚HTTP协议的缓存策略。

有哪些地方能够设置缓存策略URLRequestCache呢？ 其实看名字你就应该知道，这东西确定是给URLRequest设置的，我每个网络请求，都会有一个URLRequest，可是，为了方便，苹果会有两个地方给你设置这个策略的地方，分别是:

• URLSessionConfiguration: 全部经过 URLSession 发出去的URLRequest 都会带上这个策略。

  let url = URL(string: "http://152.136.154.126:3002/demo.gif")!
          var request = URLRequest(url: url)
          let condig = URLSessionConfiguration.default
  
  	// 这 这 这 ⬇️ 这 这 这 ⬇️ 这 这 这 ⬇️ 这 这 这 ⬇️
          condig.requestCachePolicy = .reloadIgnoringLocalCacheData
          
          let session = URLSession(configuration: condig)
  复制代码

• URLRequest: 设置这个URLRequest的缓存策略，这个就没什么说的了。

  let url = URL(string: "http://152.136.154.126:3002/demo.gif")!
  var request = URLRequest(url: url)
  
  // 这 这 这 ⬇️ 这 这 这 ⬇️ 这 这 这 ⬇️ 这 这 这 ⬇️
  request.cachePolicy = .returnCacheDataDontLoad
  
  let condig = URLSessionConfiguration.default
  let session = URLSession(configuration: condig)
  复制代码

Q 疑问🤔️？ 同时设置，URLSessionCondiguration 和 URLRequest 的缓存策略，系统到底该用哪一个呢？

A 答案: URLRequest 的缓存策略会覆盖掉 URLSessionCondiguration 的缓存策略。

2. 有哪些地方能够设置 URLCache

区分 URLCache 和 NSCache nshipster.com/nsurlcache/ 这俩东西不是一回事哈，看名字你也知道了，一个是专门缓存URL的类，一个是相似Map，字典的存储结构，用来缓存内存对象的。

上面也说了，URLCache 这个对象，实际上是用于管理URL的缓存的，好比放在哪里呀，大小设置多少呀。

都哪些地方能够设置呢？ 有俩地方能够设置，分别是:

• URLSessionConfiguration: 单独为这个URLSession配置缓存对象，大小，路径等，若是单独为URLSessionConfiguration配置了缓存对象，由这个URLSession发出去的URLRequest，都会使用这个缓存配置，不会使用全局的缓存对象。

  let condig = URLSessionConfiguration.default
  condig.requestCachePolicy = .reloadIgnoringLocalCacheData
  
  let cache = URLCache(memoryCapacity: 4 * 1024 * 1024, diskCapacity: 20 * 1024 * 1024)
  condig.urlCache = cache
  复制代码

• URLCache: 类方法提供了全局的URLCache配置，当URLSessionCondiguration没有另外设置的状况下，会使用全局的缓存做为本身的缓存。

  URLCache.shared = URLCache(memoryCapacity: 0, diskCapacity: 0, diskPath: nil)
  复制代码

Q 疑问🤔️？ 若是同时设置全局缓存和URLSessionCondiguration缓存，系统有哪一个缓存？

A 回答: 确定使用URLSessionCondiguration的缓存，忽略全局缓存。

3. 几种特殊场景

1. URLSessionConfiguration 的缓存对象，空间设置为0。

   let url = URL(string: "http://152.136.154.126:3002/demo.gif")!
   var request = URLRequest(url: url)
   let condig = URLSessionConfiguration.default
   
   // 为这个Session单独设置缓存，而且空间都为0，由于都是用默认缓存策略，也就是使用`HTTP协议`缓存，可是本地缓存没有设置空间，因此每次都会从服务器拿去最新的资料。
   let cache = URLCache(memoryCapacity: 0, diskCapacity: 0)
   
   let session = URLSession(configuration: condig)
   let task = session.dataTask(with: request) { (data, resp, error) in
       let httpResp = resp as! HTTPURLResponse
       print("response (StatusCode):\(httpResp.statusCode)")
       DispatchQueue.main.async {
           let httpResponse = resp! as! HTTPURLResponse
           for (key,value) in httpResponse.allHeaderFields {
               print("\(key):\(value)")
           }
          self.imageView.image = UIImage.gifImageWithData(data: data! as NSData)
       }
   }
   task.resume()
   复制代码

2. URLCache全局缓存对象，空间设置为0。

   // 由于URLSessionCondiguration的缓存没有特殊设置，因此使用全局缓存，又由于全局缓存空间设置成0，又由于是默认缓存策略，因此每次都从服务器去拿最新资料。
   URLCache.shared = URLCache(memoryCapacity: 0, diskCapacity: 0, diskPath: nil)
   let url = URL(string: "http://152.136.154.126:3002/demo.gif")!
   var request = URLRequest(url: url)
   let condig = URLSessionConfiguration.default
   let session = URLSession(configuration: condig)
   let task = session.dataTask(with: request) { (data, resp, error) in
       let httpResp = resp as! HTTPURLResponse
       print("response (StatusCode):\(httpResp.statusCode)")
       DispatchQueue.main.async {
           let httpResponse = resp! as! HTTPURLResponse
           for (key,value) in httpResponse.allHeaderFields {
               print("\(key):\(value)")
           }
          self.imageView.image = UIImage.gifImageWithData(data: data! as NSData)
       }
   }
   task.resume()
   复制代码

三，关于WKWebView和UIWebView里面的请求缓存是怎样的。

关于WebView这块是这样的，你设置的缓存策略，是页面里面的标签的缓存策略，也就是，你虽然设置了缓存策略是: 不使用本地缓存，只是HTML加载的那些标签使用这个策略，好比<img>，可是若是在HTML的JS发起的XHR，或者Fetch请求，使用的仍是 默认缓存策略，你不会改变到他们。 这是我用网络拦截验证到的结果，Demo在文章开头和结尾都有。

拦截工具 项目地址: github.com/zColdWater/… 。

一，若是你想让这个网站的标签都使用默认的缓存策略，你就不须要另外设置。 也就是使用HTTP协议的缓存策略。

let url = URL(string: "https://www.baidu.com/")
var request = URLRequest(url: url!)
webview.load(request)
复制代码

二，若是你想让这个网站的资源标签使用特定的缓存策略来请求，你能够这样处理。

let url = URL(string: "https://www.baidu.com/")
let request = URLRequest(url: self.url!, cachePolicy: .reloadIgnoringLocalCacheData)
webview.load(request)
复制代码

小结: 若是文章不够直观，能够下载Example项目，运行查看哦。

四，总结

其实对于iOS当中的URLRequest缓存，苹果的默认策略就是很是合理的选择，可是想要合理的使用这个默认策略，你须要了解HTTP协议的缓存策略，对于WebView的缓存策略咱们也说明了，我但愿能够帮到以前对这个缓存策略不清楚的童鞋，不要遇到问题一股脑就设置成不使用缓存了。 合理的使用缓存是最好的选择。

但愿我能够说的清楚明白，若有不许确或者不对的地方，但愿你们指正。

Example 项目地址: github.com/zColdWater/… 下载Demo，结合Demo一块儿实践更容易理解。

参考: blackpixel.com/writing/201…