web緩存

ThinkSNS 發(fā)布于2019-07-31 10:15 / 2603人閱讀

摘要：一緩存對(duì)性能優(yōu)化請(qǐng)求更快通過(guò)將內(nèi)容緩存在本地瀏覽器或距離最近的緩存服務(wù)器如，在不影響網(wǎng)站交互的前提下可以大大加快網(wǎng)站加載速度。強(qiáng)制緩存不發(fā)請(qǐng)求到服務(wù)器，協(xié)商緩存會(huì)發(fā)請(qǐng)求到服務(wù)器。四協(xié)商緩存標(biāo)示這個(gè)響應(yīng)資源的最后修改時(shí)間。

一：緩存對(duì)性能優(yōu)化
請(qǐng)求更快：通過(guò)將內(nèi)容緩存在本地瀏覽器或距離最近的緩存服務(wù)器（如CDN），在不影響網(wǎng)站交互的前提下可以大大加快網(wǎng)站加載速度。
降低服務(wù)器壓力：在大量用戶(hù)并發(fā)請(qǐng)求的情況下，服務(wù)器的性能受到限制，此時(shí)將一些靜態(tài)資源放置在網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，可以起到均衡負(fù)載的作用，降低服務(wù)器的壓力。

緩存控制機(jī)制優(yōu)先級(jí):
Expires < Cache:max-age
Last-Modified < ETag

二：緩存方式
服務(wù)端緩存,例如CDN
客戶(hù)端緩存,即瀏覽器緩存,可通過(guò)cache,manifest等實(shí)現(xiàn).
瀏覽器緩存分兩類(lèi),強(qiáng)制緩存和協(xié)商緩存
強(qiáng)制緩存:瀏覽器在加載資源時(shí)，根據(jù)http header判斷它是否命中強(qiáng)緩存，如果命中，瀏覽器直接從自己的緩存中讀取資源，不會(huì)發(fā)請(qǐng)求到服務(wù)器。比如某個(gè)css文件，如果瀏覽器在加載它所在的網(wǎng)頁(yè)時(shí)，這個(gè)css文件的緩存配置命中了強(qiáng)緩存，瀏覽器就直接從緩存中加載這個(gè)css，連請(qǐng)求都不會(huì)發(fā)送到網(wǎng)頁(yè)所在服務(wù)器.
協(xié)商緩存：當(dāng)強(qiáng)緩存沒(méi)有命中的時(shí)候，瀏覽器一定會(huì)發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求到服務(wù)器，通過(guò)服務(wù)器端依據(jù)資源的另外一些http header驗(yàn)證這個(gè)資源是否命中協(xié)商緩存，如果協(xié)商緩存命中，服務(wù)器會(huì)將這個(gè)請(qǐng)求返回（304），但是不會(huì)返回這個(gè)資源的數(shù)據(jù)，而是告訴客戶(hù)端可以直接從緩存中加載這個(gè)資源，于是瀏覽器就又會(huì)從自己的緩存中去加載這個(gè)資源；若未命中請(qǐng)求，則將資源返回客戶(hù)端，并更新本地緩存數(shù)據(jù)（200）。
強(qiáng)制緩存不發(fā)請(qǐng)求到服務(wù)器，協(xié)商緩存會(huì)發(fā)請(qǐng)求到服務(wù)器。
強(qiáng)制緩存:Expires、Cache-control
協(xié)商緩存:Last-Modified/If-Modified-Since, Etag/If-None-Match

三：強(qiáng)制緩存控制

Expires,HTTP/1.0提出的一個(gè)表示資源過(guò)期時(shí)間的header，它描述的是一個(gè)絕對(duì)時(shí)間，由服務(wù)器返回，用GMT格式的字符串表示，如：Expires:Thu, 31 Dec 2016 23:55:55 GMT，Expires是較老的強(qiáng)緩存管理header，由于它是服務(wù)器返回的一個(gè)絕對(duì)時(shí)間，這樣存在一個(gè)問(wèn)題，如果客戶(hù)端的時(shí)間與服務(wù)器的時(shí)間相差很大（比如時(shí)鐘不同步，或者跨時(shí)區(qū)），那么誤差就很大，所以在HTTP/1.1版開(kāi)始，使用Cache-Control: max-age=秒替代。
Cache-Control：針對(duì)上述的“Expires時(shí)間是相對(duì)服務(wù)器而言，無(wú)法保證和客戶(hù)端時(shí)間統(tǒng)一”的問(wèn)題，http1.1新增了 Cache-Control 來(lái)定義緩存過(guò)期時(shí)間，若報(bào)文中同時(shí)出現(xiàn)了 Pragma、Expires 和 Cache-Control，會(huì)以 Cache-Control 為準(zhǔn)。Cache-Control也是一個(gè)通用首部字段，這意味著它能分別在請(qǐng)求報(bào)文和響應(yīng)報(bào)文中使用。
讀取緩存數(shù)據(jù)條件：上次緩存時(shí)間（客戶(hù)端的）+max-age < 當(dāng)前時(shí)間（客戶(hù)端的）.Cache-Control取值的含義:
各個(gè)消息中的指令含義如下：

no-cache指示請(qǐng)求或響應(yīng)消息不能緩存，該選項(xiàng)并不是說(shuō)可以設(shè)置”不緩存“，而是需要和服務(wù)器確認(rèn)。
max-age指示客戶(hù)機(jī)可以接收生存期不大于指定時(shí)間（以秒為單位）的響應(yīng)。上次緩存時(shí)間（客戶(hù)端的）+max-age（64200s）<客戶(hù)端當(dāng)前時(shí)間
min-fresh指示客戶(hù)機(jī)可以接收響應(yīng)時(shí)間小于當(dāng)前時(shí)間加上指定時(shí)間的響應(yīng)。
四：協(xié)商緩存
Last-Modified/If-Modified-Since：
Last-Modified：標(biāo)示這個(gè)響應(yīng)資源的最后修改時(shí)間。web服務(wù)器在響應(yīng)請(qǐng)求時(shí)，告訴瀏覽器資源的最后修改時(shí)間。If-Modified-Since：當(dāng)資源過(guò)期時(shí)（強(qiáng)緩存失效），發(fā)現(xiàn)資源具有Last-Modified聲明，則再次向web服務(wù)器請(qǐng)求時(shí)帶上If-Modified-Since標(biāo)簽，把上次服務(wù)器返回的Last-Modified時(shí)間返回到服務(wù)器端。web服務(wù)器收到請(qǐng)求后根據(jù)If-Modified-Since 時(shí)間與被請(qǐng)求資源的最后修改時(shí)間進(jìn)行比對(duì)。若最后修改時(shí)間較新，說(shuō)明資源又被改動(dòng)過(guò)，則響應(yīng)整片資源內(nèi)容（寫(xiě)在響應(yīng)消息包體內(nèi)），HTTP 200；若最后修改時(shí)間較舊，說(shuō)明資源無(wú)新修改，則響應(yīng)HTTP 304 (無(wú)需包體，節(jié)省瀏覽)，告知瀏覽器繼續(xù)使用所保存的cache。
注: Last-Modified標(biāo)注的最后修改只能精確到秒級(jí)，如果某些文件在1秒鐘以?xún)?nèi)，被修改多次的話，它將不能準(zhǔn)確標(biāo)注文件的修改時(shí)間（無(wú)法及時(shí)更新文件）
如果某些文件會(huì)被定期生成，當(dāng)有時(shí)內(nèi)容并沒(méi)有任何變化，但Last-Modified卻改變了，導(dǎo)致文件沒(méi)法使用緩存，有可能存在服務(wù)器沒(méi)有準(zhǔn)確獲取文件修改時(shí)間，或者與代理服務(wù)器時(shí)間不一致等情形（無(wú)法使用緩存）。

Etag/If-None-Match:
Etag：web服務(wù)器響應(yīng)請(qǐng)求時(shí)，告訴瀏覽器當(dāng)前資源在服務(wù)器的唯一標(biāo)識(shí)（生成規(guī)則由服務(wù)器決定）。Apache中，ETag的值，默認(rèn)是對(duì)文件的索引節(jié)（INode），大?。⊿ize）和最后修改時(shí)間（MTime）進(jìn)行Hash后得到的。
If-None-Match：當(dāng)資源過(guò)期時(shí)（使用Cache-Control標(biāo)識(shí)的max-age），發(fā)現(xiàn)資源具有Etage聲明，則再次向web服務(wù)器請(qǐng)求時(shí)帶上頭If-None-Match （Etag的值）。web服務(wù)器收到請(qǐng)求后發(fā)現(xiàn)有頭If-None-Match 則與被請(qǐng)求資源的相應(yīng)校驗(yàn)串進(jìn)行比對(duì)，決定返回200或304。
注:Etag是服務(wù)器自動(dòng)生成或者由開(kāi)發(fā)者生成的對(duì)應(yīng)資源在服務(wù)器端的唯一標(biāo)識(shí)符，能夠更加準(zhǔn)確的控制緩存。

五：CDN
CDN的全稱(chēng)是Content Delivery Network，即內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)各處放置節(jié)點(diǎn)服務(wù)器所構(gòu)成的在現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的一層智能虛擬網(wǎng)絡(luò)，CDN系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量和各節(jié)點(diǎn)的連接、負(fù)載狀況以及到用戶(hù)的距離和響應(yīng)時(shí)間等綜合信息將用戶(hù)的請(qǐng)求重新導(dǎo)向離用戶(hù)最近的服務(wù)節(jié)點(diǎn)上。其目的是使用戶(hù)可就近取得所需內(nèi)容，解決 Internet網(wǎng)絡(luò)擁擠的狀況，提高用戶(hù)訪問(wèn)網(wǎng)站的響應(yīng)速度。

CDN是一個(gè)經(jīng)策略性部署的整體系統(tǒng)，包括分布式存儲(chǔ)、負(fù)載均衡、網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的重定向和內(nèi)容管理4個(gè)要件，而內(nèi)容管理和全局的網(wǎng)絡(luò)流量管理(Traffic Management)是CDN的核心所在。通過(guò)用戶(hù)就近性和服務(wù)器負(fù)載的判斷，CDN確保內(nèi)容以一種極為高效的方式為用戶(hù)的請(qǐng)求提供服務(wù)。