摘要：在此，我會(huì)嘗試用簡(jiǎn)單明了的文字，像大家系統(tǒng)的介紹緩存機(jī)制，期望對(duì)各位正確的理解前端緩存有所幫助。兩類緩存規(guī)則可以同時(shí)存在，強(qiáng)制緩存優(yōu)先級(jí)高于對(duì)比緩存，也就是說，當(dāng)執(zhí)行強(qiáng)制緩存的規(guī)則時(shí)，如果緩存生效，直接使用緩存，不再執(zhí)行對(duì)比緩存規(guī)則。

在請(qǐng)求一個(gè)靜態(tài)文件的時(shí)候（圖片，css，js）等，這些文件的特點(diǎn)是文件不經(jīng)常變化，將這些不經(jīng)常變化的文件存儲(chǔ)起來，對(duì)客戶端來說是一個(gè)優(yōu)化用戶瀏覽體驗(yàn)的方法。那么這個(gè)就是客戶端緩存的意義了。

Http 緩存機(jī)制作為 web 性能優(yōu)化的重要手段，對(duì)于從事 Web 開發(fā)的同學(xué)們來說，應(yīng)該是知識(shí)體系庫(kù)中的一個(gè)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，同時(shí)對(duì)于有志成為前端架構(gòu)師的同學(xué)來說是必備的知識(shí)技能。

但是對(duì)于很多前端同學(xué)來說，僅僅只是知道瀏覽器會(huì)對(duì)請(qǐng)求的靜態(tài)文件進(jìn)行緩存，但是為什么被緩存，緩存是怎樣生效的，卻并不是很清楚。

在此，我會(huì)嘗試用簡(jiǎn)單明了的文字，像大家系統(tǒng)的介紹HTTP緩存機(jī)制，期望對(duì)各位正確的理解前端緩存有所幫助。

HTTP緩存有多種規(guī)則，根據(jù)是否需要重新向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求來分類，我將其分為兩大類(強(qiáng)制緩存，對(duì)比緩存)

在詳細(xì)介紹這兩種規(guī)則之前，先通過時(shí)序圖的方式，讓大家對(duì)這兩種規(guī)則有個(gè)簡(jiǎn)單了解。

已存在緩存數(shù)據(jù)時(shí)，僅基于強(qiáng)制緩存，請(qǐng)求數(shù)據(jù)的流程如下：

已存在緩存數(shù)據(jù)時(shí)，僅基于對(duì)比緩存，請(qǐng)求數(shù)據(jù)的流程如下：

對(duì)緩存機(jī)制不太了解的同學(xué)可能會(huì)問，基于對(duì)比緩存的流程下，不管是否使用緩存，都需要向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，那么還用緩存干什么？

這個(gè)問題，我們暫且放下，后文在詳細(xì)介紹每種緩存規(guī)則的時(shí)候，會(huì)帶給大家答案。

我們可以看到兩類緩存規(guī)則的不同，強(qiáng)制緩存如果生效，不需要再和服務(wù)器發(fā)生交互，而對(duì)比緩存不管是否生效，都需要與服務(wù)端發(fā)生交互。

兩類緩存規(guī)則可以同時(shí)存在，強(qiáng)制緩存優(yōu)先級(jí)高于對(duì)比緩存，也就是說，當(dāng)執(zhí)行強(qiáng)制緩存的規(guī)則時(shí)，如果緩存生效，直接使用緩存，不再執(zhí)行對(duì)比緩存規(guī)則。

從上文我們得知，強(qiáng)制緩存，在緩存數(shù)據(jù)未失效的情況下，可以直接使用緩存數(shù)據(jù)，那么瀏覽器是如何判斷緩存數(shù)據(jù)是否失效呢？

我們知道，在沒有緩存數(shù)據(jù)的時(shí)候，瀏覽器向服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，服務(wù)器會(huì)將數(shù)據(jù)和緩存規(guī)則一并返回，緩存規(guī)則信息包含在響應(yīng)header中。

對(duì)于強(qiáng)制緩存來說，響應(yīng)header中會(huì)有兩個(gè)字段來標(biāo)明失效規(guī)則（Expires/Cache-Control）使用chrome的開發(fā)者工具，可以很明顯的看到對(duì)于強(qiáng)制緩存生效時(shí)，網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的情況。

Expires

Expires的值為服務(wù)端返回的到期時(shí)間，即下一次請(qǐng)求時(shí)，請(qǐng)求時(shí)間小于服務(wù)端返回的到期時(shí)間，直接使用緩存數(shù)據(jù)。

不過Expires 是HTTP 1.0的東西，現(xiàn)在默認(rèn)瀏覽器均默認(rèn)使用HTTP 1.1，所以它的作用基本忽略。

另一個(gè)問題是，到期時(shí)間是由服務(wù)端生成的，但是客戶端時(shí)間可能跟服務(wù)端時(shí)間有誤差，這就會(huì)導(dǎo)致緩存命中的誤差。

所以HTTP 1.1 的版本，使用Cache-Control替代。

Cache-Control

Cache-Control 是最重要的規(guī)則。常見的取值有private、public、no-cache、max-age，no-store，默認(rèn)為private。

private:             客戶端可以緩存
public:              客戶端和代理服務(wù)器都可緩存（前端的同學(xué)，可以認(rèn)為public和private是一樣的）
max-age=xxx:   緩存的內(nèi)容將在 xxx 秒后失效
no-cache:          需要使用對(duì)比緩存來驗(yàn)證緩存數(shù)據(jù)（后面介紹）
no-store:           所有內(nèi)容都不會(huì)緩存，強(qiáng)制緩存，對(duì)比緩存都不會(huì)觸發(fā)

（對(duì)于前端開發(fā)來說，緩存越多越好，so...基本上和它說886）

舉個(gè)例子：

圖中Cache-Control僅指定了max-age，所以默認(rèn)為private，緩存時(shí)間為31536000秒（365天）也就是說，在365天內(nèi)再次請(qǐng)求這條數(shù)據(jù)，都會(huì)直接獲取緩存數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，直接使用。

沒懂的話，我們換通俗一點(diǎn)的話來說一遍。當(dāng)客戶端第一次訪問資源的時(shí)候，服務(wù)端在返回資源內(nèi)容的同時(shí)也返回了Expires: Sun, 16 Oct 2016 05:43:02 GMT。

服務(wù)端告訴瀏覽器： 你Y的先把這個(gè)文件給我緩存起來，在這個(gè)過期時(shí)間之前，這個(gè)文件都不會(huì)變化了，你下次需要這個(gè)文件的時(shí)候，你就不要過來找我要了，你就去緩存中拿就好了，又快又好。

瀏覽器回答說：諾。

于是在第二次html頁(yè)面中又要訪問這個(gè)資源的時(shí)候，并且訪問的日期在Sun, 16 Oct 2016 05:43:02 GMT之前，瀏覽器就不去服務(wù)器那邊獲取文件了，自己從緩存中自食其力了。

但是呢，瀏覽器畢竟是在客戶端的，客戶端的時(shí)間可是不準(zhǔn)確的，用戶可以隨著自己的喜好修改自己機(jī)器的時(shí)間，比如我把我機(jī)器的時(shí)間調(diào)成Sun, 16 Oct 2016 05:43:03 GMT，那么呢？我的瀏覽器就不會(huì)再使用緩存了，而每次都去服務(wù)器獲取文件。于是，服務(wù)器怒了：給你個(gè)絕對(duì)時(shí)間，你由于環(huán)境被修改沒法判斷過期，那么我就給你相對(duì)時(shí)間吧。于是就返回了Cache-Control: max-age:600，瀏覽器你給我緩存?zhèn)€10分鐘去。于是瀏覽器只有乖乖的緩存10分鐘了。

但是問題又來了，如果有的服務(wù)器同時(shí)設(shè)置了Expires和Cache-Control怎么辦呢？（不是閑的沒事干，而是由于Cache-Controll是HTTP1.1中才有的）那么就是根據(jù)更先進(jìn)的設(shè)置Cache-Control來為標(biāo)準(zhǔn)。

好了，現(xiàn)在有個(gè)問題，我有個(gè)文件可能時(shí)不時(shí)會(huì)更新，服務(wù)端非常希望客戶端能時(shí)不時(shí)過來問一下這個(gè)文件是否過期，如果沒有過期，服務(wù)端不返回?cái)?shù)據(jù)給你，只告訴瀏覽器你的緩存還沒有過期（304）。然后瀏覽器使用自己存儲(chǔ)的緩存來做顯示。這個(gè)就叫做條件請(qǐng)求。

對(duì)比緩存，顧名思義，需要進(jìn)行比較判斷是否可以使用緩存。瀏覽器第一次請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，服務(wù)器會(huì)將緩存標(biāo)識(shí)與數(shù)據(jù)一起返回給客戶端，客戶端將二者備份至緩存數(shù)據(jù)庫(kù)中。

再次請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，客戶端將備份的緩存標(biāo)識(shí)發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)緩存標(biāo)識(shí)進(jìn)行判斷，判斷成功后，返回304狀態(tài)碼，通知客戶端比較成功，可以使用緩存數(shù)據(jù)。

對(duì)于對(duì)比緩存來說，緩存標(biāo)識(shí)的傳遞是我們著重需要理解的，它在請(qǐng)求header和響應(yīng)header間進(jìn)行傳遞，一共分為兩種標(biāo)識(shí)傳遞，接下來，我們分開介紹。

Last-Modified / If-Modified-Since

Last-Modified：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：

再次請(qǐng)求服務(wù)器時(shí)，通過此字段通知服務(wù)器上次請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器返回的資源最后修改時(shí)間。

服務(wù)器收到請(qǐng)求后發(fā)現(xiàn)有頭If-Modified-Since 則與被請(qǐng)求資源的最后修改時(shí)間進(jìn)行比對(duì)。

若資源的最后修改時(shí)間大于If-Modified-Since，說明資源又被改動(dòng)過，則響應(yīng)整片資源內(nèi)容，返回狀態(tài)碼200；若資源的最后修改時(shí)間小于或等于If-Modified-Since，說明資源無新修改，則響應(yīng)HTTP 304，告知瀏覽器繼續(xù)使用所保存的cache。

Etag / If-None-Match（優(yōu)先級(jí)高于Last-Modified / If-Modified-Since）

第一次客戶端訪問資源的時(shí)候，服務(wù)端返回資源內(nèi)容的同時(shí)返回了ETag：1234，告訴客戶端：這個(gè)文件的標(biāo)簽是1234，我如果修改了我這邊的資源的話，這個(gè)標(biāo)簽就會(huì)不一樣了。

第二次客戶端訪問資源的時(shí)候，由于緩存中已經(jīng)有了Etag為1234的資源，客戶端要去服務(wù)端查詢的是這個(gè)資源有木有過期呢？所以帶上了If-None-Match: 1234。告訴服務(wù)端：如果你那邊的資源還是1234標(biāo)簽的資源，你就返回304告訴我，不需要返回資源內(nèi)容了。如果不是的話，你再返回資源內(nèi)容給我就行了。服務(wù)端就比較下Etag來看是返回304還是200。

理解了上面的緩存標(biāo)簽之后就很好理解各種刷新了。

刷新有三種

瀏覽器中寫地址，回車
F5
Ctrl+F5

假設(shè)對(duì)一個(gè)資源：

瀏覽器第一次訪問，獲取資源內(nèi)容和cache-control: max-age:600，Last_Modify: Wed, 10 Aug 2013 15:32:18 GMT于是瀏覽器把資源文件放到緩存中，并且決定下次使用的時(shí)候直接去緩存中取了。

瀏覽器url回車

瀏覽器發(fā)現(xiàn)緩存中有這個(gè)文件了，好了，就不發(fā)送任何請(qǐng)求了，直接去緩存中獲取展現(xiàn)。（最快）

下面我按下了F5刷新

F5就是告訴瀏覽器，別偷懶，好歹去服務(wù)器看看這個(gè)文件是否有過期了。于是瀏覽器就膽膽襟襟的發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求帶上If-Modify-since：Wed, 10 Aug 2013 15:32:18 GMT

然后服務(wù)器發(fā)現(xiàn)：誒，這個(gè)文件我在這個(gè)時(shí)間后還沒修改過，不需要給你任何信息了，返回304就行了。于是瀏覽器獲取到304后就去緩存中歡歡喜喜獲取資源了。

但是呢，下面我們按下了Ctrl+F5

這個(gè)可是要命了，告訴瀏覽器，你先把你緩存中的這個(gè)文件給我刪了，然后再去服務(wù)器請(qǐng)求個(gè)完整的資源文件下來。于是客戶端就完成了強(qiáng)行更新的操作...

還有說一下，那個(gè)ETag實(shí)際上很少人使用，因?yàn)樗挠?jì)算是使用算法來得出的，而算法會(huì)占用服務(wù)端計(jì)算的資源，所有服務(wù)端的資源都是寶貴的，所以就很少使用etag了。