聚焦http協(xié)議緩存策略（RFC7234）在okhttp中的實(shí)現(xiàn)

sanyang 發(fā)布于2019-05-22 10:56 / 1562人閱讀

摘要：計(jì)算緩存從產(chǎn)生開(kāi)始到現(xiàn)在的年齡。響應(yīng)頭中的時(shí)間，文件在緩存服務(wù)器中存在的時(shí)間。響應(yīng)碼為表示經(jīng)服務(wù)器效驗(yàn)緩存的響應(yīng)式有效的可以使用，更新緩存年齡。小結(jié)通過(guò)本篇我們知道了協(xié)議的緩存策略，已經(jīng)在中是如何實(shí)踐的。

前言

分析基于okhttp v3.3.1

Okhttp處理緩存的類(lèi)主要是兩個(gè)CacheIntercepter緩存攔截器，以及CacheStrategy緩存策略。 CacheIntercepter在Response intercept(Chain chain)方法中先得到chain中的request然后在Cache獲取到Response，然后將Request和Respone交給創(chuàng)建CahceStrategy.Factory對(duì)象，在對(duì)象中得到CacheStrategy。代碼看的更清晰：

  @Override public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
    //cache中取Response對(duì)象cacheCandidate
    Response cacheCandidate = cache != null
        ");
1、 關(guān)于RFC7234在Okhttp中的實(shí)現(xiàn)
1.1、 獲取CacheStrategy緩存策略
看下CacheStrategy.Factory使用原始的Request和在緩存中得到的Response對(duì)象CacheCandidate，怎樣生成CacheStrategy的。
CacheStrategyFactory的生成
...
    public Factory(long nowMillis, Request request, Response cacheResponse) {
    //獲取當(dāng)前時(shí)間
      this.nowMillis = nowMillis;
      this.request = request;
      this.cacheResponse = cacheResponse;

      if (cacheResponse != null) {
        this.sentRequestMillis = cacheResponse.sentRequestAtMillis();
        this.receivedResponseMillis = cacheResponse.receivedResponseAtMillis();
        Headers headers = cacheResponse.headers();
        for (int i = 0, size = headers.size(); i < size; i++) {
          String fieldName = headers.name(i);
          String value = headers.value(i);
          if ("Date".equalsIgnoreCase(fieldName)) {
          //取出緩存響應(yīng)當(dāng)時(shí)服務(wù)器的時(shí)間
            servedDate = HttpDate.parse(value);
            servedDateString = value;
          } else if ("Expires".equalsIgnoreCase(fieldName)) {
          //取出過(guò)期時(shí)間
            expires = HttpDate.parse(value);
          } else if ("Last-Modified".equalsIgnoreCase(fieldName)) {
          //取出最后一次更改時(shí)間
            lastModified = HttpDate.parse(value);
            lastModifiedString = value;
          } else if ("ETag".equalsIgnoreCase(fieldName)) {
          //取出etag
            etag = value;
          } else if ("Age".equalsIgnoreCase(fieldName)) {
          //
            ageSeconds = HttpHeaders.parseSeconds(value, -1);
          }
        }
      }
    }
1.2、 CacheStrategy生成，緩存策略的生成。
緩存策略最終會(huì)產(chǎn)生三種策略中的一種：

直接使用緩存
不使用緩存
有條件的使用緩存

CacheStrategy中最后request為空表示可以使用緩存，如果Response為空表示不能使用緩存 如果都為空 說(shuō)明不能使用直接返回504
具體判斷

判斷本地是否有cacheReponse 如果沒(méi)有直接返回new CacheStrategy(request, null)
判斷https的handshake是否丟失 如果丟失直接返回 return new CacheStrategy(request, null)
判斷response和request里的cache-controlheader的值如果有no-store直接返回  return new CacheStrategy(request, null);
如果request的cache-contro 的值為no-cache或者請(qǐng)求字段有“If-Modified-Sine”或者“If-None—Match”（這個(gè)時(shí)候表示不能直接使用緩存了）直接返回  return new CacheStrategy(request, null);
5.判斷是否過(guò)期，過(guò)期就帶有條件的請(qǐng)求，未過(guò)期直接使用。

源碼上加了注釋
 /** Returns a strategy to use assuming the request can use the network. */
    private CacheStrategy getCandidate() {
      // 在緩存中沒(méi)有獲取到緩存
      if (cacheResponse == null) {
        return new CacheStrategy(request, null);
      }
      // https不滿足的條件下不使用緩存
      if (request.isHttps() && cacheResponse.handshake() == null) {
        return new CacheStrategy(request, null);
      }
      //Request和Resonse中不滿足緩存的條件
      if (!isCacheable(cacheResponse, request)) {
        return new CacheStrategy(request, null);
      }
     //在header中存在著If-None-Match或者If-Modified-Since的header可以作為效驗(yàn)，或者Cache-control的值為noCache表示客戶端使用緩存資源的前提必須要經(jīng)過(guò)服務(wù)器的效驗(yàn)。
      CacheControl requestCaching = request.cacheControl();
      if (requestCaching.noCache() || hasConditions(request)) {
        return new CacheStrategy(request, null);
      }
     //緩存的響應(yīng)式恒定不變的
      CacheControl responseCaching = cacheResponse.cacheControl();
      if (responseCaching.immutable()) {
        return new CacheStrategy(null, cacheResponse);
      }
      //計(jì)算響應(yīng)緩存的年齡
      long ageMillis = cacheResponseAge();
      //計(jì)算保鮮時(shí)間
      long freshMillis = computeFreshnessLifetime();
      //Request中保鮮年齡和CacheResponse中保鮮年齡取小
      if (requestCaching.maxAgeSeconds() != -1) {
        freshMillis = Math.min(freshMillis, SECONDS.toMillis(requestCaching.maxAgeSeconds()));
      }
      //取Request的minFresh（他的含義是當(dāng)前的年齡加上這個(gè)日期是否還在保質(zhì)期內(nèi)）
      long minFreshMillis = 0;
      if (requestCaching.minFreshSeconds() != -1) {
        minFreshMillis = SECONDS.toMillis(requestCaching.minFreshSeconds());
      }
      //當(dāng)緩存已經(jīng)過(guò)期且request表示能接受過(guò)期的響應(yīng)，過(guò)期的時(shí)間的限定。
      long maxStaleMillis = 0;
      if (!responseCaching.mustRevalidate() && requestCaching.maxStaleSeconds() != -1) {
        maxStaleMillis = SECONDS.toMillis(requestCaching.maxStaleSeconds());
      }
      //判斷緩存能否被使用
      if (!responseCaching.noCache() && ageMillis + minFreshMillis < freshMillis + maxStaleMillis) {
        Response.Builder builder = cacheResponse.newBuilder();
        //已經(jīng)過(guò)期但是能使用
        if (ageMillis + minFreshMillis >= freshMillis) {
          builder.addHeader("Warning", "110 HttpURLConnection "Response is stale"");
        }
        //緩存的年齡已經(jīng)超過(guò)一天的時(shí)間
        long oneDayMillis = 24 * 60 * 60 * 1000L;
        if (ageMillis > oneDayMillis && isFreshnessLifetimeHeuristic()) {
          builder.addHeader("Warning", "113 HttpURLConnection "Heuristic expiration"");
        }
        return new CacheStrategy(null, builder.build());
      }

      // Find a condition to add to the request. If the condition is satisfied, the response body
      // will not be transmitted.
      String conditionName;
      String conditionValue;
      if (etag != null) {
        conditionName = "If-None-Match";
        conditionValue = etag;
      } else if (lastModified != null) {
        conditionName = "If-Modified-Since";
        conditionValue = lastModifiedString;
      } else if (servedDate != null) {
        conditionName = "If-Modified-Since";
        conditionValue = servedDateString;
      } else {
        return new CacheStrategy(request, null); // No condition! Make a regular request.
      }

      Headers.Builder conditionalRequestHeaders = request.headers().newBuilder();
      Internal.instance.addLenient(conditionalRequestHeaders, conditionName, conditionValue);

      Request conditionalRequest = request.newBuilder()
          .headers(conditionalRequestHeaders.build())
          .build();
      return new CacheStrategy(conditionalRequest, cacheResponse);
    }

1.2.1、 判斷是否過(guò)期
判斷是否過(guò)期的依據(jù)：ageMillis + minFreshMillis < freshMillis + maxStaleMillis，（當(dāng)前緩存的年齡加上期望有效時(shí)間）小于（保鮮期加上過(guò)期但仍然有效期限）

特別的當(dāng)respone headercache-control:must-revalidate時(shí)表示不能使用過(guò)期的cache也就是maxStaleMillis=0。
    //計(jì)算緩存從產(chǎn)生開(kāi)始到現(xiàn)在的年齡。
      long ageMillis = cacheResponseAge();
    //計(jì)算服務(wù)器指定的保鮮值
      long freshMillis = computeFreshnessLifetime();
    //請(qǐng)求和響應(yīng)的保鮮值取最小
      if (requestCaching.maxAgeSeconds() != -1) {
        freshMillis = Math.min(freshMillis, SECONDS.toMillis(requestCaching.maxAgeSeconds()));
      }

    //期望在指定時(shí)間內(nèi)的響應(yīng)仍然有效，這是request的期望
      long minFreshMillis = 0;
      if (requestCaching.minFreshSeconds() != -1) {
        minFreshMillis = SECONDS.toMillis(requestCaching.minFreshSeconds());
      }
    //接受已經(jīng)過(guò)期的響應(yīng)時(shí)間，
      long maxStaleMillis = 0;
      if (!responseCaching.mustRevalidate() && requestCaching.maxStaleSeconds() != -1) {
        maxStaleMillis = SECONDS.toMillis(requestCaching.maxStaleSeconds());
      }
    //規(guī)則，緩存的年齡加上期望指定的有效時(shí)間期限小于實(shí)際的保鮮值加上過(guò)期時(shí)間
      if (!responseCaching.noCache() && ageMillis + minFreshMillis < freshMillis + maxStaleMillis) {
      //雖然緩存能使用但是已經(jīng)過(guò)期了這時(shí)候要在header內(nèi)加提醒
        Response.Builder builder = cacheResponse.newBuilder();
        if (ageMillis + minFreshMillis >= freshMillis) {
          builder.addHeader("Warning", "110 HttpURLConnection "Response is stale"");
        }
        //緩存已經(jīng)超過(guò)一天了雖然還沒(méi)有過(guò)期加提醒
        long oneDayMillis = 24 * 60 * 60 * 1000L;
        if (ageMillis > oneDayMillis && isFreshnessLifetimeHeuristic()) {
          builder.addHeader("Warning", "113 HttpURLConnection "Heuristic expiration"");
        }
        return new CacheStrategy(null, builder.build());
      }

1.2.2、計(jì)算緩存從產(chǎn)生開(kāi)始到現(xiàn)在的年齡（RFC 7234）
確定緩存的年齡的參數(shù)是一下四個(gè)。

發(fā)起請(qǐng)求時(shí)間：sentRequestMillis。
接收響應(yīng)時(shí)間：receivedResponseMillis。
當(dāng)前時(shí)間:nowMillis。
響應(yīng)頭中的age時(shí)間：ageSeconds，文件在緩存服務(wù)器中存在的時(shí)間。


根據(jù)RFC 7234計(jì)算的算法如下。
    private long cacheResponseAge() {
    //接收到的時(shí)間減去資源在服務(wù)器端產(chǎn)生的時(shí)間得到apparentReceivedAge
      long apparentReceivedAge = servedDate != null
          ");
1.2.3、計(jì)算CacheRespone中的保鮮期

如果在CacheResone的cacheContro中獲取maxAgeSecends就是保鮮器
否則，就嘗試在expires header中獲取值減去服務(wù)器響應(yīng)的時(shí)間就是保鮮期
否在，服務(wù)器時(shí)間減去lastmodifide的時(shí)間的十分之一做為保鮮期。

    private long computeFreshnessLifetime() {
    //cacheRespone中的control
      CacheControl responseCaching = cacheResponse.cacheControl();
      if (responseCaching.maxAgeSeconds() != -1) {
      //如果cacheContro中存在maxAgeSecends直接使用
        return SECONDS.toMillis(responseCaching.maxAgeSeconds());
      } else if (expires != null) {
      //如果沒(méi)有max-age就使用過(guò)期時(shí)間減去服務(wù)器產(chǎn)生時(shí)間
        long servedMillis = servedDate != null
            ");
2、對(duì)響應(yīng)CacheStrategy的處理

當(dāng)networkRequest為空且cahceResponse為空的時(shí)候，表示可以使用緩存且現(xiàn)在的緩存不可用，返回504。responecode 504的語(yǔ)義：但是沒(méi)有及時(shí)從上游服務(wù)器收到請(qǐng)求。
當(dāng)networRequest為空且cacheResponse不為空表示，可以使用緩存且緩存可用，就可以直接返回緩存response了。
當(dāng)networkRequest為空的時(shí)候，表示需要和服務(wù)器進(jìn)行校驗(yàn)，或者直接去請(qǐng)求服務(wù)器。

響應(yīng)碼為304表示經(jīng)服務(wù)器效驗(yàn)緩存的響應(yīng)式有效的可以使用，更新緩存年齡。
響應(yīng)碼不為304更新緩存，返回響應(yīng)；且有可能響應(yīng)式不可用的，返回body為空，header有信息的respone。



 @Override public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
    Response cacheCandidate = cache != null
        ");
3、解惑
3.1、 ETAG和if-Modified-Sine什么時(shí)候生效
在CacheSategry里從respone中獲取的，如果存在Etag或者M(jìn)odify的字段就只用在ConditionalRequet設(shè)置對(duì)應(yīng)的值做請(qǐng)求了，帶有條件的請(qǐng)求，去服務(wù)器驗(yàn)證。
3.2、Request中的no-cache的語(yǔ)義以及和no-store的區(qū)別
nocache的意思是不使用不可靠的緩存響應(yīng)，必須經(jīng)過(guò)服務(wù)器驗(yàn)證的才能使用
CacheStrategy#Factory#getCandidate()中
    CacheControl requestCaching = request.cacheControl();
      if (requestCaching.noCache() || hasConditions(request)) {
        return new CacheStrategy(request, null);
      }

在CacheStrategy中的判斷邏輯是：當(dāng)request中請(qǐng)求頭中cache-control的值為no-cache的時(shí)候或者請(qǐng)求頭中存在if-none-match或者if-modified-sine的時(shí)候直接去請(qǐng)求服務(wù)放棄緩存。
3.3、 什么條件下會(huì)使用緩存呢

當(dāng)緩存可用，沒(méi)有超過(guò)有效期，且不需要經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的時(shí)候可以直接從緩存中獲取出來(lái)。
需要經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)服務(wù)端驗(yàn)證，響應(yīng)碼為304表示緩存有效可以使用。

3.4、 must-revalidate 、no-cache、max-age = 0區(qū)別

must-revalidate(響應(yīng)中cacheContorl的值)

如果過(guò)期了就必須去服務(wù)器做驗(yàn)證不能夠使用過(guò)期的資源，這標(biāo)志了max-StaleSe失效
no-cache 只能使用源服務(wù)效驗(yàn)過(guò)的respone，不能使用未經(jīng)效驗(yàn)的respone。

根據(jù)Okhttp代碼中處理的策略是在request中cache-control為no-cache的時(shí)候，就直接去服務(wù)端去請(qǐng)求，如果需要添加額外的條件需要自己手動(dòng)去添加。
在respone中cache-control的條件為no-cache的時(shí)候表示客戶端使用cache的時(shí)候需要經(jīng)過(guò)服務(wù)器的驗(yàn)證，使用If-None-Match或者If-Modified-Since。


max-age=0表示保質(zhì)期為0，表示過(guò)了保鮮期，也就是需要去驗(yàn)證了。

4、小結(jié)
通過(guò)本篇我們知道了http協(xié)議的緩存策略，已經(jīng)在okhttp中是如何實(shí)踐的?？偟膩?lái)說(shuō)會(huì)有這樣幾個(gè)步驟

判斷是否符合使用緩存的條件，是否有響應(yīng)緩存，根據(jù)cache-contorl字段緩存是否可用，是否過(guò)期。
如果需要服務(wù)器端進(jìn)行驗(yàn)證，主要是兩種方式request的header中 if-none-match：etag和If-Modified-Since：時(shí)間戳。
響應(yīng)碼304表示驗(yàn)證通過(guò)，非304表示緩存不可用更新本地緩存。

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