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資訊專欄INFORMATION COLUMN

20170627-HTTP與瀏覽器緩存機(jī)制

Cristic / 2450人閱讀

摘要：如果在中指定的值為，則瀏覽器會(huì)向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求，等待服務(wù)器的響應(yīng)，如果服務(wù)器判定資源沒有被修改，則會(huì)返回狀態(tài)碼，告知瀏覽器直接取緩存中的數(shù)據(jù)，如果資源發(fā)生了改變，則服務(wù)器會(huì)返回新的資源，并返回狀態(tài)碼。

瀏覽器緩存機(jī)制 Expires策略

Expires是web服務(wù)器響應(yīng)消息頭字段，在響應(yīng)http請(qǐng)求時(shí)告訴瀏覽器在過期時(shí)間前瀏覽器可以直接從瀏覽器緩存讀取數(shù)據(jù)，而無需再次請(qǐng)求。

Web服務(wù)器告訴瀏覽器在GMT(格林尼治時(shí)間):Tue,27 Jun 2017 02:15:13之前，可以使用緩存文件。

Expires是HTTP 1.0定義的內(nèi)容，現(xiàn)在大多數(shù)瀏覽器默認(rèn)使用HTTP 1.1，所以它的作用較小。

Cache-Control 1. 緩存控制頭 Cache-Control

Cache-Control是HTTP中，控制緩存行為的首部字段。Cache-Control可以控制瀏覽器是否直接從瀏覽器緩存存取數(shù)據(jù)還是重新發(fā)送請(qǐng)求到服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)。Cache-Control的選擇項(xiàng)更多，設(shè)置更細(xì)致，如果同時(shí)設(shè)置的話，其優(yōu)先級(jí)高于Expires

2. request header中的Cache-Control

request header中cache-control的可選值有一下幾種：no-cahce,no-store,max-age,max-stale,min-fresh,only-if-cached

在瀏覽器中，發(fā)起請(qǐng)求主要有兩種方式：

打開一個(gè)鏈接，瀏覽器自動(dòng)會(huì)發(fā)起一個(gè)請(qǐng)求，這個(gè)過程中，沒有辦法指定request header中的cache-control，請(qǐng)求中的cache-control是由瀏覽器指定的，不同的瀏覽器的cache-control的值會(huì)有不同,通常情況下cache-control的值為max-age=0

在JavaScript中，我們可以通過Ajax來發(fā)起請(qǐng)求，并通過xhr.setRequestHeader("cache-control", "xxx")的方式來指定請(qǐng)求的cache-control的值。

cache-control的值有很多，那么不同的值會(huì)如何影響瀏覽器對(duì)請(qǐng)求的處理呢？經(jīng)過我的測試(使用Chrome、Opera瀏覽器)，在大多數(shù)情況下(request header中的cache-control的值為：no-store，max-age，max-stale，min-fresh，only-if-cached，對(duì)響應(yīng)內(nèi)容設(shè)置了max-age)，如果請(qǐng)求的資源沒有過期，則瀏覽器不會(huì)向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求，而是直接從瀏覽器緩存中獲取資源；如果請(qǐng)求的資源過期了，則瀏覽器會(huì)向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求，等待服務(wù)器的響應(yīng)，如果服務(wù)器判定資源沒有被修改，則會(huì)返回304狀態(tài)碼，告知瀏覽器直接取緩存中的數(shù)據(jù);如果資源發(fā)生了改變，則服務(wù)器會(huì)返回新的資源，并返回200狀態(tài)碼(服務(wù)器是通過if-Modified-Since和if-None-Match來判斷資源是否被修改的 )。

但是，存在兩種例外情況：

如果在request header中指定cache-control的值為no-cache，則瀏覽器會(huì)向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求，向服務(wù)器重新請(qǐng)求資源，無論本地資源有沒有過期、該資源有沒有改變，服務(wù)器也會(huì)重新傳送一次資源。

如果在request header中指定cache-control的值為mag-age=0，則瀏覽器會(huì)向服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求，等待服務(wù)器的響應(yīng)，如果服務(wù)器判定資源沒有被修改，則會(huì)返回304狀態(tài)碼，告知瀏覽器直接取緩存中的數(shù)據(jù)，如果資源發(fā)生了改變，則服務(wù)器會(huì)返回新的資源，并返回200狀態(tài)碼。

3. response header中的Cache-Control

response header中的cache-control指明了瀏覽器對(duì)響應(yīng)內(nèi)容的緩存方式

緩存響應(yīng)指令 說明
no-cache 不緩存過期的資源，在提供緩存資源前必須先向服務(wù)器確認(rèn)有效性
no-store 不緩存響應(yīng)的任何內(nèi)容
max-age 響應(yīng)的最大Age值
public 表明響應(yīng)可以被任何對(duì)象（包括：發(fā)送請(qǐng)求的客戶端，代理服務(wù)器，等等）緩存
private 表明響應(yīng)只能被單個(gè)用戶緩存，不能作為共享緩存（即代理服務(wù)器不能緩存它）
must-revalidate 緩存必須在使用之前驗(yàn)證舊資源的狀態(tài)，并且不可使用過期資源。
no-transform 代理不可更改媒體類型
proxy-revalidate 要求中間緩存服務(wù)器對(duì)緩存的響應(yīng)有效性再進(jìn)行確認(rèn)
s-maxage 公共緩存服務(wù)器響應(yīng)的最大Age值，針對(duì)緩存服務(wù)器

瀏覽器接受來自服務(wù)器的響應(yīng)，會(huì)根據(jù)response header中的cache-control來決定對(duì)響應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行怎樣的處理，下面詳細(xì)說明一些常用的cache-control指令

no-cache:no-cache代表的不是不緩存，它的意思是不緩存過期的資源。一個(gè)資源的cache-control值為no-cache，當(dāng)再次請(qǐng)求該資源時(shí)，瀏覽器會(huì)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，確認(rèn)該資源是否被修改過，如果沒有被修改過，服務(wù)器返回響應(yīng)狀態(tài)碼304，瀏覽器從緩存中取得資源；如果服務(wù)器中的資源發(fā)生了修改，服務(wù)器會(huì)返回新的資源，并返回響應(yīng)狀態(tài)碼200，瀏覽器從響應(yīng)體中取得資源

no-store:no-store代表的才是不緩存，如果響應(yīng)的cache-control的值為no-store，則瀏覽器不會(huì)緩存該響應(yīng)體，當(dāng)再次請(qǐng)求該資源的時(shí)候，瀏覽器會(huì)發(fā)送請(qǐng)求，從服務(wù)器獲取資源。

max-age: 當(dāng)服務(wù)器返回的響應(yīng)的cache-control的值為max-age=xxx時(shí)，在max-age指定的時(shí)間范圍之內(nèi),瀏覽器將不對(duì)資源的有效性(服務(wù)器中的資源是否發(fā)生改變)再作確認(rèn)，即當(dāng)再次請(qǐng)求該資源時(shí)，瀏覽器直接從緩存中取得該資源，此時(shí)不會(huì)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，但是也會(huì)有響應(yīng)狀態(tài)碼(200 OK from disk cache)；當(dāng)超出max-age指定的時(shí)間范圍，瀏覽器會(huì)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，確認(rèn)服務(wù)器中的資源與緩存中的資源是否一致，如果一致，則會(huì)返回響應(yīng)狀態(tài)碼304(Not Modified)，瀏覽器直接從緩存中取得資源，如果服務(wù)器端的資源發(fā)生了變動(dòng)，則服務(wù)器會(huì)返回新的資源和響應(yīng)狀態(tài)碼200，瀏覽器從響應(yīng)體中獲取資源。

Last-Modified與if-Modified-Since

Last-Modified表示服務(wù)器端文件的最后修改時(shí)間，需要和cache-control共同使用，是檢查服務(wù)器端資源是否更新的一種方式。當(dāng)瀏覽器再次進(jìn)行請(qǐng)求時(shí)，會(huì)向服務(wù)器傳送If-Modified-Since報(bào)頭，詢問Last-Modified時(shí)間點(diǎn)之后資源是否被修改過。如果沒有修改，則響應(yīng)狀態(tài)碼碼為為304，使用緩存；如果修改過，則再次去服務(wù)器請(qǐng)求資源，響應(yīng)狀態(tài)碼碼為200，資源為服務(wù)器最新資源。

Etag與if-None-Match

ETage是服務(wù)器根據(jù)實(shí)體內(nèi)容生成一段hash字符串，能夠標(biāo)識(shí)資源的狀態(tài)，能夠更加準(zhǔn)確的控制緩存。當(dāng)瀏覽器再次請(qǐng)求時(shí)，會(huì)向服務(wù)器傳送if-None-Match報(bào)頭，服務(wù)器會(huì)比較資源的ETage值與if-None-Math的值，來判斷資源是否已經(jīng)修改，如果沒有修改，則響應(yīng)狀態(tài)碼碼為304，使用緩存；如果修改過，則返回最新資源，響應(yīng)狀態(tài)碼為200，資源為服務(wù)器最新資源。

Last-Modified與ETag比較

Last-modified與ETag是可以一起使用的，服務(wù)器會(huì)優(yōu)先驗(yàn)證ETag，一致的情況下，才會(huì)繼續(xù)對(duì)比Last-modified。最后才決定是否返回304.

使用ETag可以解決Last-modified存在的一些問題：

1. 某些服務(wù)器不能精確得到資源的最后修改時(shí)間，這樣就無法通過最后修改時(shí)間判斷資源是否更新 
2. 如果資源修改非常頻繁，在秒以下的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行修改，而Last-modified只能精確到秒 
3. 一些資源的最后修改時(shí)間改變了，但是內(nèi)容沒改變，使用ETag就認(rèn)為資源還是沒有修改的。
使用緩存流程

強(qiáng)緩存與協(xié)商緩存

強(qiáng)緩存：不發(fā)送請(qǐng)求到服務(wù)器確認(rèn)資源是否有效，直接從緩存中取得資源

協(xié)商緩存：從緩存中取資源前，先向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，確認(rèn)資源是否有效(過期)，如果資源有效(資源沒有改動(dòng))，則服務(wù)器返回響應(yīng)狀態(tài)碼304，告知瀏覽器本地緩存可以繼續(xù)使用；如果資源失效(資源發(fā)生了改動(dòng))，則服務(wù)器返回新的資源和響應(yīng)狀態(tài)碼200，此時(shí)不使用本地失效的資源。

用戶行為對(duì)緩存的影響

盜用網(wǎng)上的一張圖，來說明用戶行為對(duì)緩存的影響

經(jīng)過測試，對(duì)F5刷新會(huì)導(dǎo)致Expires/Cache-Control無效的說法持保留意見

參考資料 
淺談Web緩存
Web瀏覽器的緩存機(jī)制
MDN: Cache-Control

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