Http缓存

HTTP缓存机制

Web 缓存大致可以分为：数据库缓存、服务器端缓存（代理服务器缓存、CDN 缓存）、浏览器缓存。

浏览器缓存也包含很多内容： HTTP 缓存、indexDB、cookie、localstorage 等等。这里我们只讨论 HTTP 缓存相关内容。

在具体了解 HTTP 缓存之前先来明确几个术语：

缓存命中率：从缓存中得到数据的请求数与所有请求数的比率。理想状态是越高越好。过期内容：超过设置的有效时间，被标记为“陈旧”的内容。通常过期内容不能用于回复客户端的请求，必须重新向源服务器请求新的内容或者验证缓存的内容是否仍然准备。验证：验证缓存中的过期内容是否仍然有效，验证通过的话刷新过期时间。失效：失效就是把内容从缓存中移除。当内容发生改变时就必须移除失效的内容。

浏览器缓存主要是 HTTP 协议定义的缓存机制。HTML meta 标签，例如

含义是让浏览器不缓存当前页面。但是代理服务器不解析 HTML 内容，一般应用广泛的是用 HTTP 头信息控制缓存。

浏览器缓存分类

浏览器缓存分为强缓存和协商缓存，浏览器加载一个页面的简单流程如下：

浏览器先根据这个资源的http头信息来判断是否命中强缓存。如果命中则直接加在缓存中的资源，并不会将请求发送到服务器。如果未命中强缓存，则浏览器会将资源加载请求发送到服务器。服务器来判断浏览器本地缓存是否失效。若可以使用，则服务器并不会返回资源信息，浏览器继续从缓存加载资源。如果未命中协商缓存，则服务器会将完整的资源返回给浏览器，浏览器加载新资源，并更新缓存。

强缓存

命中强缓存时，浏览器并不会将请求发送给服务器。在Chrome的开发者工具中看到http的返回码是200，但是在Size列会显示为(from cache)。

强缓存是利用http的返回头中的Expires或者Cache-Control两个字段来控制的，用来表示资源的缓存时间。

Expires

缓存过期时间，用来指定资源到期的时间，是服务器端的具体的时间点。也就是说，Expires=max-age + 请求时间，需要和Last-modified结合使用。但在上面我们提到过，cache-control的优先级更高。 Expires是Web服务器响应消息头字段，在响应http请求时告诉浏览器在过期时间前浏览器可以直接从浏览器缓存取数据，而无需再次请求。

该字段会返回一个时间，比如Expires:Thu,31 Dec 2037 23:59:59 GMT。这个时间代表着这个资源的失效时间，也就是说在2037年12月31日23点59分59秒之前都是有效的，即命中缓存。这种方式有一个明显的缺点，由于失效时间是一个绝对时间，所以当客户端本地时间被修改以后，服务器与客户端时间偏差变大以后，就会导致缓存混乱。于是发展出了Cache-Control。

Cache-Control

Cache-Control是一个相对时间，例如Cache-Control:3600，代表着资源的有效期是3600秒。由于是相对时间，并且都是与客户端时间比较，所以服务器与客户端时间偏差也不会导致问题。 Cache-Control与Expires可以在服务端配置同时启用或者启用任意一个，同时启用的时候Cache-Control优先级高。

Cache-Control 可以由多个字段组合而成，主要有以下几个取值：

max-age 指定一个时间长度，在这个时间段内缓存是有效的，单位是s。例如设置 Cache-Control:max-age=31536000，也就是说缓存有效期为（31536000 / 24 / 60 * 60）天，第一次访问这个资源的时候，服务器端也返回了 Expires 字段，并且过期时间是一年后。

在没有禁用缓存并且没有超过有效时间的情况下，再次访问这个资源就命中了缓存，不会向服务器请求资源而是直接从浏览器缓存中取。

s-maxage 同 max-age，覆盖 max-age、Expires，但仅适用于共享缓存，在私有缓存中被忽略。

public 表明响应可以被任何对象（发送请求的客户端、代理服务器等等）缓存。

private 表明响应只能被单个用户（可能是操作系统用户、浏览器用户）缓存，是非共享的，不能被代理服务器缓存。

no-cache 强制所有缓存了该响应的用户，在使用已缓存的数据前，发送带验证器的请求到服务器。不是字面意思上的不缓存。

6.no-store 禁止缓存，每次请求都要向服务器重新获取数据

7.must-revalidate指定如果页面是过期的，则去服务器进行获取。这个指令并不常用，就不做过多的讨论了。

协商缓存

若未命中强缓存，则浏览器会将请求发送至服务器。服务器根据http头信息中的Last-Modify/If-Modify-Since或Etag/If-None-Match来判断是否命中协商缓存。如果命中，则http返回码为304，浏览器从缓存中加载资源。

Last-Modify/If-Modify-Since

浏览器第一次请求一个资源的时候，服务器返回的header中会加上Last-Modify，Last-modify是一个时间标识该资源的最后修改时间，例如Last-Modify: Thu,31 Dec 2037 23:59:59 GMT。

当浏览器再次请求该资源时，发送的请求头中会包含If-Modify-Since，该值为缓存之前返回的Last-Modify。服务器收到If-Modify-Since后，根据资源的最后修改时间判断是否命中缓存。

如果命中缓存，则返回http304，并且不会返回资源内容，并且不会返回Last-Modify。由于对比的服务端时间，所以客户端与服务端时间差距不会导致问题。但是有时候通过最后修改时间来判断资源是否修改还是不太准确（资源变化了最后修改时间也可以一致）。于是出现了ETag/If-None-Match。

ETag/If-None-Match

与Last-Modify/If-Modify-Since不同的是，Etag/If-None-Match返回的是一个校验码（ETag: entity tag）。ETag可以保证每一个资源是唯一的，资源变化都会导致ETag变化*。ETag值的变更则说明资源状态已经被修改。服务器根据浏览器上发送的If-None-Match值来判断是否命中缓存。

ETag 扩展说明

我们对ETag寄予厚望，希望它对于每一个url生成唯一的值，资源变化时ETag也发生变化。神秘的Etag是如何生成的呢？以Apache为例，ETag生成靠以下几种因子

文件的i-node编号，此i-node非彼iNode。是Linux/Unix用来识别文件的编号。是的，识别文件用的不是文件名。使用命令’ls –I’可以看到。文件最后修改时间文件大小 生成Etag的时候，可以使用其中一种或几种因子，使用抗碰撞散列函数来生成。所以，理论上ETag也是会重复的，只是概率小到可以忽略。

既生Last-Modified何生Etag？

你可能会觉得使用Last-Modified已经足以让浏览器知道本地的缓存副本是否足够新，为什么还需要Etag（实体标识）呢？HTTP1.1中Etag的出现主要是为了解决几个Last-Modified比较难解决的问题：

Last-Modified标注的最后修改只能精确到秒级，如果某些文件在1秒钟以内，被修改多次的话，它将不能准确标注文件的修改时间

如果某些文件会被定期生成，当有时内容并没有任何变化，但Last-Modified却改变了，导致文件没法使用缓存

3.有可能存在服务器没有准确获取文件修改时间，或者与代理服务器时间不一致等情形

Etag是服务器自动生成或者由开发者生成的对应资源在服务器端的唯一标识符，能够更加准确的控制缓存。Last-Modified与ETag是可以一起使用的，服务器会优先验证ETag，一致的情况下，才会继续比对Last-Modified，最后才决定是否返回304。

用户行为与缓存

浏览器缓存行为还有用户的行为有关！！！

用户操作Expires/Cache-ControlLast-Modified/Etag地址栏回车有效有效页面链接跳转有效有效新开窗口有效有效前进、后退有效有效F5 刷新无效有效Ctrl+F5 刷新无效无效

总结:

浏览器第一次请求：

浏览器再次请求时：

http://caibaojian.com/http-cache.html 最后还可以结合这篇博客看一下

原文链接：http://caibaojian.com/http-cache-code.html

原文链接：http://caibaojian.com/http-cache-code.html

浏览器缓存包含两种类型，即强缓存（也叫本地缓存）和协商缓存，浏览器在第一次请求发生后，再次请求时：·

浏览器在请求某一资源时，会先获取该资源缓存的header信息，判断是否命中强缓存（cache-control和expires信息），若命中直接从缓存中获取资源信息，包括缓存header信息；本次请求根本就不会与服务器进行通信；在firebug下可以查看某个具有强缓存资源返回的信息，例如本地firebug查看的一个强缓存js文件如果没有命中强缓存，浏览器会发送请求到服务器，请求会携带第一次请求返回的有关缓存的header字段信息（Last-Modified/If-Modified-Since和Etag/If-None-Match），由服务器根据请求中的相关header信息来比对结果是否协商缓存命中；若命中，则服务器返回新的响应header信息更新缓存中的对应header信息，但是并不返回资源内容，它会告知浏览器可以直接从缓存获取；否则返回最新的资源内容

强缓存与协商缓存的区别，可以用下表来进行描述：

获取资源形式状态码发送请求到服务器强缓存从缓存取200（from cache）否，直接从缓存取协商缓存从缓存取304（not modified）是，正如其名，通过服务器来告知缓存是否可用

缓存状态码

200 OK (from cache) 是浏览器没有跟服务器确认，直接用了浏览器缓存；

304 Not Modified 是浏览器和服务器多确认了一次缓存有效性，再用的缓存。

304 Not Modified 比 200 OK (from cache) 慢，指的是浏览器还向服务器确认了下 “If-Not-Modified”，才用的缓存。

来源：前端开发博客

HTTP缓存机制

缓存行为主要由缓存策略决定，而缓存策略由内容拥有者设置。这些策略主要通过特定的HTTP头部来清晰地表达。·

当一个用户发起一个静态资源请求的时候，浏览器会通过以下几步来获取资源：

本地缓存阶段：先在本地查找该资源，如果有发现该资源，而且该资源还没有过期，就使用这一个资源，完全不会发送http请求到服务器；协商缓存阶段：如果在本地缓存找到对应的资源，但是不知道该资源是否过期或者已经过期，则发一个http请求到服务器,然后服务器判断这个请求，如果请求的资源在服务器上没有改动过，则返回304，让浏览器使用本地找到的那个资源；缓存失败阶段：当服务器发现请求的资源已经修改过，或者这是一个新的请求(在本来没有找到资源)，服务器则返回该资源的数据，并且返回200， 当然这个是指找到资源的情况下，如果服务器上没有这个资源，则返回404。

用户操作行为与缓存

浏览器中的操作对缓存的影响:

强制刷新 – 当按下ctrl+F5来刷新页面的时候, 浏览器将绕过各种缓存(本地缓存和协商缓存), 直接让服务器返回最新的资源;普通刷新 – 当按下F5来刷新页面的时候,浏览器将绕过本地缓蹲来发送请求到服务器, 此时, 协商缓存是有效的回车或转向 – 当在地址栏上输入回车或者按下跳转按钮的时候, 所有缓存都生效

本地缓存阶段

Expires

指定缓存到期GMT的绝对时间，如果设了max-age，max-age就会覆盖expires。如果expires到期需要重新请求。

Cache-Control

Cache-Control:这个是http 1.1中为了弥补 Expires 缺陷新加入的。

对已缓存的内容进行控制：

Cache-control: public表示缓存的版本可以被代理服务器或者其他中间服务器识别。

Cache-control: private意味着这个文件对不同的用户是不同的。只有用户自己的浏览器能够进行缓存，公共的代理服务器不允许缓存。

Cache-control: no-cache意味着文件的内容不应当被缓存。这在搜索或者翻页结果中非常有用，因为同样的URL，对应的内容会发生变化。

其他相关控制字段：

max-age: 指定缓存过期的相对时间秒数，max-ag=0或者是负值，浏览器会在对应的缓存中把Expires设置为1970-01-01 08:00:00 。

s-maxage: 类似于max-age，只用在共享缓存上，比如proxy.

public: 通常情况下需要http身份验证的情况，响应是不可cahce的，加上public可以使它被cache。

no-cache: 强制浏览器在使用cache拷贝之前先提交一个http请求到源服务器进行确认。这对身份验证来说是非常有用的,能比较好的遵守 (可以结合public进行考虑)。它对维持一个资源总是最新的也很有用，与此同时还不完全丧失cache带来的好处)，因为它在本地是有拷贝的，但是在用之前都进行了确认，这样http请求并未减少，但可能会减少一个响应体。

no-store: 告诉浏览器在任何情况下都不要进行cache，不在本地保留拷贝。

must-revalidate: 强制浏览器严格遵守你设置的cache规则。

proxy-revalidate: 强制proxy严格遵守你设置的cache规则。

用法举例: Cache-Control: max-age=3600, must-revalidate

cache:使用本地缓存，不发生请求。

协商缓存阶段

Last-Modified & if-modified-since

Last-Modified与If-Modified-Since是一对报文头，属于http 1.0。

last-modified是web服务器认为对象的最后修改时间，比如文件的最后修改时间，动态页面的最后产生时间。

ETag & If-None-Match

ETag与If-None-Match是一对报文，属于http 1.1。

ETag可以用来解决这种问题。ETag是一个文件的唯一标志符。就像一个哈希或者指纹，每个文件都有一个单独的标志，只要这个文件发生了改变，这个标志就会发生变化。

ETag机制类似于乐观锁机制，如果请求报文的ETag与服务器的不一致，则表示该资源已经被修改过来，需要发最新的内容给浏览器。

同时使用这两个报文头，在完全匹配If-Modified-Since和If-None-Match即检查完修改时间和Etag之后，如都与服务器的相符，服务器返回304，否则，发送最新内容给浏览器。

Etag/lastModified过程如下：

1.客户端请求一个页面（A）。

2.服务器返回页面A，并在给A加上一个Last-Modified/ETag。

3.客户端展现该页面，并将页面连同Last-Modified/ETag一起缓存。

4.客户再次请求页面A，并将上次请求时服务器返回的Last-Modified/ETag一起传递给服务器。

5.服务器检查该Last-Modified或ETag，并判断出该页面自上次客户端请求之后还未被修改，直接返回响应304和一个空的响应体。

304：通过If-Modified-Since If-Match判断资源是否修改，如未修改则返回304，发生了一次请求，但请求内容长度为0，节省了带宽。 如果有多台负载均衡的服务器，不同服务器计算出的Etag可能不同，这样就会造成资源的重复加载。

Etag 主要为了解决 Last-Modified 无法解决的一些问题：

1、一些文件也许会周期性的更改，但是他的内容并不改变(仅仅改变的修改时间)，这个时候我们并不希望客户端认为这个文件被修改了，而重新GET；

2、某些文件修改非常频繁，比如在秒以下的时间内进行修改，(比方说1s内修改了N次)，If-Modified-Since能检查到的粒度是s级的，这种修改无法判断(或者说UNIX记录MTIME只能精确到秒)；

3、某些服务器不能精确的得到文件的最后修改时间。

其他标签

Content-Length：尽管并没有在缓存中明确涉及，Content-Length头部在设置缓存策略时很重要。某些软件如果不提前获知内容的大小以留出足够空间，则会拒绝缓存该内容。

Vary：缓存系统通常使用请求的主机和路径作为存储该资源的键。当判断一个请求是否是请求同样内容时，Vary头部可以被用来提醒缓存系统需要注意另一个附加头部。它通常被用来告诉缓存系统同样注意Accept-Encoding头部，以便缓存系统能够区分压缩和未压缩的内容。

参考：

http://www.cnblogs.com/wonyun/p/5524617.html

http://imweb.io/topic/55c6f9bac222e3af6ce235b9

来源：前端开发博客