圖解瀏覽器緩存

瀏覽器緩存,是瀏覽器端保存數據,用於快速讀取避免重複資源請求的優化機制,有效的緩存使用可以避免重複的網絡請求加快頁面速度,從而提高用戶體驗。

一 強緩存

1.1 區分Expires和Cache-Control

以一個接口返回的響應頭爲例:

這裏我畫了張思維導圖,對Expires和Cache-Control做比較:

具體介紹Expires和Cache-Control:

Expires:

(1)Expires是HTTP1.0的東西,現在默認瀏覽器均默認使用HTTP 1.1,所以它的作用基本忽略;

(2)Expires規定了緩存失效時間(Date爲當前時間),是絕對時間。由於Expires返回的是一個絕對時間,在服務器時間與客戶端時間相差較大的時候,緩存命中不準確;

Cache-Control:

(1)Cache-Control是HTTP1.1的

(2)Cache-Control的max-age規定了緩存有效時間(2552s),是相對時間;

(3)若響應頭Expires和Cache-Control同時存在,Cache-Control優先級高於Expires

Cache-Control的常用指令:

no-cache:不使用本地緩存,需要使用協商緩存,也就是先與服務器確認緩存是否可用。

no-store:禁用緩存。用於防止重要的信息被無意的發佈。在請求消息中發送將使得請求和響應消息都不使用緩存。

public:其他用戶也可使用緩存,適用於公共緩存服務器的情況。

private:只有特定用戶才能使用緩存,適用於公共緩存服務器的情況。

不怎麼常用的指令:

max-age:客戶機可以接收生存期不大於指定時間(以秒爲單位)的響應。

min-fresh客戶機可以接收響應時間小於當前時間加上指定時間的響應。

max-stale指示客戶機可以接收超出超時期間的響應消息。如果指定max-stale消息的值,那麼客戶機可以接收超出超時期指定值之內的響應消息。

注意:no-cache指令並不是不緩存,no-cache的意思是可以緩存,但每次用應該去向服務器驗證緩存是否可用。no-store纔是不緩存內容。

1.2 強緩存的過程

強緩存:瀏覽器直接從本地緩存中獲取數據,不與服務器進行交互。

· 瀏覽器第一次跟服務器請求一個資源,服務器在返回這個資源的同時,在response的header會加上Expires/Cache-Control的header;

·  瀏覽器再請求這個資源時,先從緩存中尋找,找到這個資源後,比較Expires或Cache-Control的max-age字段值做比較, 如果在有效期內,則讀取緩存內容;若緩存已過期,則重新向服務器發送請求;

·  header在重新加載的時候會被更新

這裏我畫了兩張圖,瀏覽器第一次請求:

瀏覽器第一次請求

瀏覽器再次請求:

強緩存

對於強緩存,chrome瀏覽器的狀態碼:

200 OK(from disk cache)或是200 OK (from memory cache)

例如:請求某個圖片後,當瀏覽器再次訪問這個圖片時,發現有這個圖片的緩存,且緩存沒過期,所以就使用緩存。

當瀏覽器發現緩存過期後,緩存並不一定不能使用了。比如文件雖然過了有效期,但內容並沒有發生改變,還是可以用緩存數據。所以,這個時候需要與服務器協商,讓服務器判斷本地緩存是否還能使用。那麼又怎麼判斷服務端文件有沒有更新呢?主要有兩種方式:

Last-Modified,If-Modified-since。

二 協商緩存

2.1 區分Last-Modified和If-Modified-Since

以一個返回的接口爲例:

Last-Modified的格式:

Last-Modified: Mon, 17 Sep 2018 12:06:18 GMT

If-Modified-Since的格式:

If-Modified-Since: Mon, 17 Sep 2018 12:06:18 GMT

2.2 Etag是什麼

web服務器響應請求時,告訴瀏覽器當前資源在服務器的唯一標識(生成規則由服務器決定)。Apache中,ETag的值默認是對文件的索引節(INode),大小(Size)和最後修改時間(MTime)進行Hash後得到的。

2.3 協商緩存的過程

瀏覽器第一次請求:

瀏覽器第一次緩存

瀏覽器再一次請求:

協商緩存

Last-Modified:

· 瀏覽器第一次向服務器請求一個資源,服務器在返回這個資源的同時,在respone的header加上Last-Modified字段,表示該資源在服務器上的最後修改時間;

· 瀏覽器再次向服務器請求這個資源時,在request的header上加上If-Modified-Since字段,這個值就是上一次請求時返回的Last-Modified的值;

·服務器收到資源請求時,比較If-Modified-Since字段值和被請求資源的最後修改時間,若資源最後修改時間較舊,則說明文件沒有修改,返回304 Not Modified, 瀏覽器從緩存中加載資源;若不相同,說明文件被更新,瀏覽器直接從服務器加載資源, 返回200;

·重新加載資源時更新Last-Modified Header

If-Modified-Since

· 瀏覽器第一次向服務器請求一個資源,服務器在返回這個資源的同時,在respone的header加上ETag字段;

·瀏覽器再次跟服務器請求這個資源時,在request的header上加上If-None-Match,這個值就是上一次請求時返回的ETag的值;

·服務器再次收到資源請求時,再根據資源生成一個新的ETag,與瀏覽器傳過來If-None-Match比較,如果這兩個值相同,則說明資源沒有變化,返回304 Not Modified, 瀏覽器從緩存中加載資源,否則返回200 資源內容。與Last-Modified不一樣的是,當服務器返回304 Not Modified的響應時,由於ETag重新生成過,response header中還會把這個ETag返回,即使這個ETag跟之前的沒有變化

2.4 爲什麼有了Last-Modified,還要用Etag呢?

HTTP1.1中ETag的出現主要是爲了解決幾個Last-Modified比較難解決的問題:

·一些文件也許會週期性的更改,但是他的內容並不改變(僅僅改變的修改時間),這個時候我們並不希望客戶端認爲這個文件被修改了,而重新GET;

·某些文件修改非常頻繁,比如在秒以下的時間內進行修改,(比方說1s內修改了N次),If-Modified-Since能檢查到的粒度是s級的,這種修改無法判斷(或者說UNIX記錄MTIME只能精確到秒);

·某些服務器不能精確的得到文件的最後修改時間。

對於上述情景,利用ETag能夠更加準確的控制緩存,因爲ETag是服務器自動生成的資源在服務器端的唯一標識符,資源每次變動,都會生成新的ETag值。Last-Modified與ETag是可以一起使用的,但服務器會優先驗證ETag

2.5 比較強緩存和協商緩存

基於上文對強緩存和協商緩存過程的解釋,這裏我把強緩存和協商緩存繪製在一張圖裏,方便比較,具體過程可以參照上文:

http緩存

三 小結

本文主要通過圖解介紹了http的緩存,具體包括強緩存和協商緩存。如有問題,歡迎指正。

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