緩存實現

緩存的實現原理

• 什麼是 Web 緩存

   WEB 緩存(cache)位於 Web 服務器和客戶端之間。
   緩存會根據請求保存輸出內容的副本，例如 html 頁面，圖片，文件，當下一個請求來
   到的時候：如果是相同的 URL，緩存直接使用副本響應訪問請求，而不是向源服務器再次發
   送請求。
   HTTP 協議定義了相關的消息頭來使 WEB 緩存儘可能好的工作。
  

• 緩存的優點

    1.減少相應延遲：因爲請求從緩存服務器（離客戶端更近）而不是源服務器被相應，
    這個過程耗時更少，讓 web 服務器看上去相應更快。
    2.減少網絡帶寬消耗：當副本被重用時會減低客戶端的帶寬消耗；客戶可以節省帶
    寬費用，控制帶寬的需求的增長並更易於管理。
  

• 與緩存相關的 HTTP 擴展消息頭

    1.Expires：指示響應內容過期的時間，格林威治時間 GMT
    2.Cache-Control：更細緻的控制緩存的內容
    3.Last-Modified：響應中資源最後一次修改的時間
    4.ETag：響應中資源的校驗值，在服務器上某個時段是唯一標識的。
    5.Date：服務器的時間
    6.If-Modified-Since：客戶端存取的該資源最後一次修改的時間，同 Last-Modified。
    7.If-None-Match：客戶端存取的該資源的檢驗值，同 ETag。
  

• 客戶端緩存生效的常見流程

    服務器收到請求時，會在 200OK 中回送該資源的 Last-Modified 和 ETag 頭，客戶端將
    該資源保存在 cache 中，並記錄這兩個屬性。當客戶端需要發送相同的請求時，會在請求中
    攜帶 If-Modified-Since 和 If-None-Match 兩個頭。兩個頭的值分別是響應中
    Last-Modified 和 ETag 頭的值。服務器通過這兩個頭判斷本地資源未發生變化，客戶端不
    需要重新下載，返回 304 響應。常見流程如下圖所示：
  

• Web 緩存機制

    HTTP/1.1 中緩存的目的是爲了在很多情況下減少發送請求，同時在許多情況下可以不
    需要發送完整響應。前者減少了網絡迴路的數量； HTTP 利用一個“過期（ expiration）”
    機制來爲此目的。後者減少了網絡應用的帶寬； HTTP 用“驗證（ validation）”機制來爲
    此目的。
  

• HTTP 定義了 3 種緩存機制：

    1） Freshness：允許一個迴應消息可以在源服務器不被重新檢查，並且可以由服務器和
    客戶端來控制。例如， Expires 迴應頭給了一個文檔不可用的時間。 Cache-Control 中的
    max-age 標識指明瞭緩存的最長時間；
    2） Validation：用來檢查以一個緩存的迴應是否仍然可用。例如，如果一個迴應有一
    個 Last-Modified 迴應頭，緩存能夠使用 If-Modified-Since 來判斷是否已改變，以便判斷
    根據情況發送請求；
    3） Invalidation： 在另一個請求通過緩存的時候，常常有一個副作用。例如，如果一
    個 URL 關聯到一個緩存迴應，但是其後跟着 POST、 PUT 和 DELETE 的請求的話，緩存就會過
    期。