最强Http缓存策略之强缓存和协商缓存的详解与应用实例

2023-11-11

HTTP缓存是指浏览器或者代理服务器将已经请求过的资源保存到本地，以便下次请求时能够直接从缓存中获取资源，从而减少网络请求次数，提高网页的加载速度和用户体验。缓存分为强缓存和协商缓存两种模式。

一. 强缓存

强缓存是指浏览器直接从本地缓存中获取资源，而不需要向web服务器发出网络请求。这是因为浏览器在第一次请求资源时，服务器会在响应头中添加相关缓存的响应头，以表明该资源的缓存策略。
常见的强缓存响应头如下所述：

Cache-Control
Cache-Control 响应头是用于控制强制缓存和协商缓存的缓存策略。该响应头中的指令如下：

max-age：指定该资源在本地缓存的最长有效时间，以秒为单位。例如：Cache-Control: max-age=31536000（代表该资源在本地缓存中一年内有效）。
no-cache：代表该资源需要进行缓存，但是在使用前需要向服务器发送请求，以此让服务器根据 If-Modified-Since 或 If-None-Match 判断该资源是否更新，以此决定是否使用本地缓存。
no-store：代表禁止使用任何形式的缓存，每次请求都需要重新向服务器发送请求。
例如，下面是一个 Cache-Control 响应头的示例：
Cache-Control: public, max-age=31536000
其中，public 表示该资源在客户端和代理服务器中均可以缓存，max-age=31536000 表示该资源在本地缓存中一年内有效。

Expires
Expires 响应头在 HTTP / 1.0 中被广泛使用，用于指定资源的到期时间，以确保浏览器不会在过期日期之后再次发送请求。
例如，下面是一个 Expires 响应头的示例：
Expires: Tue, 30 Dec 2030 12:00:00 GMT
其中，Expires 表示该资源的到期时间为 Tue, 30 Dec 2030 12:00:00 GMT。

二. 协商缓存

协商缓存是指在使用缓存之前，浏览器需要向服务器发起网络请求，以此根据服务器返回的响应头中的 ETag 或 Last-Modified 字段来判断该资源是否更新，进而决定是否使用本地缓存。
常见的协商缓存响应头如下所述：

ETag
ETag 是一个 Web 服务器为每个资源分配的唯一标识符，用于判断该资源是否更新。例如，下面是一个 ETag 响应头的示例：
ETag: “123456789”
其中，“123456789” 是该资源的唯一标识符。
Last-Modified
Last-Modified 是资源在服务器上最后被修改的时间戳，也用于协商缓存。例如，下面是一个 Last-Modified 响应头的示例：
Last-Modified: Fri, 01 Jan 2021 00:00:00 GMT
在协商缓存中，浏览器请求服务器时，会在请求头中添加 If-None-Match（代表当前本地缓存中资源的 ETag 值）和 If-Modified-Since（代表当前本地缓存中资源的 Last-Modified 时间戳）字段，告诉服务器自己本地缓存的该资源的 ETag 和 Last-Modified 时间戳。服务器收到请求后，会根据请求头中的这些字段和资源的当前 ETag 和 Last-Modified 时间戳，来判断该资源是否更新。
如果资源未更新，则服务器返回 304 Not Modified 响应码，表示不需要重新下载资源，可以直接使用本地缓存。如果资源已更新，则服务器返回新的资源，并更新浏览器的本地缓存。

三. 示例

下面通过一个实际的案例来展示 HTTP 缓存的具体应用。假设有一个服务器上的图片资源，其地址为 https://example.com/img/logo.png，其相关信息如下：

大小：10KB
修改时间：2021/05/20 10:10:10
ETag：“123456”
缓存策略：Cache-Control: max-age=3600
当浏览器首次发起请求时，服务器会将响应头中的 Cache-Control 和 ETag 值返回给浏览器，如下所示：

HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: max-age=3600
ETag: "123456"
Content-Length: 10240
Content-Type: image/png
 <binary image data...>

浏览器接收到响应头中的相关信息后，将资源保存到本地缓存中。当浏览器再次请求这个资源时，浏览器会先检查本地缓存中是否有该资源的缓存条目，如果有，则会直接返回本地缓存中的数据；如果没有，则会向服务器发起请求。
浏览器在发起请求时，会将 If-None-Match 和 If-Modified-Since 字段添加到请求头中，告诉服务器自己本地缓存的该资源的 ETag 和 Last-Modified 时间戳，如下所示：

GET /img/logo.png HTTP/1.1
Host: example.com
If-None-Match: "123456"
If-Modified-Since: Thu, 20 May 2021 10:10:10 GMT

服务器接收到请求后，会根据请求头中的 If-None-Match 和 If-Modified-Since 字段和资源的当前 ETag 和 Last-Modified 时间戳，来判断该资源是否更新。如果资源未更新，则服务器返回 304 Not Modified 响应码，表示不需要重新下载资源，可以直接使用本地缓存。如果资源已更新，则服务器返回新的资源，并更新浏览器的本地缓存。
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