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從前端角度理解緩存

Astrian / 1252人閱讀

摘要:緩存的概念分很多種,本次討論的主要就是前端緩存中的緩存。從字面理解,強(qiáng)制緩存的方式簡單粗暴,給設(shè)置了過期時間,超過這個時間之后過期需要重新請求。這個方法簡單直接,直接設(shè)定一個絕對的時間當(dāng)前時間緩存時間。然后從緩存中讀取數(shù)據(jù)。

緩存的概念分很多種,本次討論的主要就是前端緩存中的Http緩存。

緩存是怎么回事

前端發(fā)送請求主要經(jīng)歷以下三個過程,請求->處理->響應(yīng)。
如果有多次請求就需要重復(fù)執(zhí)行這個過程。

重復(fù)請求的過程

以下是一個重復(fù)請求的流程圖:

從以上的流程圖可以看書,如果用戶重復(fù)請求同一資源的話,會對服務(wù)器資源造成浪費(fèi),服務(wù)器重復(fù)讀取資源,發(fā)送給瀏覽器后瀏覽器重復(fù)下載,造成不必要的等待與消耗。

緩存讀取的過程

緩存讀取就是瀏覽器在向服務(wù)器請求資源之前,先查詢一下本地緩存中是否存在需要的資源,如果存在,那便優(yōu)先從緩存中讀取。當(dāng)緩存不存在或者過期,再向服務(wù)器發(fā)送請求。

如何開啟Http緩存并對緩存進(jìn)行設(shè)置,是本次討論的關(guān)鍵。

緩存的類型

瀏覽器有如下常見的幾個字段:

expires: 設(shè)置緩存過期的時間

private: 客戶端可以緩存

public: 客戶端和代理服務(wù)器都可緩存

max-age=xxx: 緩存的內(nèi)容將在 xxx 秒后失效

no-cache: 需要使用對比緩存來驗(yàn)證緩存數(shù)據(jù)

no-store: 所有內(nèi)容都不會緩存,強(qiáng)制緩存,對比緩存都不會觸發(fā)

last-modified: 內(nèi)容上次被修改的時間

Etag: 文件的特殊標(biāo)識

強(qiáng)制緩存和協(xié)商緩存

緩存方法可以分為強(qiáng)制緩存與協(xié)商緩存。

從字面理解,強(qiáng)制緩存的方式簡單粗暴,給cache設(shè)置了過期時間,超過這個時間之后cache過期需要重新請求。上述字段中的expirescache-control中的max-age都屬于強(qiáng)制緩存。

協(xié)商緩存根據(jù)一系列條件來判斷是否可以使用緩存。

強(qiáng)制緩存優(yōu)先級高于協(xié)商緩存

強(qiáng)制緩存 expires

expires給瀏覽器設(shè)置了一個絕對時間,當(dāng)瀏覽器時間超過這個絕對時間之后,重新向服務(wù)器發(fā)送請求。

Expires: Fri, 04 Jan 2019 12:00:00 GMT

這個方法簡單直接,直接設(shè)定一個絕對的時間 (當(dāng)前時間+緩存時間)。但是也存在隱患,例如瀏覽器當(dāng)前時間是可以進(jìn)行更改的,更改之后expires設(shè)置的絕對時間相對不準(zhǔn)確,cache可能會出現(xiàn)長久不過期或者很快就過期的情況。

cache-control: max-age

為了解決expires存在的問題,Http1.1版本中提出了cache-control: max-age,該字段與expires的緩存思路相同,都是設(shè)置了一個過期時間,不同的是max-age設(shè)置的是相對緩存時間開始往后多久,因此不存在受日期不準(zhǔn)確情況的影響。

但是強(qiáng)制緩存存在一個問題,該緩存方式優(yōu)先級高,如果在過期時間內(nèi)緩存的資源在服務(wù)器上更新了,客服端不能及時獲取最新的資源。

協(xié)商緩存

協(xié)商緩存解決了無法及時獲取更新資源的問題。以下兩組字段,都可以對資源做標(biāo)識,由服務(wù)器做分析,如果未進(jìn)行更新,那返回304狀態(tài)碼,從緩存中讀取資源,否則重新請求資源。

last-modify

last-modify告知了客戶端上次修改該資源的時間,

Last-Modified: Wed, 02 Jan 2019 03:06:03 GMT

瀏覽器將這個值記錄在if-modify-since中(瀏覽器自動記錄了該字段信息),下一次請求相同資源時,與服務(wù)器返回的last-modify進(jìn)行比對,如果相等,則表示未修改,響應(yīng) 304;反之,則表示修改了,響應(yīng) 200 狀態(tài)碼,并返回數(shù)據(jù)。

last-modify以秒為單位進(jìn)行更新,如果小于該單位高頻進(jìn)行更新的話,不適合采用該方法。

ETag

ETag是對資源的特殊標(biāo)識

Etag: W/"e563df87b65299122770e0a84ada084f"

請求該資源成功之后,將返回的ETag存入if-none-match字段中(瀏覽器自動記錄了該字段信息),同樣在請求資源時傳遞給服務(wù)器,服務(wù)器查詢該編碼對應(yīng)的資源有無更新,無更新返回304狀態(tài),更新返回200并重新請求。

以下有個小例子,查詢書籍更新:

當(dāng)書籍信息查詢之后,再次查詢,服務(wù)器根據(jù)資源的ETag查詢得知該資源沒有進(jìn)行更新,返回304狀態(tài)碼。

更新返回的數(shù)據(jù)信息,再次查詢,返回200狀態(tài)碼,重新進(jìn)行請求:

從返回的Request Headers可以看出,再次請求時,瀏覽器自動發(fā)送了If-Modified-SinceIf-None-Match兩個字段,瀏覽器根據(jù)這兩個字段中(If-None-Match 優(yōu)先級大于 If-Modified-Since)來判斷是否修改了資源。

ETag如何計算

ETag是針對某個文件的特殊標(biāo)識,服務(wù)器默認(rèn)采用SHA256算法生成。也可以采用其他方式,保證編碼的唯一性即可。

緩存的優(yōu)先級

根據(jù)上文優(yōu)缺點(diǎn)的比對,可以得出以下的優(yōu)先級順序:

Cache-Control > Expires > ETag > Last-Modified

如果資源需要用到強(qiáng)制緩存,Cache-Control相對更加安全,協(xié)商緩存中利用ETag查詢更新更加全面。

圖片來源:瀏覽器緩存機(jī)制詳解

緩存存儲在哪 disk cache

disk cache為存儲在硬盤中的緩存,存儲在硬盤中的資源相對穩(wěn)定,不會隨著tab或?yàn)g覽器的關(guān)閉而消失,可以用來存儲大型的,需長久使用的資源。

當(dāng)硬盤中的資源被加載時,內(nèi)存中也存儲了該資源,當(dāng)下次改資源被調(diào)用時,會優(yōu)先從memory cache中讀取,加快資源的獲取。

memory cache

memory cache即存儲在內(nèi)存中的緩存,內(nèi)存中的內(nèi)容會隨著tab的關(guān)閉而釋放。

當(dāng)接口狀態(tài)返回304時,資源默認(rèn)存儲在memory cache中,當(dāng)頁面關(guān)閉后,重新打開需要再次請求。

這兩種存儲方式的區(qū)別可以參考該回答

When you visit a URL in Chrome, the HTML and the other assets(like images) on the page are stored locally in a memory and a disk cache. Chrome will use the memory cache first because it is much faster, but it will also store the page in a disk cache in case you quit your browser or it crashes, because the disk cache is persistent.

當(dāng)您訪問chrome中的URL時,頁面上的HTML和其他資產(chǎn)(如圖像)將本地存儲在內(nèi)存和磁盤緩存中。Chrome將首先使用內(nèi)存緩存,因?yàn)樗乃俣瓤斓枚?,但它也會將頁面存儲在磁盤緩存中,以防您退出瀏覽器或它崩潰,因?yàn)榇疟P緩存是持久的。

為什么有的資源一會from disk cache,一會from memory cache

三級緩存原理

先去內(nèi)存看,如果有,直接加載

如果內(nèi)存沒有,擇取硬盤獲取,如果有直接加載

如果硬盤也沒有,那么就進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)請求

加載到的資源緩存到硬盤和內(nèi)存,下次請求可以快速從內(nèi)存中獲取到

為什么有的請求狀態(tài)碼返回200,有的返回304 200 from memory cache

不訪問服務(wù)器,直接讀緩存,從內(nèi)存中讀取緩存。此時的數(shù)據(jù)時緩存到內(nèi)存中的,當(dāng)關(guān)閉進(jìn)程后,也就是瀏覽器關(guān)閉以后,數(shù)據(jù)將不存在。

但是這種方式只能緩存派生資源。

200 from disk cache

不訪問服務(wù)器,直接讀緩存,從磁盤中讀取緩存,當(dāng)關(guān)閉進(jìn)程時,數(shù)據(jù)還是存在。

這種方式也只能緩存派生資源

304 Not Modified

訪問服務(wù)器,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)沒有
更新,服務(wù)器返回此狀態(tài)碼。然后從緩存中讀取數(shù)據(jù)。

薄荷應(yīng)用

舉一個簡單的小

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