摘要:原因是,服務端在進行標識比較后,只返回部分,通過狀態碼通知客戶端使用緩存,不再需要將報文主體部分返回給客戶端。
Http 緩存機制作為 web 性能優化的重要手段,對于從事 Web 開發的同學們來說,應該是知識體系庫中的一個基礎環節。
在介紹HTTP緩存之前,作為知識鋪墊,先簡單介紹一下HTTP報文
HTTP報文就是瀏覽器和服務器間通信時發送及響應的數據塊。
瀏覽器向服務器請求數據,發送請求(request)報文;服務器向瀏覽器返回數據,返回響應(response)報文。
報文信息主要分為兩部分
包含屬性的首部(header)
附加信息(cookie,緩存信息等)與緩存相關的規則信息,均包含在header中
包含數據的主體部分(body)
HTTP請求真正想要傳輸的部分
將瀏覽器存在一個緩存數據庫,用于存儲緩存信息。在客戶端第一次請求數據時,此時緩存數據庫中沒有對應的緩存數據,需要請求服務器,服務器返回后,將數據存儲至緩存數據庫中。
HTTP緩存有多種規則,根據是否需要重新向服務器發起請求來分類,將其分為兩大類:強制緩存,協商緩存。在詳細介紹這兩種規則之前,先通過時序圖的方式對這兩種規則有個簡單了解。
已存在緩存數據時,僅基于強制緩存,請求數據的流程如下
已存在緩存數據時,僅基于協商緩存,請求數據的流程如下
基于對比緩存的流程下,不管是否使用緩存,都需要向服務器發送請求,那么還用緩存干什么?這個問題暫且放下,后文詳細介紹每種緩存規則的時候,會帶出答案。
可以看到兩類緩存規則的不同,強制緩存如果生效,不需要再和服務器發生交互,而協商緩存不管是否生效,都需要與服務端發生交互。兩類緩存規則可以同時存在,強制緩存優先級高于對比緩存,也就是說,當執行強制緩存的規則時,如果緩存生效,直接使用緩存,不再執行對比緩存規則。
從上文得知,強制緩存,在緩存數據未失效的情況下,可以直接使用緩存數據,那么瀏覽器是如何判斷緩存數據是否失效呢?我們知道,在沒有緩存數據的時候,瀏覽器向服務器請求數據時,服務器會將數據和緩存規則一并返回,緩存規則信息包含在響應header中。
對于強制緩存來說,響應header中會有兩個字段來標明失效規則(Expires/Cache-Control)使用chrome的開發者工具,可以很明顯的看到對于強制緩存生效時,網絡請求的情況。
Expires的值為服務端返回的到期時間,即下一次請求時,請求時間小于服務端返回的到期時間,直接使用緩存數據。不過Expires是HTTP1.0的,現在默認瀏覽器均默認使用HTTP1.1,所以它的作用基本忽略。另一個問題是,到期時間是由服務端生成的,但是客戶端時間可能跟服務端時間有誤差,這就會導致緩存命中的誤差。所以HTTP1.1 的版本,使用Cache-Control替代。
Cache-ControlCache-Control 是最重要的規則。常見的取值有private、public、no-cache、max-age,no-store,默認為private。
private:客戶端可以緩存
public:客戶端和代理服務器都可緩存,前端可以認為public和private是一樣的
max-age=xxx:緩存的內容將在xxx秒后失效
no-cache:需要使用對比緩存來驗證緩存數據,后面重點介紹
no-store:所有內容都不會緩存,強制緩存,協商緩存都不會觸發
請看下圖的例子,圖中Cache-Control僅指定了max-age,所以默認為private,緩存時間為31536000秒(365天),也就是說,在365天內再次請求這條數據,都會直接獲取緩存數據庫中的數據,直接使用。
協商緩存,顧名思義,需要進行比較判斷是否可以使用緩存。瀏覽器第一次請求數據時,服務器會將緩存標識與數據一起返回給客戶端,客戶端將二者備份至緩存數據庫中。再次請求數據時,客戶端將備份的緩存標識發送給服務器,服務器根據緩存標識進行判斷,判斷成功后,返回304狀態碼,通知客戶端比較成功,可以使用緩存數據。
第一次訪問 第二次訪問
通過兩圖的對比,可以很清楚的發現,在協商緩存生效時,狀態碼為304,并且報文大小和請求時間大大減少。原因是,服務端在進行標識比較后,只返回header部分,通過狀態碼通知客戶端使用緩存,不再需要將報文主體部分返回給客戶端。對于協商緩存來說,緩存標識的傳遞是需要著重理解的,它在請求header和響應header間進行傳遞,
一共分為兩種標識傳遞,接下來分別介紹。
Last-Modified:
服務器在響應請求時,告訴瀏覽器資源的最后修改時間。
If-Modified-Since:
再次請求服務器時,通過此字段通知服務器上次請求時,服務器返回的資源最后修改時間。
服務器收到請求后發現有頭If-Modified-Since 則與被請求資源的最后修改時間進行比對。
若資源的最后修改時間大于If-Modified-Since,說明資源又被改動過,則響應整片資源內容,返回狀態碼200;
若資源的最后修改時間小于或等于If-Modified-Since,說明資源無新修改,則響應HTTP 304,告知瀏覽器繼續使用所保存的cache。
Etag:
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。
If-None-Match:
再次請求服務器時,通過此字段通知服務器客戶段緩存數據的唯一標識。
服務器收到請求后發現有頭If-None-Match則與被請求資源的唯一標識進行比對,
不同,說明資源又被改動過,則響應整片資源內容,返回狀態碼200;
相同,說明資源無新修改,則響應HTTP 304,告知瀏覽器繼續使用所保存的cache。
對于強制緩存,服務器通知瀏覽器一個緩存時間,在緩存時間內,下次請求,直接用緩存,不在時間內,執行協商緩存策略。
對于協商緩存,將緩存信息中的Etag和Last-Modified通過請求發送給服務器,由服務器校驗,返回304狀態碼時,瀏覽器直接使用緩存。
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