摘要：前端靜態(tài)資源緩存最優(yōu)解以及的陷阱合理的使用緩存可以極大地提高網(wǎng)站的性能優(yōu)勢，還可以節(jié)約帶寬從而降低服務器成本。此處注意和與第一天請求的版本號不同。既支持版本號類型的靜態(tài)資源緩存方式也支持服務器重新認證的方式。

合理的使用緩存可以極大地提高網(wǎng)站的性能優(yōu)勢，還可以節(jié)約帶寬從而降低服務器成本。但是很多站點有只弄對了一半或者一半都沒有，如果是這樣，就完全沒有發(fā)揮出緩存的優(yōu)勢。很大程度上產(chǎn)生會由于靜態(tài)資源的競爭關(guān)系而導致依賴的靜態(tài)資源不同步。

以下為兩個最佳靜態(tài)資源緩存實踐的例子。

// 設(shè)置緩存時間為1年
Cache-Control: max-age=31536000

資源的內(nèi)容不會更改，所以。。。

瀏覽器/CDN可以緩存一年時間，在這期間資源不會出現(xiàn)問題。

可以在不請求服務器的請情況下，一年內(nèi)都使用緩存內(nèi)容。

瀏覽器請求了/index-v1.js、/base-v1.css以及/dog-v1.png這三個資源。

這次瀏覽器請求了/index-v2.js、/base-v2.css以及/dog-v1.png這三個資源。

此處注意：index.js和base.css與第一天請求的版本號不同。

在一年的時間里，瀏覽器再也沒有請求過/index-v1.js、/base-v1.css以及/dog-v1.png這三個資源，瀏覽器緩存就會把它們給刪掉。

所以在這個例子中，為了讓緩存發(fā)揮最大效率，你要做的并不是更改文件的內(nèi)容，而是應該更改資源的URL：

每一個靜態(tài)資源URL都應該跟隨其內(nèi)容的修改而改變。例如示例index-v1.js中的v1，你對它的命名不需要有任何限制。它可以是一個版本號，最后修改的日期，或者根據(jù)內(nèi)容計算出來的散列值。

絕大多數(shù)服務器端的框架都提供了工具來實現(xiàn)這一點，同樣的在nodejs中有很多優(yōu)秀的庫來實現(xiàn)這個功能，比如gulp-rev、webpack、fis3。

Cache-Control: no-cache

該URL下資源的內(nèi)容可能經(jīng)常修改，所以。。。

沒有服務器的確認，任何本地緩存的版本內(nèi)容都是不可信的。

注意：
no-cache并不意味著不緩存。它的意思是在使用緩存資源之前，它必須經(jīng)過服務器的檢查（revalidate也可以實現(xiàn)這個功能）。
no-store才是告訴瀏覽器不要緩存它。此外，must-revalidate并不意味著必須重新認證，它的前提是資源還在max-age的緩存期內(nèi)，否則必須重新認證。

在此模式下 ，你也可以將ETag（你選擇的版本ID）或者Last-modified日期添加到響應首部中。客戶端下次獲取資源時，他會分別通過If-None-Match（與ETage對應）和If-Modified-Since（與Last-Mofied對應）兩個請求首部將值發(fā)送給服務器。如果服務器發(fā)現(xiàn)兩次值都是對等的，就是返回一個HTTP 304。

如果沒有發(fā)送ETag和Last-Modified，那么服務器將始終返回完整的資源內(nèi)容。

但是這種方法有個缺點，就是它每次都會去服務器做一次驗證，涉及到了網(wǎng)絡(luò)提取，所以它不如第一個例子那樣可以完全繞過網(wǎng)絡(luò)。

這種情況并不少見，例如它就實實在在地發(fā)生在了github的頁面上。

想象一下 ：

/article/

/styles.css

/script.js

它們?nèi)渴褂玫氖牵?/p>

// 十分鐘內(nèi)不需要重新認證，超過十分鐘就需要重新認證
Cache-Control: must-revalidate, max-age=600

隨著內(nèi)容的修改，URLs發(fā)生改變

在十分鐘內(nèi)，瀏覽器將會一直使用緩存住的內(nèi)容，而不會去服務器請求最新的資源 。

超過十分鐘，在可用的前提下使用If-Modified-Since和If-None-Match重新進行服務器認證。

第一次請求：

六七分鐘過后：

最終：

這種情況在測試中經(jīng)常出現(xiàn)。但是想象一下，在線上環(huán)境你永遠不知道瀏覽器前面坐著的是什么樣的人，他很有可能無意中胡亂地用鼠標點點點，就打亂了瀏覽器的靜態(tài)資源緩存機制，導致頁面發(fā)生了錯亂，而且真的很難追蹤。

在上面的例子中，服務器實際上已經(jīng)更新了HTML、CSS和JS，但是頁面最后使用的是緩存中舊的HTML和JS，以及剛從服務器下載的最新的CSS。多個靜態(tài)資源版本之間不匹配的問題隨之出現(xiàn)。

通常，當我們對HTML進行重大修改時，我們可能會更改CSS文件來適配新的DOM結(jié)構(gòu)，并且更新JS來配置樣式和DOM的修改。這些資源都是相互依賴的，但攜帶緩存信息的HTTP首部可不管你這些有的沒的。最終，用戶很有可能會得到一個/兩個靜態(tài)資源新版本，而其他資源都是舊版本。

max-age是相對于服務器響應時間的，所以如果所有上述資源都在同一時間請求，即便它們都被設(shè)置為了相同的max-age時長，它們?nèi)匀淮嬖诤苄〉母偁幙赡苄裕ó吘褂械馁Y源先返回有的資源后返回）。如果你的某些頁面不包含JS，或者包含不同的CSS，它們的緩存失效時間就有可能會不同步。更惡心的是，瀏覽器始終會從緩存中刪除和獲取資源，它并不知道這些資源中哪個是相互依賴的，只要過了緩存時間它就會毫不猶豫地刪掉一個，并不會刪掉這個過期文件所依賴的其他資源。把上面的種種可能性加在一起，就會大概率出現(xiàn)靜態(tài)資源版本不匹配的問題。

不過還好，我們還有法子來解決這個問題：

在強制刷新瀏覽器或者清除緩存后，請求的頁面以及頁面內(nèi)的所有資源會忽略之前的max-age，去服務器做重新認證。因此，如果用戶由于max-age出現(xiàn)問題之后，只需要強制刷新或者清緩存就可以修復問題。當然，強迫用戶這樣做只會讓它們降低對你網(wǎng)站的信任度，認為你的網(wǎng)站不靠譜。。。

service Worker的執(zhí)行時機：

注冊serviceWorker：

if (navigator.serviceWorker) {
  navigator.serviceWorker.register("/serviceworker.js", {
    scope: "/"
  });
}

執(zhí)行serviceworker.js：

const version = "2";

self.addEventListener("install", event => {
  // 由于系統(tǒng)會隨時睡眠SW，所以，為了防止執(zhí)行中斷，就需要使用 event.waitUntil 進行捕獲
  event.waitUntil(
    caches.open(`static-${version}`)
    .then(cache => cache.addAll(
        // 不穩(wěn)定文件或者大文件加載
        //...
      ), cache.addAll([
      // 穩(wěn)定文件或小文件加載
      "/styles.css",
      "/script.js"
    ]));
  );
});

self.addEventListener("activate", event => {
  // …delete old caches…
});

self.addEventListener("fetch", event => {
  event.respondWith(
    caches.match(event.request)
    .then(response => response || fetch(event.request))
  );
});

將script和styles緩存起來。

如果有匹配到的緩存就從緩存中獲取，如果沒有就從服務器獲取。

如果我們修改了JS/CSS，只需修改version就可以讓service worker觸發(fā)更新。

你也可以在service worker中跳過緩存：

self.addEventListener("install", event => {
    event.waitUntil(
        caches.open(`static-${version}`)
        .then(cache => cache.addAll([
            new Request("/styles.css", {
                cache: "no-cache"
            }),
            new Request("/script.js", {
                cache: "no-cache"
            })
        ]))
    );
});

不過很不巧的是，cache選項在和safari和opera中都不支持 ，只有firefox和chrome最近才開始支持。但是你可以這樣做：

self.addEventListener("install", event => {
    event.waitUntil(
        caches.open(`static-${version}`)
        .then(cache => Promise.all(
            [
                "/styles.css",
                "/script.js"
            ].map(url => {
                // cache-bust using a random query string
                return fetch(`${url}?${Math.random()}`).then(response => {
                    // fail on 404, 500 etc
                    if (!response.ok) throw Error("Not ok");
                    return cache.put(url, response);
                })
            })
        ))
    );
});

你可以使用上面代碼中的隨機字符串，也可以使用散列值。這有點像在javascript中實現(xiàn)文章剛開始第一小節(jié)的方法，不過僅僅是在server worker中使用。

通過上個的例子，你可以看到service worker可以很好的處理一些糟糕的緩存情況。但是僅僅是做一些hack處理而已，最重要的是再根源上解決問題。正確的使用緩存不僅可以更好地使用service worker，還可以很好地在那些不支持service worker的瀏覽器（IE/Safari/Opera）上提高網(wǎng)站的性能。除此之外，對你的CDN也是大有益處。

正確的使用緩存，可以大量簡化service worker的代碼：

const version = "23";

self.addEventListener("install", event => {
    event.waitUntil(
        caches.open(`static-${version}`)
        .then(cache => cache.addAll([
            "/",
            "/script-v3.js",
            "/styles-v3.css",
            "/dog-v3.jpg"
        ]))
    );
});

所以，我們可以使用第二小節(jié)的方法（服務器重新認證）來緩存根HTML頁面。并使用第一小節(jié)的方法（不同的內(nèi)容使用不同的URL）來緩存其他資源。每次service worker更新世都會去請求網(wǎng)站的根HTML頁面，其他資源只有在更改URL時才會去下載，從而提高網(wǎng)站的性能。

雖然service worker擅長提高網(wǎng)站的性能，但它并不是一個完整的解決方案。因此要和HTTP cache配合使用才可以顯著地提高性能。

在內(nèi)容經(jīng)常修改但是URL不變的靜態(tài)資源上使用max-age在通常意義上來說不是一個好點子，但事實卻不總是如此。

假如一個頁面的max-age為三分鐘，并且在這個頁面上不需要考慮靜態(tài)資源的競爭關(guān)系（靜態(tài)資源之間存在相互依賴，見第三小節(jié)），所以在這個頁面上不存在任何的靜態(tài)資源依賴。在這種情況下就可以盡情使用max-age。不過這也意味著網(wǎng)站的修改要再三分鐘之后才可以被看到。

不過要是頁面存在靜態(tài)資源競爭關(guān)系的話，這種法子不好用了，比如我現(xiàn)在有兩個文章A和B，我現(xiàn)在文章A中添加一個新的章節(jié)，然后在文章B中增加了一個指向文章A新增章節(jié)的超鏈接。然后我從文章B中訪問這個鏈接，假如文章A的max-age沒有過期，那么我訪問到的文章A里將會發(fā)現(xiàn)文章并沒有那個新增的章節(jié)。此時只能等max-age過期或者強制刷新瀏覽器，再或者清除緩存了。所以，一定要謹慎使用這種方法。

正確使用緩存可以代理巨大的性能收益并且有效節(jié)省服務器帶寬。既支持版本號類型的靜態(tài)資源緩存方式也支持服務器重新認證（no-cache、304）的方式。如果你覺得自己很勇敢，那么大可混合使用max-age和『內(nèi)容經(jīng)常修改但是URL不變的靜態(tài)資源』，但是前提你得確定自己的HTML中沒有靜態(tài)資源競爭關(guān)系。