資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：瀏覽器先向網關發起請求，網關服務器后面對應著一臺或多臺負載均衡源服務器，會根據它們的負載請求，動態將請求轉發到合適的源服務器上。雖然這種架構負載均衡源服務器之間的緩存沒法共享，但卻擁有更好的處擴展性。參考資料緩存機制系列
什么是web緩存
web緩存類型 數據庫數據緩存Web緩存是指一個Web資源（如html頁面，圖片，js，數據等）存在于Web服務器和客戶端（瀏覽器）之間的副本。緩存會根據進來的請求保存輸出內容的副本；當下一個請求來到的時候，如果是相同的URL，緩存會根據緩存機制決定是直接使用副本響應訪問請求，還是向源服務器再次發送請求。比較常見的就是瀏覽器會緩存訪問過網站的網頁，當再次訪問這個URL地址的時候，如果網頁沒有更新，就不會再次下載網頁，而是直接使用本地緩存的網頁。只有當網站明確標識資源已經更新，瀏覽器才會再次下載網頁
Web應用，特別是SNS類型的應用，往往關系比較復雜，數據庫表繁多，如果頻繁進行數據庫查詢，很容易導致數據庫不堪重荷。為了提供查詢的性能，會將查詢后的數據放到內存中進行緩存，下次查詢時，直接從內存緩存直接返回，提供響應效率。比如常用的緩存方案有memcached等。
服務器端緩存代理服務器緩存
代理服務器是瀏覽器和源服務器之間的中間服務器，瀏覽器先向這個中間服務器發起Web請求，經過處理后（比如權限驗證，緩存匹配等），再將請求轉發到源服務器。代理服務器緩存的運作原理跟瀏覽器的運作原理差不多，只是規模更大。可以把它理解為一個共享緩存，不只為一個用戶服務，一般為大量用戶提供服務，因此在減少相應時間和帶寬使用方面很有效，同一個副本會被重用多次。常見代理服務器緩存解決方案有Squid等
CDN緩存
CDN（Content delivery networks）緩存，也叫網關緩存、反向代理緩存。CDN緩存一般是由網站管理員自己部署，為了讓他們的網站更容易擴展并獲得更好的性能。瀏覽器先向CDN網關發起Web請求，網關服務器后面對應著一臺或多臺負載均衡源服務器，會根據它們的負載請求，動態將請求轉發到合適的源服務器上。雖然這種架構負載均衡源服務器之間的緩存沒法共享，但卻擁有更好的處擴展性。
瀏覽器緩存根據一套與服務器約定的規則進行工作，在同一個會話過程中會檢查一次并確定緩存的副本足夠新。如果你瀏覽過程中，比如前進或后退，訪問到同一個圖片，這些圖片可以從瀏覽器緩存中調出而即時顯現。
Web應用層緩存應用層緩存指的是從代碼層面上，通過代碼邏輯和緩存策略，實現對數據，頁面，圖片等資源的緩存，可以根據實際情況選擇將數據存在文件系統或者內存中，減少數據庫查詢或者讀寫瓶頸，提高響應效率。
web緩存工作原理所有的緩存都是基于一套規則來幫助他們決定什么時候使用緩存中的副本提供服務（假設有副本可用的情況下，未被銷毀回收或者未被刪除修改）。這些規則有的在協議中有定義（如HTTP協議1.0和2.0），有的則是由緩存的管理員設置（如DBA、瀏覽器的用戶、代理服務器管理員或者應用開發者）
瀏覽器端的緩存規則對于瀏覽器端的緩存來講，這些規則是在HTTP協議頭和HTML頁面的Meta標簽中定義的。他們分別從新鮮度和校驗值兩個維度來規定瀏覽器是否可以直接使用緩存中的副本，還是需要去源服務器獲取更新的版本。
新鮮度（過期機制）：也就是緩存副本有效期。一個緩存副本必須滿足以下條件，瀏覽器會認為它是有效的，足夠新的：
含有完整的過期時間控制頭信息（HTTP協議報頭Cache-Control與Expires），并且仍在有效期內；
如果已經超過有效期，發起請求到服務器驗證Etag,如果沒有更新，還是使用瀏覽器緩存
滿足以上兩個情況的一種，瀏覽器會直接從緩存中獲取副本并渲染。
校驗值（驗證機制）：
Cache-Control與Expires的作用一致，都是指明當前資源的有效期，控制瀏覽器是否直接從瀏覽器緩存取數據還是重新發請求到服務器取數據。只不過Cache-Control的選擇更多，設置更細致，如果同時設置的話，其優先級高于Expires。
服務器返回資源的時候有時在控制頭信息帶上這個資源的實體標簽Etag（Entity Tag），它可以用來作為瀏覽器再次請求過程的校驗標識。如過發現校驗標識不匹配，說明資源已經被修改或過期，瀏覽器需求重新獲取資源內容。
如果檢測到本地的緩存還是有效的時間范圍內，瀏覽器直接使用本地副本，不會發送任何請求。兩者一起使用時，Cache-Control/Expires的優先級要高于Last-Modified/ETag。即當本地副本根據Cache-Control/Expires發現還在有效期內時，則不會再次發送請求去服務器詢問修改時間（Last-Modified）或實體標識（Etag）了。
緩存有關的HTTP消息報頭
一般情況下，使用Cache-Control/Expires會配合Last-Modified/ETag一起使用，因為即使服務器設置緩存時間, 當用戶點擊“刷新”按鈕時，瀏覽器會忽略緩存繼續向服務器發送請求，這時Last-Modified/ETag將能夠很好利用304，從而減少響應開銷。
你可能會覺得使用Last-Modified已經足以讓瀏覽器知道本地的緩存副本是否足夠新，為什么還需要Etag（實體標識）呢？HTTP1.1中Etag的出現主要是為了解決幾個Last-Modified比較難解決的問題：
Last-Modified標注的最后修改只能精確到秒級，如果某些文件在1秒鐘以內，被修改多次的話，它將不能準確標注文件的新鮮度
如果某些文件會被定期生成，當有時內容并沒有任何變化，但Last-Modified卻改變了，導致文件沒法使用緩存
有可能存在服務器沒有準確獲取文件修改時間，或者與代理服務器時間不一致等情形
Etag是服務器自動生成或者由開發者生成的對應資源在服務器端的唯一標識符，能夠更加準確的控制緩存。Last-Modified與Etag是可以一起使用的，服務器會優先驗證Etag，一致的情況下，才會繼續比對Last-Modified，最后才決定是否返回304
用戶在使用瀏覽器的時候，會有各種操作，比如輸入地址后回車，按F5刷新等，這些行為會對緩存有什么影響呢？
通過上表我們可以看到，當用戶在按F5進行刷新的時候，會忽略Cache-Control/Expires的設置，會再次發送請求去服務器請求，而Last-Modified/ETag還是有效的，服務器會根據情況判斷返回304還是200；而當用戶使用Ctrl+F5進行強制刷新的時候，只是所有的緩存機制都將失效，重新從服務器拉去資源。
Web緩存機制系列
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