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HTTP 缓存

HTTP 缓存是一种常用的优化技术，用于减少网络传输和提高网页加载速度。在 HTTP 缓存中，有两种常见的缓存策略，分别是强制缓存和协商缓存。

缓存的原理是在首次请求后保存一份请求资源的响应副本，当用户再次发起相同请求后，如果判断缓存命中则拦截请求，将之前存储的响应副本返回给用户，从而避免重新向服务器发起资源请求。

强制缓存​

强制缓存是一种缓存策略，其中浏览器在请求资源时，直接从本地缓存中读取资源，并且不发送请求到服务器。

响应头的部分信息：

Access-Control-Allow-Origin: *
age: 397887
cache-control: max-age=2592000
content-length: 40830
content-encoding: gzip
content-type: text/css
expires: Sat, 25 Sep 2021 02:24:26 GMT

实现 HTTP 强制缓存可以通过设置以下两个响应头字段：

  • expires 是在 HTTP1.0 协议中声明的用来控制缓存失效日期时间戳的字段，它由服务器端指定后通过响应头告知浏览器，浏览器在接收到带有该字段的响应体后进行缓存。

    若之后浏览器再次发起相同的资源请求，便会对比 expires 与本地当前的时间戳，如果当前请求的本地时间戳小于 expires 的值，则说明浏览器缓存的响应还未过期，可以直接使用而无须向服务器端再次发起请求。只有当本地时间戳大于 expires 值发生缓存过期时，才允许重新向服务器发起请求。

    从上述强制缓存是否过期的判断机制中不难看出，这个方式存在一个很大的漏洞，即对本地时间戳过分依赖，如果客户端本地的时 间与服务器端的时间不同步，或者对客户端时间进行主动修改，那么对于缓存过期的判 断可能就无法和预期相符。

  • Cache-Control: Cache-Control 字段是一个更加灵活和强大的控制缓存行为的方式。 HTTP 1.1 协议新增。

    它是一个由多个指令组成的逗号分隔的字符串，例如 Cache-Control: max-age=3600, private。常用的指令包括：

    • max-age: 指定资源的最大缓存时间，单位为秒。例如 Cache-Control: max-age=3600 表示资源在缓存中最多可以被保存 3600 秒（1 小时）。
    • private: 表示资源只能被单个用户缓存，不允许在共享缓存中缓存。
    • public: 表示资源可以被共享缓存和单个用户缓存。
    • no-cache: 表示资源需要在每次请求时都向服务器验证是否过期，不使用缓存（no-cache 并非像字面上的意思不使用缓存，其表示为强制进行协商缓存，即对于每次发起的请求都不会再去判断强制缓存是否过期，而是直接与服务器协商来验证缓存的有效性，若缓存未过期，则会使用本地缓存。）。
    • no-store: 表示禁止使用任何缓存策略，客户端的每次请求都需要服务器端给予全新的响应。

no-cache 和no-store是两个互斥的属性值，不能同时设置。

Cache-Control 字段的优先级比 Expires 字段高，即如果同时存在这两个字段，Cache-Control 字段会覆盖 Expires 字段。使用 Cache-Control 字段可以更精确地控制缓存的行为，并且不受时钟同步等限制，因此在现代的 Web 开发中更加常用和推荐使用。

协商缓存​

ETag 和 Last-Modified 是 HTTP 响应头中的字段，用于实现协商缓存的机制，以便在服务器端判断资源是否已经过期，从而控制缓存的更新。

  1. ETag: ETag 字段是一个由服务器生成的唯一标识符，用于表示资源的版本号或者内容的摘要。当客户端请求资源时，服务器会将资源的 ETag 值包含在响应头中，客户端可以将该值保存起来。当客户端再次请求资源时，可以将保存的 ETag 值包含在请求头中，通过与服务器端比较 ETag 值来判断资源是否发生了变化。如果资源的 ETag 值没有发生变化，服务器可以返回一个空的响应，表示资源未修改，客户端可以继续使用缓存的资源；如果资源的 ETag 值发生了变化，服务器会返回新的资源，并更新 ETag 字段的值。
  2. Last-Modified: Last-Modified 字段表示资源在服务器上的最后修改时间。服务器在响应头中返回资源的 Last-Modified 值，客户端可以将该值保存起来。当客户端再次请求资源时，可以将保存的 Last-Modified 值包含在请求头中，通过与服务器端比较 Last-Modified 值来判断资源是否发生了变化。如果资源的 Last-Modified 值没有发生变化，服务器可以返回一个空的响应，表示资源未修改，客户端可以继续使用缓存的资源；如果资源的 Last-Modified 值发生了变化，服务器会返回新的资源，并更新 Last-Modified 字段的值。

ETag 和 Last-Modified 字段可以配合使用，或者分别单独使用，来实现协商缓存的机制，从而避免不必要的资源传输和提升缓存效果。其中，ETag 的优先级比 Last-Modified 高，即如果同时存在这两个字段，服务器会优先检查 ETag 值来判断资源是否发生了变化。