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HTTP缓存：别傻傻不会回答了

2024-09-02

1646 字约 6 分钟

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前言

在有大量数据交换的应用程序中，我们会采取一些方式将那些实时性要求不高的数据生成副本，并存储在某个相对来说可以快速到达、访问、获取的仓库，这样在需要这些数据的时候可以直接从这个仓库中获取数据。

缓存的目的：

HTTP 根据是否要向服务器发送请求将缓存规则分为两类：强缓存和协商缓存。

在强缓存中，如果命中缓存，则直接从缓存数据库中取出资源，无需再发送请求到服务器上。

如果没命中缓存，则走协商缓存。

判断是否命中强缓存的字段为 Expires 和 Cache-Control。Cache-Control 的优先级高于 Expires。

Expires 字段是 HTTP1.0 的产物，它的值是一个绝对时间，表示资源在这个时间点之前都可以直接从缓存中获取。

Cache-Control 字段是 HTTP1.1 的产物，它的值是一个相对时间。

Cache-Control 常见字段的含义：

public：表示响应可以被任何对象缓存，包括客户端、CDN 代理服务器等。即使是通常不可缓存的内容，例如该响应没有 max-age 指令或 Expires 消息头。
private：表示响应只能被单个用户缓存，不能作为共享缓存（代理服务器不能缓存它）。
no-cache：可以在本地进行缓存，但每次获取资源时，都需要向服务器进行验证，如果服务器允许，才能使用本地缓存。即：需要协商缓存。
no-store：禁止缓存内容，每次必须重新请求服务器获取内容。
max-age：设置缓存存储的最大周期，超过这个时间，缓存被视为过期。单位：秒。

强缓存的状态码为 200，状态码后会有个注释。

如果不想从强缓存中获取资源，windows 电脑通过 ctrl + f5 刷新页面，mac 可通过 shift + command + r 刷新页面，刷新后不会出现 from disk(or memory) cache。

协商缓存是需要经过服务器确认是否使用缓存的机制。

服务器对比客户端提供的标识，若确认缓存可以使用，则返回 304 状态码告知客户端可使用缓存，否则返回 200 状态码和新资源。

虽然客户端仍然发起了请求，但服务器仅仅对比标识来确认是否可使用缓存，如果确认使用缓存就不会返回具体资源。这样虽然没有减少请求数量，但也极大地降低了服务器的负荷，可以提升请求速度和减小网络带宽。

协商缓存的两组字段：Last-Modified / If-Modified-Since、Etag / If-None-Match。

Last-Modified 代表资源最后的修改时间。

当客户端第一次请求资源时，服务器会在响应头返回 Last-Modified 字段。当客户端再次访问这个资源时，会在请求头中携带 If-Modified-Since 字段，它的值就是上次返回的 Last-Modified 字段的值。

服务器会对比 If-Modified-Since 字段和资源上次修改的时间，确认这段时间内是否有修改。如果没有，则返回 304，否则返回 200 状态码和最新资源。

Last-Modified / If-Modified-Since 这组字段会存在以下问题：

某些文件会周期性更改，但只是改变了文件的修改时间，文件的内容没有发生改变。这个时候我们并不希望客户端认为这个文件更新了，重新请求。
某些文件修改非常频繁，例如在秒级别以下的时间进行修改（1秒内修改多次）。Last-Modified / If-Modified-Since 检查的时间粒度是秒级，因此无法正确判断这种情况。
某些服务器不能精确得到文件的最后修改时间。

Etag / If-None-Match 这组字段可以解决上述问题。Etag 通过一个校验码来对比资源是否更改过，而非通过资源的修改时间。

当一个资源的内容发生变化时，它的校验码也会发生改变。

当客户端第一次请求资源时，服务器会在响应头返回 Etag 字段。当客户端再次访问这个资源时，会在请求头中携带 If-None-Match 字段，它的值就是上次返回的 Etag 字段的值。

服务器对比校验码，确认资源是否更改过。如果没有，则返回 304，否则返回 200 状态码和最新资源。

Etag 的优先级高于 Last-Modified。