http協議緩存機制

前言

http有關知識一直是前端之路上的必備知識點之一~而我最近對於http緩存這塊的知識發現已經有點生疏，此次圖文並茂得和你們來一塊兒溫習一遍http緩存知識~

話很少說先上圖，下面這張圖是http緩存的流程，可讓你們有個基本的概念~

http報文的組成

在具體介紹HTTP緩存以前，做爲知識鋪墊，先簡單介紹一下HTTP報文的組成~

1. 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

常見的請求頭：

常見的請求頭：
Accept: text/html,image/*                                      #瀏覽器能夠接收的類型
Accept-Charset: ISO-8859-1                                     #瀏覽器能夠接收的編碼類型
Accept-Encoding: gzip,compress                                 #瀏覽器能夠接收壓縮編碼類型
Accept-Language: en-us,zh-cn                                   #瀏覽器能夠接收的語言和國家類型
Host: www.lks.cn:80                                            #瀏覽器請求的主機和端口
If-Modified-Since: Tue, 11 Jul 2000 18:23:51 GMT               #某個頁面緩存時間
Referer: http://www.lks.cn/index.html                          #請求來自於哪一個頁面
User-Agent: Mozilla/4.0 compatible; MSIE 5.5; Windows NT 5.0   #瀏覽器相關信息
Cookie:                                                        #瀏覽器暫存服務器發送的信息
Connection: close1.0/Keep-Alive1.1                             #HTTP請求的版本的特色
Date: Tue, 11 Jul 2000 18:23:51GMT                             #請求網站的時間
Allow:GET                                                      #請求的方法 GET 常見的還有POST
Keep-Alive:5                                                   #鏈接的時間；5
Connection:keep-alive                                          #是不是長鏈接
Cache-Control:max-age=300                                      #緩存的最長時間 300s

Accept: text/html,image/*                                      #瀏覽器能夠接收的類型
Accept-Charset: ISO-8859-1                                     #瀏覽器能夠接收的編碼類型
Accept-Encoding: gzip,compress                                 #瀏覽器能夠接收壓縮編碼類型
Accept-Language: en-us,zh-cn                                   #瀏覽器能夠接收的語言和國家類型
Host: www.lks.cn:80                                            #瀏覽器請求的主機和端口
If-Modified-Since: Tue, 11 Jul 2000 18:23:51 GMT               #某個頁面緩存時間
Referer: http://www.lks.cn/index.html                          #請求來自於哪一個頁面
User-Agent: Mozilla/4.0 compatible; MSIE 5.5; Windows NT 5.0   #瀏覽器相關信息
Cookie:                                                        #瀏覽器暫存服務器發送的信息
Connection: close1.0/Keep-Alive1.1                             #HTTP請求的版本的特色
Date: Tue, 11 Jul 2000 18:23:51GMT                             #請求網站的時間
Allow:GET                                                      #請求的方法 GET 常見的還有POST
Keep-Alive:5                                                   #鏈接的時間；5
Connection:keep-alive                                          #是不是長鏈接
Cache-Control:max-age=300                                      #緩存的最長時間 300s

1. 包含數據的主體部分(body)
   HTTP請求真正想要傳輸的部分

http緩存規則

HTTP緩存有多種規則，根據是否須要從新向服務器發起請求來分類，能夠將其分爲兩大類(強制緩存，對比緩存)，強制緩存若是生效，不須要再和服務器發生交互，而對比緩存不論是否生效，都須要與服務端發生交互。
兩類緩存規則能夠同時存在，強制緩存優先級高於對比緩存，也就是說，當執行強制緩存的規則時，若是緩存生效，直接使用緩存，再也不執行對比緩存規則。

強制緩存

對於強制緩存來講，header中會有兩個字段來標明失效規則（Expires/Cache-Control），指的是當前資源的有效期

爲方便你們理解，咱們認爲瀏覽器存在一個緩存數據庫,用於存儲緩存信息。
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，須要請求服務器，服務器返回後，將數據存儲至緩存數據庫中。

Expires/Cache-Control規則

Expires
Expires的值爲服務端返回的到期時間，在響應http請求時告訴瀏覽器在過時時間前瀏覽器能夠直接從瀏覽器緩存取數據，而無需再次請求。不過Expires 是HTTP 1.0的東西，如今默認瀏覽器均默認使用HTTP 1.1，因此它的做用基本忽略。Expires 的一個缺點就是，返回的到期時間是服務器端的時間，這樣存在一個問題，比較的時間是客戶端本地設置的時間，因此有可能會致使差錯，因此在HTTP 1.1版開始，使用Cache-Control替代。

Cache-Control
用於定義全部的緩存機制都必須遵循的緩存指示，這些指示是一些特定的指令，包括public、private、no-cache(表示能夠存儲，但在從新驗正其有效性以前不能用於響應客戶端請求)、no-store、max-age、s-maxage以及must-revalidate等；Cache-Control中設定的時間會覆蓋Expires中指定的時間；

對比緩存

對比緩存，顧名思義，須要進行比較判斷是否可使用緩存。
瀏覽器第一次請求數據時，服務器會將緩存標識與數據一塊兒返回給客戶端，客戶端將兩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，判斷成功後，返回304狀態碼，通知客戶端比較成功，可使用緩存數據。

在對比緩存生效時，狀態碼爲304，而且報文大小和請求時間大大減小。
緣由是，服務端在進行標識比較後，只返回header部分，經過狀態碼通知客戶端使用緩存，再也不須要將報文主體部分返回給客戶端。
對於對比緩存來講，緩存標識的傳遞是咱們着重須要理解的，它在請求header和響應header間進行傳遞，一共分爲兩種標識傳遞，接下來，咱們分開介紹。

Last-Modified/If-Modified-Since規則

Last-Modified：
服務器在響應請求時，告訴瀏覽器資源的最後修改時間。

If-Modified-Since：
再次請求服務器時，經過此字段通知服務器上次請求時，服務器返回的資源最後修改時間。
服務器收到請求後發現有頭If-Modified-Since 則與被請求資源的最後修改時間進行比對。
若資源的最後修改時間大於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；
若資源的最後修改時間小於或等於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/If-None-Match規則（優先級高於Last-Modified/If-Modified-Since）

Etag：
服務器資源的惟一標識符, 瀏覽器能夠根據ETag值緩存數據, 節省帶寬. 若是資源已經改變, etag能夠幫助防止同步更新資源的相互覆蓋. ETag 優先級比 Last-Modified 高.

If-None-Match：
再次請求服務器時，經過此字段通知服務器客戶段緩存數據的惟一標識。
服務器收到請求後發現有頭If-None-Match 則與被請求資源的惟一標識進行比對，
不一樣，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。

看到這裏，你也許會問，既然已經有了 Last-Modified 已經可以知道本地緩存是不是最新的了，爲何還須要 Etag 呢？
主要是基於如下幾個緣由：Last-Modified 標註的最後修改時間只能精確到秒，若是有些資源在一秒以內被屢次修改的話，他就不能準確標註文件的新鮮度了若是某些資源會被按期生成，當內容沒有變化，但 Last-Modified 卻改變了，致使文件沒使用緩存有可能存在服務器沒有準確獲取資源修改時間，或者與代理服務器時間不一致的情形。

用戶的操做對於緩存的影響

不能緩存的請求：

• 不能被緩存的請求HTTP 信息頭中包含Cache-Control:no-cache，pragma:no-cache，或Cache-Control:max-age=0 等告訴瀏覽器不用緩存的請求

• 須要根據Cookie，認證信息等決定輸入內容的動態請求是不能被緩存的

• 通過HTTPS安全加密的請求（有人也通過測試發現，ie 其實在頭部加入 Cache-Control：max-age 信息，firefox 在頭部加入 Cache-Control:Public 以後，可以對HTTPS的資源進行緩存）

• HTTP 響應頭中不包含 Last-Modified/Etag，也不包含 Cache-Control/Expires 的請求沒法被緩存

• 目前瀏覽器的實現是不會對POST請求的響應作緩存的（從語義上來講也不該該），而且規範中也規定了返回狀態碼不容許是304。不過這並不表示POST的響應不能被緩存，根據RFC 7231 - Hypertext Transfer Protocol (HTTP/1.1): Semantics and Content中描述的，若是在POST請求對應的響應中包含Freshness相關信息的話，此次響應也是能夠被緩存，具體能夠參考上面的那個連接。

在這裏就大致介紹完了http緩存方面的知識，可是這也只是http知識的百裏挑一。。若是感興趣的同窗能夠去刷RFC文檔~

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