HTTP 緩存的關鍵路徑

1、證件照場景

拍一次證件照麻煩且費錢，所以每次拍的時候咱們都會多留幾張備用。這就是計算機世界的緩存，在現實世界中的寫照。

若是某個行爲很消耗資源，很麻煩，那在實現它的時候就順便多保留幾份，這種行爲就是緩存。特色很明顯

• 容量有限，咱們不可能留一屋子的備用照片

• 有時效性，小時候的證件照長大了不能用吧

2、HTTP 緩存

緩存是一個比較籠統的概念，幾乎任何行爲均可以將結果緩存起來，尤爲那些模塊與模塊的鏈接處，例如計算機世界的數據庫查詢，網絡I/O等等，而人類世界諸如找人事部開收入證實、去婚姻登記處開未婚證實等等基本上會多開兩三份。

本文討論的是 HTTP 協議層面的緩存，它規範了瀏覽器和服務器在發送和接收到 HTTP 報文時，應該怎麼解析和處理其中的緩存邏輯。其關鍵路徑以下圖所示

圖 1 HTTP 緩存關鍵路徑

3、關鍵路徑之驗證緩存

瀏覽器發起一個請求，生成 HTTP 報文，先發送到緩存器，緩存器驗證是否有本地緩存，緩存是否過時等，即圖 1 的第一條路徑，稱之爲驗證緩存。

這個過程有三種結果：

• 不存在緩存

• 存在緩存，且緩存未過時（由 Cache-control 或 Epire 決定）

• 存在緩存，但緩存已過時

若是存在緩存，且緩存未過時，則使用緩存響應客戶請求，而不會向服務器發送請求。其它兩種狀況，都會將 HTTP 報文發送給服務器，那麼服務器將怎麼處理？

4、關鍵路徑之服務器再驗證

HTTP 報文通過緩存器進行驗證後，除了使用本地緩存的狀況，其餘都會向服務器發請求，服務器處理邏輯以下

• 本地不存在緩存狀況，報文將直接被髮送給服務器，服務器響應請求，而且在響應的報文中帶上資源的緩存控制信息

• 若是本地存在緩存，但緩存已過時，那麼緩存器將在請求報文中帶上 if-None-Match（取值對應ETag） 和 if-Modified-Since （取值對應 Last-Modified），服務器分別對這兩個字段進行校驗。有更新則返回新的資源文件、新緩存控制信息；沒有更新則返回 30四、以及新的緩存控制信息，瀏覽器更新緩存，並響應本地緩存文件。

服務器響應的緩存控制信息，包含Cache-Control 和 Expire，以及 ETag 和 Last-Modified，如圖2

圖2 服務器正常響應包含的緩存控制信息

5、小結

完整的關鍵路徑，存在如下可能

圖3 緩存關鍵路徑的幾種狀況

• 瀏覽器第一次訪問某文件，本地無緩存，服務器響應文件資源，幷包含 Cache-Control 和 Expire，瀏覽器緩存器據此緩存資源。報文還會包含 ETag 和 Last-Modified

• 瀏覽器再次請求該文件，若是有緩存，由緩存信息中的 Cache-Control 和 Expire 決定緩存是否過時，沒過時則直接使用緩存；過時則利用ETag 和 Last-Modified 詢問服務器是否修改過該文件，服務器驗證後，發現文件修改過則響應新的文件和緩存控制信息，緩存器更新緩存並響應新文件；若未修改過則返回304和緩存控制信息，緩存器更新緩存控制信息，並響應本地緩存文件給瀏覽器

6、問題

完整的關鍵鏈路已經說完！比較理想的狀況下，有ETag、Last-Modified，有Cache-Control、Expire，但實現又不老是完美的，關於緩存還有如下問題須要弄清楚

1. 服務器沒有響應 Cache-Control、Expire 會出現什麼狀況？這種狀況下，ETag 和 Last-Modified 還有用嗎？

2. ETag 和 Last-Modified 功能有些相似，它們的做用有何區分？Expire 和 Cache-Control max-age 存在一樣的問題。

3. ETag 是什麼？Last-Modified 又是什麼？

4. 怎麼設置這些頭部信息？

5. 瀏覽器點擊刷新按鈕，點擊從新加載會出現什麼狀況？客戶端向服務器發送Cache-Control 會出現什麼狀況Cache-Control 的取值有不少，各自的意義是什麼？