[iOS] iOS中URLRequest的緩存策略

時間 2020-01-06

原文原文鏈接

Example 項目地址: github.com/zColdWater/… 下載Demo，結合Demo一塊兒實踐更容易理解。html

一，準備工做

在開始以前，咱們須要清楚下面的一些問題，才方便咱們後面的講解。git

1. URLRequest 涉及的範圍

咱們一提到URLRequest，我相信不少國內的開發者，首先就會聯想到，HTTP請求，而後木有別的了。可是其實 URLRequest是一個很大的概念，它不僅服務於HTTP協議，它還服務於其餘應用協議，好比File協議，Data協議，自定義協議等等。要麼蘋果公司爲何不叫它HTTPURLRequest呢？問題就在於咱們平時最常接觸的就是HTTP協議，用來請求服務端的數據用來展現。github

2. URLRequest.CachePolicy 涉及的範圍

經過上面的文章咱們清楚了 URLRequest 服務不少協議，那麼URLRequest.CachePolicy的範圍是什麼呢，很明顯，和URLRequest同樣，這個緩存策略也包含上面這些協議，固然我也不清楚其餘協議的緩存策略是什麼樣子的，好比File協議，或則別的。可是我很清楚，咱們經常使用的HTTP協議的緩存協議，這個後面再講，這裏清楚的是，這個緩存策略支持不少協議，咱們的HTTP協議有着本身的緩存策略。web

3. HTTP協議的緩存策略

我以前轉了一篇臺灣做者關於HTTP協議的緩存策略的文章，文章地址是: http://47.99.237.180:8080/articles/2019/11/18/1574050998351.html 那麼HTTP協議的緩存策略是什麼呢？swift

Note: 首先咱們須要清楚的是，HTTP協議的策略是須要客戶端和服務端配合完成的。也就是若是這個策略想要完成，須要雙方都有動做，而且客戶端須要徹底配合才行。瀏覽器

我用最直白的話來概述這個原理:緩存

首先客戶端第一次訪問服務器某一個資源，而且服務器和客戶端協商好，咱們都用標準的HTTP緩存協議。bash
由於是第一次，客戶端經過URL來查找，發現本地沒有緩存，直接向服務器發起一個HTTP協議的網絡請求。 客戶端的請求頭，例如:服務器
```
GET /EC6/poster-share-invite.png HTTP/1.1
Host: fep-sit.nioint.com:5418
Accept: */*
User-Agent: SessionDownload/1 CFNetwork/1107.1 Darwin/19.0.0
Accept-Language: en-us
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive
複製代碼
```
這其實就是一個普通的網絡請求，請求頭也是客戶端默認的，沒有特殊設置。網絡
服務器接到了某一個客戶端的發來的請求，而後作的直接就看一下這個請求頭有沒有提供HTTP協議緩存的相關字段，而後根據HTTP協議緩存規則，來判斷是否返回狀態碼304讓客戶端用緩存，仍是返回狀態碼200，讓客戶端使用服務器返回的新資源，服務器檢查請求頭的相關字段以下：
- If-None-Match: W/"20f9a-16f5c76370d" 這個字段你能夠理解爲這個資源的惟一Hash值，有點像MD5或者SHA1等，反正就是一個惟一標識啦，資源若是有變更，它必定就會有變更，而且這個值是從上一次服務器返回的響應頭裏面的Etag字段取來的。由於咱們客戶端是第一次請求，因此沒有從以前的服務器響應裏面拿到這個值，因此請求頭就沒有這個字段。
- If-Modified-Since:Tue, 31 Dec 2019 14:57:28 GMT，這個字段表示的是最後一次資源更改的時間，同If-None-Match也是從上一次的服務器響應頭中拿到，從Last-Modified字段取的。由於第一次請求，因此沒有獲取到上一次響應頭的字段，也就沒有帶上。
服務器開始根據HTTP協議規則進行檢查，來決定是讓客戶端使用緩存仍是使用服務器下發的資源。
- 服務器的兩種響應頭：
  1. 狀態碼200（告訴客戶端，不要使用緩存，用我給你的新資源）
```
HTTP/1.1 200 OK  
 X-Powered-By: Express  
 Accept-Ranges: bytes  
 Cache-Control: public, max-age=0  
 Last-Modified: Tue, 31 Dec 2019 14:57:28 GMT  
 ETag: W/"20f9a-16f5c76370d"  
 Content-Type: image/gif  
 Content-Length: 135066  
 Date: Wed, 01 Jan 2020 01:56:35 GMT  
 Proxy-Connection: keep-alive
複製代碼
```
  2. 狀態碼304（告訴客戶端你用本身的緩存便可）
    
    這裏注意的是，在iOS當中，你不須要親自處理304的狀況，若是你使用了默認的緩存策略，也就是使用HTTP協議自己的緩存策略，系統的網絡框架好比URLSession或者URLConnection會自動的將這個304處理成200，這樣方便了開發者邏輯處理，開發者只須要知道資源獲取成功，就能夠了。
```
HTTP/1.1 304 Not Modified
X-Powered-By: Express
Accept-Ranges: bytes
Cache-Control: public, max-age=0
Last-Modified: Tue, 31 Dec 2019 14:57:28 GMT
ETag: W/"20f9a-16f5c76370d"
Date: Wed, 01 Jan 2020 01:59:25 GMT
Proxy-Connection: keep-alive
複製代碼
```
- 服務器響應頭裏與HTTP協議緩存策略相關的字段:
  1. Cache-Control: max-age = X （max-age=x 是告訴客戶端x秒以內不要再發起請求了，就用你的緩存就OK了，換句話說，若是服務器告訴客戶端max-age=100，客戶端在100s以內再去請求，是不會發起真正的網絡請求的，客戶端的網絡層框架會自動返回狀態碼200，上一次的緩存數據）
  2. Last-Modified: Tue, 31 Dec 2019 14:57:28 GMT（這個字段是告訴客戶端，這個資源最後一次更新的時間，讓客戶端保存好，下一次請求的時候，在請求頭裏面帶上這個值，請求頭的那個字段就是If-Modified-Since，這裏的規則是這樣的，若是請求頭裏的If-Modified-Since時間點早於服務器的Last-Modified時間點，服務器會返回200，讓客戶端須要更新最新資源，若是反過來，或者相同，服務器會下發304，讓客戶端使用緩存。）
  3. ETag: W/"20f9a-16f5c76370d"（這個字段告訴客戶端，這個值是這個資源的惟一id，若是服務器上面有新資源，咱們會更新這個值，客戶端要保存好，下次請求的時候帶上，下次請求頭裏面這個If-None-Match字段就是保存的上次響應頭裏面的Etag字段。它的規則是，若是客戶端請求頭中的If-None-Match值不與服務器裏面的Etag一致，就返回200，讓客戶端使用新資源，只有當相等的狀況，會返回304，讓客戶端使用緩存。）

服務器檢查完請求頭髮現這個客戶端沒有帶上資源緩存信息，那麼服務器就認爲客戶端不想使用HTTP協議緩存策略，返回200，把資源也一同返回。

HTTP/1.1 200 OK
X-Powered-By: Express
Accept-Ranges: bytes
Cache-Control: public, max-age=0
Last-Modified: Tue, 31 Dec 2019 14:57:28 GMT
ETag: W/"20f9a-16f5c76370d"
Content-Type: image/gif
Content-Length: 135066
Date: Wed, 01 Jan 2020 01:56:35 GMT
Proxy-Connection: keep-alive
複製代碼

客戶端第一次拿到資源後，先將服務器告訴本身的緩存信息，保存起來，Cache-Control: public, max-age=0 讀取一下max-age，發現值等於0，這是告訴我應該每次都發真正的請求，而後再存一下Last-Modified上次更新的時間，再存一下ETag，這個告訴咱們資源的惟一id。

而後客戶端開始發起第二次請求，請求頭以下:

GET /demo.gif HTTP/1.1
Host: 152.136.154.126:3000
If-None-Match: W/"20f9a-16f5c76370d"
Accept: */*
If-Modified-Since: Tue, 31 Dec 2019 14:57:28 GMT
User-Agent: SessionDownload/1 CFNetwork/1107.1 Darwin/19.0.0
Accept-Language: en-us
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive
複製代碼

能夠看到，客戶端將緩存資源的信息帶上來了，在If-None-Match,If-Modified-Since。

服務器再次接到這個請求頭，和本身的對資源的信息對比，發現If-None-Match和ETag一致的，發現Last-Modified和If-Modified-Since一致的，那麼客戶端的資源就和服務器是一致的，我應該告訴客戶端304狀態碼，讓客戶端使用緩存就能夠了。響應頭以下:
```
HTTP/1.1 304 Not Modified
X-Powered-By: Express
Accept-Ranges: bytes
Cache-Control: public, max-age=0
Last-Modified: Tue, 31 Dec 2019 14:57:28 GMT
ETag: W/"20f9a-16f5c76370d"
Date: Wed, 01 Jan 2020 03:02:57 GMT
Proxy-Connection: keep-alive
複製代碼
```

自此，一次完整的HTTP協議緩存策略應用完成，咱們能夠看到，客戶端第一次發起請求，第二次發起請求，請求頭裏面的變化。和服務器如何對請求頭作出的校驗和響應。

我知道還有Expire字段，也是緩存相關的，可是HTTP1.1以後設置Cache-Control裏面的max-age，能夠覆蓋它，若是他們同時存在，因此這裏再也不概述，若是你感興趣，能夠WIKI，或者 http://47.99.237.180:8080/articles/2019/11/18/1574050998351.html

但願我能夠說清楚這個過程，由於下面iOS下面的網絡框架就會涉及到。這個是HTTP協議的緩存策略，意味着，只要使用HTTP協議的客戶端，不論是瀏覽器，仍是移動端，仍是其餘，都使用。

即便如今不是特別清楚也不要緊，我會在文章中附上，整個過程的Demo，能夠運行Demo，來了解每一步。

4. 出了一個小插曲

在驗證過程當中除了一些小插曲，好比我已經爲服務器的靜態資源，設置資源的過時時間，在響應頭當中，Cache-Control: max-age=xxx，發如今移動端上，是OK的，在xxx秒以內再次訪問，真的沒有發起網絡請求，可是在Chrome當中我發現直接輸入資源地址，它好像會忽略過時時間同樣，都會發起真正的網絡請求，我看了小半天，我終於發現了，這個問題出在哪了，下面我來說一下。

移動端下: 使用URLRequest的默認緩存策略，緩存策略使用協議自己的緩存策略，設置超時時間工做正常。
Web端: 使用標籤或者XHR發起的網絡請求，設置超時時間工做正常。
Web端: 使用瀏覽器直接訪問資源，發現即便服務器設置了超時時間，仍是會發起網絡請求。

總結下來: 只有 3 顯示的不正常，問題可能就是由於直接在瀏覽器裏面輸入資源地址去訪問資源，忽略超時時間，可能因爲某些緣由吧，因此每次才都會發起網絡請求，並且Chrome和Safri的表現行爲還不同，因此咱們若是想驗證HTTP協議的緩存策略其實能夠忽略掉3，驗證1和2便可。

二，iOS下，URLRequest.CachePolicy和URLCache

上面咱們主要介紹了一些事先須要瞭解的知識，好比iOS裏面的URLRequest和URLRequest.CachePolicy使用範圍，還有最重要，也是最複雜的HTTP協議緩存策略。

0. CachePolicy 與 URLCache 的關係

CachePolicy：顧名思義這個是緩存策略的意思，我下面會仔細說它，這裏咱們知道它表明一種緩存的策略就OK。

URLCache: 這個其實就是咱們緩存的對象，也就是咱們使用了某種緩存策略，把內容存儲的地方和配置存儲在哪地方，等等，或者說管理URL緩存的對象。

小結: CachePolicy 用於選擇一種緩存策略，URLCache管理和設置緩存對象。

1. 有哪些地方能夠設置 CachePolicy

首先先了解 CachePolicy 有哪些策略可選:

useProtocolCachePolicy // 使用協議緩存，好比你的URL是HTTP協議的，那就是使用HTTP協議的緩存策略，就是我上面講的，根據請求和響應頭的關鍵字，進行緩存的處理。 這也是(默認的策略)。
reloadIgnoringLocalCacheData // 徹底忽略本地緩存，直接從服務器拿資源。
reloadIgnoringLocalAndRemoteCacheData // 這個實例是未實現的，你不該該使用
reloadIgnoringCacheData // 這個選項已經被 reloadIgnoringLocalCacheData 選項所替代了。
returnCacheDataElseLoad // 若是本地有緩存就使用緩存，無論HTTP協議上緩存上的那些max-age，expire 過時時間等，沒有緩存再去遠端請求拿數據。這個協議存在的問題就是，若是使用HTTP協議的緩存策略，服務器沒辦法告訴它，它手頭的這份資料是舊的。
returnCacheDataDontLoad // 若是本地有緩存就使用緩存，本地沒有緩存就請求失敗，相似離線模式。
reloadRevalidatingCacheData // 這個實例是未實現的，你不該該使用它。

其實蘋果給的默認策略，一點毛病都沒有，根據HTTP協議的緩存策略來配置是最好的，有緩存使用緩存，沒有緩存，或者緩存過時，來請求服務器的資源。 也就是你根本毛都不用去設置，可是咱們常常會被問及，爲啥我服務器換了圖片，你移動端iOS不更新呢，若是你是默認策略，我能夠很負責的告訴你，你能夠狠狠的懟回去，你懂不懂HTTP協議的緩存策略，我這是官方的實現，而不是，不明道理，萎萎諾諾，好，我改爲一切都從服務器獲取。 不懂的哥們還覺得你技術不過關呢，不過說句實話，確實許多人真的不太清楚HTTP協議的緩存策略。

有哪些地方能夠設置緩存策略URLRequestCache呢？其實看名字你就應該知道，這東西確定是給URLRequest設置的，我每個網絡請求，都會有一個URLRequest，可是，爲了方便，蘋果會有兩個地方給你設置這個策略的地方，分別是:

URLSessionConfiguration: 全部經過 URLSession 發出去的URLRequest 都會帶上這個策略。

let url = URL(string: "http://152.136.154.126:3002/demo.gif")!
        var request = URLRequest(url: url)
        let condig = URLSessionConfiguration.default

	// 這 這 這 ⬇️ 這 這 這 ⬇️ 這 這 這 ⬇️ 這 這 這 ⬇️
        condig.requestCachePolicy = .reloadIgnoringLocalCacheData
        
        let session = URLSession(configuration: condig)
複製代碼

URLRequest: 設置這個URLRequest的緩存策略，這個就沒什麼說的了。

let url = URL(string: "http://152.136.154.126:3002/demo.gif")!
var request = URLRequest(url: url)

// 這 這 這 ⬇️ 這 這 這 ⬇️ 這 這 這 ⬇️ 這 這 這 ⬇️
request.cachePolicy = .returnCacheDataDontLoad

let condig = URLSessionConfiguration.default
let session = URLSession(configuration: condig)
複製代碼

Q 疑問🤔️？同時設置，URLSessionCondiguration 和 URLRequest 的緩存策略，系統到底該用哪一個呢？

A 答案: URLRequest 的緩存策略會覆蓋掉 URLSessionCondiguration 的緩存策略。

2. 有哪些地方能夠設置 URLCache

區分 URLCache 和 NSCache nshipster.com/nsurlcache/ 這倆東西不是一回事哈，看名字你也知道了，一個是專門緩存URL的類，一個是相似Map，字典的存儲結構，用來緩存內存對象的。

上面也說了，URLCache 這個對象，實際上是用於管理URL的緩存的，好比放在哪裏呀，大小設置多少呀。

都哪些地方能夠設置呢？有倆地方能夠設置，分別是:

URLSessionConfiguration: 單獨爲這個URLSession配置緩存對象，大小，路徑等，若是單獨爲URLSessionConfiguration配置了緩存對象，由這個URLSession發出去的URLRequest，都會使用這個緩存配置，不會使用全局的緩存對象。
```
let condig = URLSessionConfiguration.default
condig.requestCachePolicy = .reloadIgnoringLocalCacheData

let cache = URLCache(memoryCapacity: 4 * 1024 * 1024, diskCapacity: 20 * 1024 * 1024)
condig.urlCache = cache
複製代碼
```
URLCache: 類方法提供了全局的URLCache配置，當URLSessionCondiguration沒有另外設置的狀況下，會使用全局的緩存做爲本身的緩存。
```
URLCache.shared = URLCache(memoryCapacity: 0, diskCapacity: 0, diskPath: nil)
複製代碼
```

Q 疑問🤔️？若是同時設置全局緩存和URLSessionCondiguration緩存，系統有哪一個緩存？

A 回答: 確定使用URLSessionCondiguration的緩存，忽略全局緩存。

3. 幾種特殊場景

URLSessionConfiguration 的緩存對象，空間設置爲0。

let url = URL(string: "http://152.136.154.126:3002/demo.gif")!
var request = URLRequest(url: url)
let condig = URLSessionConfiguration.default

// 爲這個Session單獨設置緩存，而且空間都爲0，由於都是用默認緩存策略，也就是使用`HTTP協議`緩存，可是本地緩存沒有設置空間，因此每次都會從服務器拿去最新的資料。
let cache = URLCache(memoryCapacity: 0, diskCapacity: 0)

let session = URLSession(configuration: condig)
let task = session.dataTask(with: request) { (data, resp, error) in
    let httpResp = resp as! HTTPURLResponse
    print("response (StatusCode):\(httpResp.statusCode)")
    DispatchQueue.main.async {
        let httpResponse = resp! as! HTTPURLResponse
        for (key,value) in httpResponse.allHeaderFields {
            print("\(key):\(value)")
        }
       self.imageView.image = UIImage.gifImageWithData(data: data! as NSData)
    }
}
task.resume()
複製代碼

URLCache全局緩存對象，空間設置爲0。

// 由於URLSessionCondiguration的緩存沒有特殊設置，因此使用全局緩存，又由於全局緩存空間設置成0，又由於是默認緩存策略，因此每次都從服務器去拿最新資料。
URLCache.shared = URLCache(memoryCapacity: 0, diskCapacity: 0, diskPath: nil)
let url = URL(string: "http://152.136.154.126:3002/demo.gif")!
var request = URLRequest(url: url)
let condig = URLSessionConfiguration.default
let session = URLSession(configuration: condig)
let task = session.dataTask(with: request) { (data, resp, error) in
    let httpResp = resp as! HTTPURLResponse
    print("response (StatusCode):\(httpResp.statusCode)")
    DispatchQueue.main.async {
        let httpResponse = resp! as! HTTPURLResponse
        for (key,value) in httpResponse.allHeaderFields {
            print("\(key):\(value)")
        }
       self.imageView.image = UIImage.gifImageWithData(data: data! as NSData)
    }
}
task.resume()
複製代碼

三，關於WKWebView和UIWebView裏面的請求緩存是怎樣的。

關於WebView這塊是這樣的，你設置的緩存策略，是頁面裏面的標籤的緩存策略，也就是，你雖然設置了緩存策略是: 不使用本地緩存，只是HTML加載的那些標籤使用這個策略，好比<img>，可是若是在HTML的JS發起的XHR，或者Fetch請求，使用的仍是默認緩存策略，你不會改變到他們。這是我用網絡攔截驗證到的結果，Demo在文章開頭和結尾都有。

攔截工具項目地址: github.com/zColdWater/… 。

一，若是你想讓這個網站的標籤都使用默認的緩存策略，你就不須要另外設置。也就是使用HTTP協議的緩存策略。

let url = URL(string: "https://www.baidu.com/")
var request = URLRequest(url: url!)
webview.load(request)
複製代碼

二，若是你想讓這個網站的資源標籤使用特定的緩存策略來請求，你能夠這樣處理。

let url = URL(string: "https://www.baidu.com/")
let request = URLRequest(url: self.url!, cachePolicy: .reloadIgnoringLocalCacheData)
webview.load(request)
複製代碼

小結: 若是文章不夠直觀，能夠下載Example項目，運行查看哦。

四，總結

其實對於iOS當中的URLRequest緩存，蘋果的默認策略就是很是合理的選擇，可是想要合理的使用這個默認策略，你須要瞭解HTTP協議的緩存策略，對於WebView的緩存策略咱們也說明了，我但願能夠幫到以前對這個緩存策略不清楚的童鞋，不要遇到問題一股腦就設置成不使用緩存了。合理的使用緩存是最好的選擇。

但願我能夠說的清楚明白，若有不許確或者不對的地方，但願你們指正。

Example 項目地址: github.com/zColdWater/… 下載Demo，結合Demo一塊兒實踐更容易理解。