网络2️⃣HTTP-缓存

对于一些具有重复性的 HTTP 请求（e.g. 每次请求得到的响应数据相同），

可以将这对请求-响应的数据缓存在本地，下次可直接读取本地数据，无需经过网络请求。

• 缓存作用：减少请求次数，提高性能。

• 实现方式：强制缓存、协商缓存

  

1、强制缓存

强制缓存：由浏览器决定是否使用缓存。

浏览器判断缓存是否过期，没过期则直接使用本地缓存。

示例：返回 200 状态码，size 项标识 from disk cache。👉 说明使用了强制缓存。

1.1、实现

两种实现方式，分别对应两个 HTTP 首部字段。

首部的含义是资源在客户端缓存的有效期。

1. Cache-Control（通用首部）：相对时间，需要计算是否缓存过期。
2. Expires（实体首部）：绝对时间，可直接判断缓存过期。

如果响应报文的首部中同时有 Cache-Control 和 Expires，

Cache-Control 优先级更高。

1.2、Cache-Control 🔥

Cache-Control 选项更多，设置更加精细，更推荐使用。

实现流程：

1. 浏览器：第一次请求访问服务器资源。

2. 服务器：返回资源，在响应报文的首部添加 Cache-Control（设置过期时间大小）；

3. 浏览器：再次请求访问服务器中的该资源时

   • 结合请求时间与 Cache-Control 设置的过期时间，计算资源是否过期，没过期则继续使用该缓存。
   • 过期则重新请求服务器。

4. 服务器：再次收到请求后，更新响应报文中首部的 Cache-Control。

2、协商缓存

协商缓存：由服务端告知客户端是否可以使用缓存。

浏览器与服务端协商之后，根据协商结果来判断是否使用本地缓存。

示例：响应码 304 Not Modified。👉 服务器告诉浏览器可以使用本地缓存的资源。

2.1、基于时间实现

2.1.1、相关 HTTP 首部

• Last-Modified（实体首部）：代表响应资源的最后修改时间（更新时间）。
• If-Modified-Since（请求首部）：代表客户端要比较资源的 Last-Modified。

2.1.2、实现

• 浏览器：第一次请求访问服务器资源。
• 服务器：返回资源，并在响应报文首部添加 Last-Modified。
• 浏览器：发现响应报文首部中有 Last-Modified，再次发起请求的时候带上 If-Modified-Since（值为响应报文的 Last-Modified 时间）。
• 服务器：收到请求后发现有 If-Modified-Since，对比资源的更新时间（Last-Modified）
  • 如果当前更新时间较新（大）：说明资源在客户端上次缓存之后又被改过，响应 200 OK 和最新资源，并在响应报文首部添加新的 Last-Modified。
  • 否则说明资源无新修改，响应 304 告知浏览器走缓存。

基于时间实现的协商缓存，可能会因为时间篡改导致不可靠。

2.2、基于唯一标识实现 🔥

此方式必须配合强制缓存的 Cache-Control 使用，

当强制缓存未命中时，才进行协商缓存。

2.2.1、相关 HTTP 首部

• Etag（响应首部）：唯一标识响应资源。
• If-None-Match（请求首部）：代表客户端要比较资源的 Etag。

2.2.2、实现

• 浏览器：第一次请求访问服务器资源。
• 服务器：返回资源，并在响应报文首部添加 Etag。
• 浏览器：
  • 强：先检查强制缓存是否过期，没过期则使用强制缓存；过期则进行协商缓存（即以下的后续步骤）。
  • 协商：发现响应报文首部中有 Etag，再次发起请求时带上 If-None-Match（值为 Etag 值）。
• 服务器：收到请求后发现有 If-None-Match，比对资源的 Etag。
  • 如果 Etag 不同：说明资源改变，响应 200 OK 和最新资源，并在响应报文首部添加新的 Etag。
  • 否则说明资源无改变，响应 304 告知浏览器走缓存。

2.2.3、优先级

如果响应报文的首部中同时有 Last-Modified 和 Etag，

Etag 优先级更高：先判断 Etag 是否变化，再判断 Last-Modified。

原因：ETag 能解决 Last-Modified 难以解决的问题。

• 即使文件内容不变，Last-Modified 也可能改变。👉 此时客户端认为文件改动，从而重新请求。
• 文件可能在秒级以内修改的。👉 If-Modified-Since 的检查粒度是秒级，Etag 是毫秒级。
• 👉 部分服务器无法精确获取文件的 Last-Modified。

附：Cache-Control 指令参数

Cache-Control（通用首部字段）

• 指令参数可选的。
• 多个参数之间用 , 分隔。
• 请求报文和响应报文中有相同的参数，且含义可能不同。

共有

1. no-cache：防止使用过期的缓存（而不是不缓存）
   • 请求报文：客户端不接收缓存过的响应，缓存服务器必须把请求转发给源服务器。
   • 响应报文：源服务器要求缓存服务器不对资源进行缓存。
2. no-store：不使用缓存
3. max-age：
   • 请求报文：客户端只接收缓存时间比 max-age 值小的缓存资源（0 表示缓存服务器需要将请求转发给源服务器）。
   • 响应报文：缓存服务器不对资源有效性再作确认（max-age 值为缓存资源的最长保存时间）。
4. no-transform：缓存不能改变实体主体的媒体类型，用于防止压缩编码等操作。
5. cache-extension：扩展 Cache-Control 的首部字段内的指令。

请求报文独有

1. max-stale：即使缓存资源过期，也照常接收。
2. min-fresh：客户端要求缓存服务器，返回指定时间以内的缓存资源。
3. only-if-cached：请求的资源在缓存服务器的本地缓存时，客户端才要求其返回。
   （即如果缓存服务器中没有请求资源的缓存，则不会转发请求给源服务器）

响应报文独有

1. public：任何用户都可以使用响应的缓存
2. private：指定用户才能使用响应的缓存
   • 缓存服务器对特定用户提供资源缓存的服务
   • 对其它用户发送的请求，不会返回缓存
3. s-maxage：与 max-age 相同，但是 s-maxage 仅用于多用户使用的公共缓存服务器。
4. must-revalidate：要求代理在返回缓存资源之前，向源服务器再次验证缓存是否仍有效
5. proxy-revalidate：类似 must-revalidate，但只适用于共享缓存，不影响私有缓存。