CDN的缓存与回源机制解析

CDN (Content Delivery Network,即内容分发网络)指的是一组分布在各个地区的服务器。这些服务器存储着数据的副本,因此服务器可以根据哪
些服务器与用户距离最近,来满足数据的请求。 CDN 提供快速服务,较少受高流量影响。

为什么要用 CDN

浏览器存储的相关知识此刻离我们还不太远,大家趁热回忆一下:缓存、本地存储带来的性能提升,是不是只能在“获取到资源并把它们存起来”这件事情发生之后?也就是说,首次请求资源的时候,这些招数都是救不了我们的。要提升首次请求的响应能力,除了我们 2、3、4 节提到的方案之外,我们还需要借助 CDN 的能力。

CDN 如何工作

借中国地图一角来给大家举一个简单的🌰:

假设我的根服务器在杭州,同时在图示的五个城市里都有自己可用的机房。

此时有一位北京的用户向我请求资源。在网络带宽小、用户访问量大的情况下,杭州的这一台服务器或许不那么给力,不能给用户非常快的响应速度。于是我灵机一动,把这批资源 copy 了一批放在北京的机房里。当用户请求资源时,就近请求北京的服务器,北京这台服务器低头一看,这个资源我存了,离得这么近,响应速度肯定噌噌的!那如果北京这台服务器没有 copy 这批资源呢?它会再向杭州的根服务器去要这个资源。在这个过程中,北京这台服务器就扮演着 CDN 的角色。
CDN的核心功能特写
CDN 的核心点有两个,一个是缓存,一个是回源。

这两个概念都非常好理解。对标到上面描述的过程,“缓存”就是说我们把资源 copy 一份到 CDN 服务器上这个过程,“回源”就是说 CDN 发现自己没有这个资源(一般是缓存的数据过期了),转头向根服务器(或者它的上层服务器)去要这个资源的过程。

CDN 与前端性能优化

一个彩蛋的自我修养——CDN 往往是被前端认为前端不需要了解的东西。

具体来说,我身边许多同学对其的了解止步于:部署界面上有一个“部署到CDN”按钮,我去点一下,资源就在 CDN 上啦!

“眼下业务开发用不到的可以暂缓了解”,这是没毛病的。但正如我小册开篇所说的,前端工程师首先是软件工程师。对整个技术架构的理解,将会反哺我们对某一具体环节的理解;知识点的适当拓展,也会对大家技术高度和技术广度的提升大有裨益。

那么,我们了解一下 CDN 是怎么帮助前端的。

CDN 往往被用来存放静态资源。上文中我们举例所提到的“根服务器”本质上是业务服务器,它的核心任务在于生成动态页面或返回非纯静态页面,这两种过程都是需要计算的。业务服务器仿佛一个车间,车间里运转的机器轰鸣着为我们产出所需的资源;相比之下,CDN 服务器则像一个仓库,它只充当资源的“栖息地”和“搬运工”。

所谓“静态资源”,就是像 JS、CSS、图片等不需要业务服务器进行计算即得的资源。而“动态资源”,顾名思义是需要后端实时动态生成的资源,较为常见的就是 JSP、ASP 或者依赖服务端渲染得到的 HTML 页面。

什么是“非纯静态资源”呢?它是指需要服务器在页面之外作额外计算的 HTML 页面。具体来说,当我打开某一网站之前,该网站需要通过权限认证等一系列手段确认我的身份、进而决定是否要把 HTML 页面呈现给我。这种情况下 HTML 确实是静态的,但它和业务服务器的操作耦合,我们把它丢到CDN 上显然是不合适的。

CDN 的实际应用

静态资源本身具有访问频率高、承接流量大的特点,因此静态资源加载速度始终是前端性能的一个非常关键的指标。CDN 是静态资源提速的重要手段,在许多一线的互联网公司,“静态资源走 CDN”并不是一个建议,而是一个规定。

CDN 优化细节

如何让 CDN 的效用最大化?这又是需要前后端程序员一起思考的庞大命题。它涉及到 CDN 服务器本身的性能优化、CDN 节点的地址选取等。但我们今天不写高深的论文,只谈离前端最近的这部分细节:CDN 的域名选取。
大家先回头看一下我刚刚选取的淘宝首页的例子,我们注意到业务服务器的域名是这个:

www.taobao.com
而 CDN 服务器的域名是这个:

g.alicdn.com
没错,我们不一样!

再看另一方面,我们讲到 Cookie 的时候,为了凸显 Local Storage 的优越性,曾经提到过:

Cookie 是紧跟域名的。同一个域名下的所有请求,都会携带 Cookie。大家试想,如果我们此刻仅仅是请求一张图片或者一个 CSS 文件,我们也要携带一个 Cookie 跑来跑去(关键是 Cookie 里存储的信息我现在并不需要),这是一件多么劳民伤财的事情。Cookie 虽然小,请求却可以有很多,随着请求的叠加,这样的不必要的 Cookie 带来的开销将是无法想象的……

同一个域名下的请求会不分青红皂白地携带 Cookie,而静态资源往往并不需要 Cookie 携带什么认证信息。把静态资源和主页面置于不同的域名下,完美地避免了不必要的 Cookie 的出现!

看起来是一个不起眼的小细节,但带来的效用却是惊人的。以电商网站静态资源的流量之庞大,如果没把这个多余的 Cookie 拿下来,不仅用户体验会大打折扣,每年因性能浪费带来的经济开销也将是一个非常恐怖的数字。

如此看来,性能优化还真是要步步为营!

posted @ 2022-09-30 10:30  自在一方  阅读(557)  评论(0编辑  收藏  举报