HTTP 缓存

一、概述

1.HTTP缓存的基本原理是将Web资源（如HTML,CSS,JavaScript，图片等）保存在客户端或中间代理服务器上，后续的请求可以直接使用客户端或代理服务器上缓存的资源，而不必重新从服务器上获取。

2.HTTP缓存分为强制缓存和协商缓存。

二、强制缓存

1.不需要服务端参与判断是否继续使用缓存，当客户端第一次请求数据时，服务端返回了缓存的过期时间（Expires 与 Cache-Control），没有过期就可以继续使用缓存，否则就需要继续从服务端获取。 

2.Expires字段因时区差异、格式限制等原因已逐渐被Cache-Control字段取代。

三、协商缓存

1.需要服务端参与判断是否继续使用缓存，当客户端第一次请求数据时，服务端会将缓存标识（Last-Modified/If-Modified-Since 与ETag/If-None-Match）与数据一起返回给客户端，客户端将两者都备份到缓存中 ，再次请求数据时，客户端将上次备份的缓存标识发送给服务端，服务端根据缓存标识进行判断，如果返回HTTP状态码 304（Not Modified ，请求的资源自上次请求以来没有被修改），则表示客户端可以继续使用缓存。若资源已修改，则返回200状态码和新的资源内容。
 
2.协商缓存的实现主要通过HTTP请求头中的If-Modified-Since和If-None-Match字段，以及响应头中的Last-Modified（资源的最后修改时间）和ETag（资源的版本标识符）字段来完成。

3.资源更新后，可通过修改资源的URL或更新ETag和Last-Modified头来使缓存失效。

四、HTTP 状态码304的工作流程（资源自上次请求以来没有被修改）

1.初次请求
客户端第一次请求资源时，服务器会返回该资源及其缓存相关信息（如 Last-Modified 头部或 ETag）。

​2. 缓存请求
在后续请求中，客户端会带上之前缓存的相关信息（例如 If-Modified-Since 或 If-None-Match 头），以检查资源是否已被修改。

​3. 服务器响应
服务器检查资源的状态。如果自上次请求以来资源没有被修改，服务器会返回 304 Not Modified 状态码，告诉客户端可以继续使用缓存的资源。
客户端收到 304 响应后，使用缓存中的资源，而不需要从服务器下载。

五、HTTP缓存的优点

1.避免重复资源的下载，减少不必要的网络传输。

2.从缓存中获取内容可以提升页面加载速度。

3.减轻服务器压力。

六、总结

1.强制缓存优先于协商缓存。

2.强制缓存使用的的两个标识：

1）Expires
Expires 的值为服务端资源过期的时间（一个GMT格式的日期时间字符串），即下一次请求时，请求时间小于服务端返回的到期时间，直接使用缓存数据。到期时间是服务端生成的，客户端和服务端的时间可能有差别。 

2）Cache-Control
Expires 有个时间校验的问题，所以 HTTP1.1 采用 Cache-Control替代 Expires。 
Cache-Control 的取值有以下几种：
private: 客户端可以缓存。响应只能被单个用户缓存，不能被共享缓存存储。
public: 客户端和代理服务器都可缓存。 
max-age=xxx: 资源被认为新鲜的最大时间。缓存的内容将在 xxx 秒后失效 。
no-cache: 需要使用协商缓存来验证缓存数据。 缓存内容但立即过期，每次请求都需要与服务器验证缓存的有效性。
no-store: 所有内容都不会缓存，强制缓存和协商缓存都不会被触发。 
不允许缓存。

3.HTTP缓存应用在静态资源缓存、动态内容缓存、API接口缓存等场景中。

4.对于频繁更新的资源，应设置较短的缓存时间或采用协商缓存模式。
对于不常更新的资源，应设置较长的缓存时间或采用强制缓存模式。

5.在缓存资源发生变更时，应及时更新缓存信息，以确保客户端获取到最新的资源内容。

6.当资源过期时，客户端会向服务器发送一个验证请求，以检查资源是否发生了变化。
若资源已更改，则服务器返回新的资源，否则客户端继续使用缓存中的副本。

7.使用强制缓存时不会发送请求到服务器，使用协商缓存时会发送请求到服务器以验证资源是否更新。

8.在文件名中包含版本号或哈希值，可防止客户端使用旧版本的缓存文件。

9.敏感数据不应被缓存，或者使用HTTP头no-store来防止缓存。

10.缓存粒度

1）逐资源缓存：每个资源独立缓存。

2）分组缓存：将相关的资源组合在一起进行缓存，如CSS Sprites或JavaScript模块。

11.使用浏览器里的开发者工具可以监控和调试HTTP缓存的行为。
 

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