寫給後端程序員的 HTTP 緩存原理介紹

來源：程序員趙鑫 ，

www.cnblogs.com/xinzhao/p/5099807.html

通過Internet獲取資源既緩慢，成本又高。為此，Http協議里包含了控制緩存的部分，以使Http客戶端可以緩存和重用以前獲取的資源，從而優化性能，提升體驗。雖然Http中關於緩存控制的部分，隨著協議演進，有一些變化。但我覺著，作為後端程序員，在開發Web服務時，只需要關注請求頭If-None-Match、響應頭ETag、響應頭Cache-Control就足夠了。因為這三個Http頭就可以滿足你的需求，並且，當今絕大多數的瀏覽器，都支持這三個Http頭。我們所要做的就是，確保每個伺服器響應都提供正確的 HTTP 頭指令，以指導瀏覽器何時可以緩存響應以及可以緩存多久。

緩存在哪兒？

上圖中有三個角色，瀏覽器、Web代理和伺服器，如圖所示Http緩存存在於瀏覽器和Web代理中。當然在伺服器內部，也存在著各種緩存，但這已經不是本文要討論的Http緩存了。所謂的Http緩存控制，就是一種約定，通過設置不同的響應頭Cache-Control來控制瀏覽器和Web代理對緩存的使用策略，通過設置請求頭If-None-Match和響應頭ETag，來對緩存的有效性進行驗證。

響應頭ETag

ETag全稱Entity Tag，用來標識一個資源。在具體的實現中，ETag可以是資源的hash值，也可以是一個內部維護的版本號。但不管怎樣，ETag應該能反映出資源內容的變化，這是Http緩存可以正常工作的基礎。

如上例中所展示的，伺服器在返迴響應時，通常會在Http頭中包含一些關於響應的元數據信息，其中，ETag就是其中一個，本例中返回了值為x1323ddx的ETag。當資源/file的內容發生變化時，伺服器應當返回不同的ETag。

請求頭If-None-Match

對於同一個資源，比如上一例中的/file，在進行了一次請求之後，瀏覽器就已經有了/file的一個版本的內容，和這個版本的ETag，當下次用戶再需要這個資源，瀏覽器再次向伺服器請求的時候，可以利用請求頭If-None-Match來告訴伺服器自己已經有個ETag為x1323ddx的/file，這樣，如果伺服器上的/file沒有變化，也就是說伺服器上的/file的ETag也是x1323ddx的話，伺服器就不會再返回/file的內容，而是返回一個304的響應，告訴瀏覽器該資源沒有變化，緩存有效。

如上例中所示，在使用了If-None-Match之後，伺服器只需要很小的響應就可以達到相同的結果，從而優化了性能。

響應頭Cache-Control

每個資源都可以通過Http頭Cache-Control來定義自己的緩存策略，Cache-Control控制誰在什麼條件下可以緩存響應以及可以緩存多久。 最快的請求是不必與伺服器進行通信的請求：通過響應的本地副本，我們可以避免所有的網路延遲以及數據傳輸的數據成本。為此，HTTP 規範允許伺服器返回一系列不同的 Cache-Control 指令，控制瀏覽器或者其他中繼緩存如何緩存某個響應以及緩存多長時間。

Cache-Control 頭在 HTTP/1.1 規範中定義，取代了之前用來定義響應緩存策略的頭（例如 Expires）。當前的所有瀏覽器都支持 Cache-Control，因此，使用它就夠了。

以下我來介紹可以再Cache-Control中設置的常用指令。

max-age

該指令指定從當前請求開始，允許獲取的響應被重用的最長時間（單位為秒。例如：Cache-Control:max-age=60表示響應可以再緩存和重用 60 秒。需要注意的是，在max-age指定的時間之內，瀏覽器不會向伺服器發送任何請求，包括驗證緩存是否有效的請求，也就是說，如果在這段時間之內，伺服器上的資源發生了變化，那麼瀏覽器將不能得到通知，而使用老版本的資源。所以在設置緩存時間的長度時，需要慎重。

public和private

如果設置了public，表示該響應可以再瀏覽器或者任何中繼的Web代理中緩存，public是默認值，即Cache-Control:max-age=60等同於Cache-Control:public, max-age=60。

在伺服器設置了private比如Cache-Control:private, max-age=60的情況下，表示只有用戶的瀏覽器可以緩存private響應，不允許任何中繼Web代理對其進行緩存 – 例如，用戶瀏覽器可以緩存包含用戶私人信息的 HTML 網頁，但是 CDN 不能緩存。

no-cache

如果伺服器在響應中設置了no-cache即Cache-Control:no-cache，那麼瀏覽器在使用緩存的資源之前，必須先與伺服器確認返回的響應是否被更改，如果資源未被更改，可以避免下載。這個驗證之前的響應是否被修改，就是通過上面介紹的請求頭If-None-match和響應頭ETag來實現的。

需要注意的是，no-cache這個名字有一點誤導。設置了no-cache之後，並不是說瀏覽器就不再緩存數據，只是瀏覽器在使用緩存數據時，需要先確認一下數據是否還跟伺服器保持一致。如果設置了no-cache，而ETag的實現沒有反應出資源的變化，那就會導致瀏覽器的緩存數據一直得不到更新的情況。

no-store

如果伺服器在響應中設置了no-store即Cache-Control:no-store，那麼瀏覽器和任何中繼的Web代理，都不會存儲這次相應的數據。當下次請求該資源時，瀏覽器只能重新請求伺服器，重新從伺服器讀取資源。

怎樣決定一個資源的Cache-Control策略呢？

下面這個流程圖，可以幫到你。

Reference

https://developers.google.com/web/fundamentals/performance/optimizing-content-efficiency/http-caching?hl=zh-cn

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