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通过HTTP协议做Web缓存

亲,你知道缓存是什么吗?其实缓存就像办健身卡,我第一次花了699办了一年的卡之后,接下来的一年我都可以免费锻炼。 在web中,我们交的不是钱,而是空间,我们耗费一定的空间之后,能够获得网页打开速度质的飞跃。

作者:佚名来源:VillainHR|2017-09-21 10:00

开发者大赛路演 | 12月16日,技术创新,北京不见不散


亲,你知道缓存是什么吗?

其实缓存就像办健身卡,我第一次花了699办了一年的卡之后,接下来的一年我都可以免费锻炼。 在web 中, 我们交的不是钱,而是空间,我们耗费一定的空间之后,能够获得网页打开速度质的飞跃。 当我们第一次访问一个页面时,我们需要交纳一定的空间, 将下载的css,js,html已经img等相关资源保存在本地。 在第二次,第三次。。。访问时,就可以不用去下载文件了。 通常来说,设置文件的缓存有两种方式,一种是在服务器内设置响应头文件,另外一个是使用h5的manifest文件来进行相关设置. 我们先看看报文设置响应头的方式吧

服务器的缓存协商

这种方式设置的缓存有两种,一种是需要服务器验证,另外一种是不用发送请求验证。

ETag/Last-Modified

这两种方式做法类似,都要向服务器发送一次请求进行验证。简直,缓存就缓存呗,为什么还要验证呢? 其实,这是该协议的一种特有方式,发送一次验证主要是检查文件是否发生变化。

ETag

ETag是用来计算文件的内容是否发生变化,比如,你在文件中删除一个空格,这样都算文件内容发生变化。 通常做法是用md5或者SHA1算法,计算出文件的唯一值。 在前端其实都可以完成, 找到一个文件文件解析的md5算法,然后将文件传入,就可以得到ETag的值。 不过这里,我们着重点并不是让你生成Etag,而是看看ETag在缓存中的重要作用。 ETag是HTTP/1.1A的一种办法,由Web服务器生成,并写入响应头中。

  1. //response Headers 
  2. ETag:"751F63A30AB5F98F855D1D90D217B356" 

接着,到了浏览器之后,便缓存在本地。 当下次打开同样的文章时,会在请求头中发送If-None-Match, 给服务器检查文件是否发生变化。如果没有,则告诉浏览器使用本地的,否则返回新文件

  1. //request Headers 
  2. If-None-Match: "751F63A30AB5F98F855D1D90D217B356" 

通常情况下,服务器默认是打开Etag的,但是为了防止你的同事,或者后台哥哥的后台配置文件不正确,关闭了Etag,这时候,就需要你对对 配置文件 做一些设置。 这里我以Nginx为例: 打开ngnix.conf文件,检查是否有以下语句:

  1. etag off
  2. more_set_headers -s 404 -t 'ETag'
  3. more_clear_headers 'Etag'

如果有则将其删除掉。然后重启nginx就可以了。他们将Etag关闭的原因其实也很简单,就是因为,Etag打开之后会增加服务器的负载,造成性能的局限性,所以,关闭或者打开Etag都要经过权衡的。

Last-Modified

这和文档内容信息验证不同,这里采用的是日期验证办法。 即,服务器上会对文件打上一个文件改动的日期,然后客户端接受该日期,下次请求时,返回该日期,服务器验证,如果日期未变,则告诉浏览器使用本地缓存即可。 即,在服务器的相应头中,可以设置Last-Modified,来启用这一缓存协议.

  1. //Response Header  
  2. Last-Modified:Tue, 03 Mar 2015 01:38:18 GMT 

接受到这一响应头之后,浏览器会对该文件做一个缓存,并保存该日期。当下次请求的时候,会通过If-Modified-Since将日期传入并验证:

  1. If-Modified-Since:Tue, 03 Mar 2015 01:38:18 GMT 

如果日期未变,则告诉浏览器使用缓存。 那我们通常应该怎样启用服务器这一功能呢? 默认情况下,服务器会对静态资源发送Last-modified的tag。 但是,需要注意,Last-Modified的更新时间只能以秒来计,如果你文件改动过于频繁,Last-Modified是无效的(不过,谁牛逼到1s内能多次更新文件嘞~) 实际上.Last-Modified的这个标签的我们通常并不会单独使用它,通常与expires结合,形成一个可降级的缓存.

Expires/Cache-Control

Expires/Cache协议与上述验证协议最大的不同在于,他可以省略发送验证请求环节,不需要服务器的验证,而直接使用本地缓存。 通常这种方式,适用于,项目稳定,版本迭代不多的时候。

Expires

在服务器端可以设置Expires的一个绝对时间。

  1. //Response Headers 
  2. Expires:Tue, 03 May 2016 09:33:34 GMT 

这告诉浏览器,在2016.5.3号之前,可以直接使用该文本的缓存副本。但是,可能会因为服务器和客户端的GMT时间不同,会有一定的bug。 所以,这里只提议在长时间缓存的情况下使用。否则,应该选择Cache-Control. 那在服务器端该怎么设置呢? 这里以nginx为例:

  1. location ~* \.(?:css|js)$ { 
  2.   expires 1d; 
  3.   access_log off
  4.   add_header Cache-Control "public"

通过 expires 设置过期时间为一天,此时,服务器会根据当前的时间,加上一天.同时添加Expires和Cache-Control头部标签。 即,得到的Response Header为:

  1. Expires: Fri, 28 Feb 2014 10:42:09 GMT 
  2. Cache-Control: max-age=86400 //24*60*60 

(HTTP规定,如果出现max-age和expires,则max-age默认覆盖掉expires) 当expires为负数表示no-cache,正数或零表示max-age=time。 如果你不想缓存,可以直接设置:

  1. expires -1; //永远过期,Cache-Control: no-cache 

Cache-Control

这应该是HTTP1.1为了解决HTTP1.0中expires的时间差的bug,而新添加的一个tag. 他的配置项很多,其实完全都可以取代expires(现在大多数服务器都支持). 引用一段原话:

Cache-Control 头在 HTTP/1.1 规范中定义,取代了之前用来定义响应缓存策略的头(例如 Expires)。当前的所有浏览器都支持 Cache-Control,因此,使用它就够了。

不过,目前大部分服务器都会将两者添加上,因为HTTP规定,如果Cache-Control和expires同时出现的话,expires会默认被覆盖掉。 此时,返回的响应码不再是304(文件未改动),而是200(资源成功访问).

通过HTTP协议做Web缓存

当前每次发送请求之前浏览器会检查缓存系统里,是否有相应文件的备份,如果有的话,则直接从本地模仿一个Response头 理论知识铺垫完毕,我们来take a look. 看看cache-control 有哪些可以配置的属性(以下属性都跟在cache-control后)

  • public: 共有缓存,可被缓存代理服务器缓存,比如CDN
  • private: 私有缓存,不能被共有缓存代理服务器缓存,可被用户的代理缓存如浏览器。
  • max-age=[秒]:表示在这个时间范围内缓存是新鲜的无需更新。类似Expires时间,不过这个时间是相对的,而不是绝对的。也就是某次请求成功后多少秒内缓存是新鲜的。
  • s-maxage=[秒]:类似max-age, 除了仅应用于共享缓存(如代理)。
  • no-cache:这里不是不缓存的意思,只是每次在使用缓存之前都强制发送请求给源服务器进行验证,检查文件该没改变(其实这里和ETag/Last区别不大)
  • no-store:就是禁止缓存,不让浏览器保留缓存副本
  • must-revalidate:告诉浏览器,你这必须再次验证检查信息是否过期, 返回的代号就不是200而是304了。
  • proxy-revalidate:类似must-revalidate,除了只能应用于代理缓存。

比如,这里我可以设置Cache-Control为:

  1. //Response Headers  
  2. Cache-Control:private, max-age=0, must-revalidate 

该文件是一个私有文件,只能被浏览器缓存,而不能被代理缓存。max-age标识该缓存 立即过期 ,其实和no-cache实际上区别不大. 然后must-revalidate告诉浏览器,你必须给我再验证文件过没过期,比如接下来可能会验证Last-Modified或者ETag.如果没有过期则使用本地缓存. 其实上面可以直接等同于:

  1. //Response Headers  
  2. Cache-Control:private,no-cache 

使用no-store的结果

  1. //Response Headers 
  2. Cache-Control:no-store; 

这样表明,不管一不一样都需要重新下载. 强烈表示,不让你使用缓存文件。后续的就不会去验证ETag了。 当然,如果你将IE6那种古老的浏览器考虑进来的话,那你干脆就做的不要脸一点,直接用下面的tag就行:

  1. Cache-Control: no-cache, no-store, must-revalidate //HTTP1.1 
  2. Pragma: no-cache //HTTP1.0 
  3. Expires: 0 //Proxy 

不过现在基本上也没有不支持Cache-Control的浏览器了。所以,正常情况下,可以直接使用.如下的策略来进行设置:(From google developer )

通过HTTP协议做Web缓存

我们通常在nginx怎么配置对应的cache-control头呢?

  1. ##设置no-cache 
  2. //Nginx 
  3. expires -1; 
  4. //cache-control 
  5. Cache-Control:no-cache 
  6.  
  7. ##设置max-age=0 
  8. //Nginx 
  9. expires 0; 
  10. //cache-control 
  11. Cache-Control:max-age=0 
  12.  
  13. ##设置其他头部 
  14. //nginx 
  15. add_header  Cache-Control "no-cache"
  16. add_header  Pragma no-cache; 

上面说的基本上是服务器的响应头,那在浏览器的Request headers里存在cache-control代表什么呢? 当请求头中有: Cache-Control: max-age=0 ,表示缓存需要进行验证(ETag||Last-Modified),如果缓存未过期,则可以使用。 当请求头中有: Cache-Control: no-cache ,表示浏览器只能获取最新的文件。 和Response Header中的no-store相对应。

组合拳法之缓存策略

上面介绍的last/ETag/Expires/Cache都是HTTP协议的缓存策略。当然,缓存不止这一种,比如在HTML 4.0中定义的某些meta也可以实现自定义缓存的

  1. <meta http-equiv="Cache-Control" content="no-cache, no-store, must-revalidate" /> 
  2. <meta http-equiv="Pragma" content="no-cache" /> 
  3. <meta http-equiv="Expires" content="0" /> 

但,实际情况是,这些meta只能在file:// 本地文件中使用,如果是服务器则默认被覆盖。现在目前主流的就是使用HTTP1.1协议缓存 不过我们一般都不会单独使用某一项。 但是,组合之后他们的效果是怎样的呢?

通过HTTP协议做Web缓存

如果你的网页不是什么特别定制化的(私密)的,使用缓存能给你网站的性能带来极大的提升。所以很推荐使用。 一个网站,说白了就是HTML+JS+CSS+fonts+img 这几类文件(视频就呵呵了). 我们可以针对这几类文件做一些缓存层级

通过HTTP协议做Web缓存

上面只是一个简单的设置,要知道HTML是一定不能缓存的(大部分网页)。 缓存设置时间应该在你版本稳定之后设置,否则会得不偿失。 另外设置Cache-Control还可以配合ETag或者Last-Modified进行补偿验证,如果后面文件变化也可以及时反映出来。

清除缓存

最常用的办法就是修改文件的版本号,或者生成随机文件名。 如果你只是在本地测试,想手动清楚缓存的话,可以使用.

通过HTTP协议做Web缓存

但是在Mac中不一样,使用command+R = F5刷新, command+shift+R= ctrl+F5硬性重新加载. 另外,即使你设置了缓存策略,但是他也不会进行缓存的文件。 这些文件包括动态认证的文件,比如需要cookie验证,输入验证码等产生的文件。POST请求文件不能被缓存。

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【责任编辑:未丽燕 TEL:(010)68476606】

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