今天休假一天，下午在家补充营养。

对于缓存这个东西，一直是半知不解，平时开发中接触的不多，所以也没太过深入的去了解。

正好今天有空，把《HTTP权威指南》的第七章缓存部分好好读了一遍，记录下来，供自己以后翻阅。

### 正文开始 ———-

好了不废话，关于什么是缓存，大家应该都有所了解。简单来说，就是为了节约带宽，加快网页的浏览速度，浏览器将服务器请求的文档储存一份副本在本地（这里讲的是私人缓存，其实还有公有缓存，这里不做讨论）。

（注：只有GET请求可以被缓存，而POST请求不能）

那么该如何判断使用本地缓存，还是向服务器拉取最新的文件？如何判断本地缓存是否过期？这些问题都是这一章主要讲的内容。

缓存使用中的三种状态

1. 缓存命中–无任何请求发送，直接获取本地缓存

2. 缓存再验证命中(revalidation)–发送请求至服务器，如果本地缓存仍是最新版本，则获取本地缓存（304 Not Modified）

3. 缓存未命中–发送请求至原服务器获取文件

图1 缓存使用中的三种状态

那么我就从这三种状态出发，分别介绍HTTP协议中是如何规范这三种情况的。

1. 缓存命中

由图1a可以看出，在缓存命中的情况下，客户端无需发送任何请求，可直接使用本地缓存。

控制判断缓存是否生效（不发送请求直接使用本地副本）的是Cache-Control（HTTP/1.0中的Pragma）和Expires这两个首部。

Cache-Control

一般来说，Cache-Control又可以称为试用时间，它是一个相对时间，单位为秒。

如果Cache-Control由响应头从服务器发来，并指定了max-age（如mag-age:4000），指的是自客户端从服务器获取这份文档这一刻开始，4000秒内，客户端无需发送请求至服务器验证文档的新旧程度，可直接使用本地副本。

另外，可以通过html中的meta标签来指定该html文档的过期时间，但是不会影响除该html文档以外的文件（如JS,CSS,图片等）。

如：

<meta http-equiv="cache-control" content="max-age: 4000">

Expires

Expires就是一个真正的过期时间了，它是一个绝对时间。但是由于各服务器的始终可能不一致，或者不正确，所以这个时间并不靠谱，故书中不推荐使用。

（注意：有些服务器会回送一个Expires: 0，但这种语法是非法的，可能对某些软件带来问题。）

同样的，Expires可以由客户端接收的服务器响应头中设置，也可以通过html中的meta标签设置。

<!--注意：时间必须是GMT格式-->
<meta http-equiv="expires" content="Thu, 01 Dec 1994 16:00:00 GMT">

同时设置Cache-Control与Expires，Expires会被Cache-control覆盖。

2.缓存再验证命中（revalidation）

如果文件不在Cache-control/Expires的有效范围内，则该文档是需要再验证的（need revalidate）。

再验证的意思是，客户端必须再发送一个请求给服务器，并通过一定规则去验证当前本地副本是否最新的。

如果当前文档仍然是最新的（书中叫新鲜的），则服务器发送一个简单的304 Not Modified响应，告诉客户端放心使用本地副本，并可以更新本地副本的最新时间/版本信息。

控制再验证规则的是Last-Modified（If-Modified-since）以及ETag（If-None-match）头。

Last-Modified（If-Modified-since）

顾名思义，Last-Modified头表明该文件的最后修改日期，它是随响应头传来的。

当文档不满足直接使用本地缓存规则，并需要再验证的时候，如果它发送过来时的响应头中带有Last-Modified，则再验证文件时，需要带上一个If-Modified-Since的请求头。 它的意思也很明显，就是询问服务器，这个文件在这个日期以后有无被修改。

如果在该日期以后，文件被修改过，服务器会返回一个200 OK并将整个文档发送回来。否则，服务器仅会返回一个304 Not Modified，告诉客户端本地缓存仍然有效，可以直接使用，并更新本地文件的最后修改时间。

（注意，有些Web服务器会将If-Modified-Since左右字符串作为比较，而不是当作时间比较。）

ETag(If-None-match)

有了If-Modified-Since仍不足够，因为：

• 有些文档可能被周期性的重写，但实际内容数据是一样的。
• 有些文档可能被修改了，但所做修改并不重要，不需要让世界范围内的缓存都重装数据
• 有些服务器无法准确的判断页面的最后修改日期
• 有些服务器提供的文档会在亚秒间隙变化，对他们来说，以一秒为粒度的修改日期可能就不够用了

为了解决以上问题，HTTP允许用于使用被称为实体标签ETag的版本标识进行比较文件是否最新。

（ETag仅能通过设置Web服务器来控制，Apache,Nginx等）

ETag可以理解为一个名字，标签，指纹等，为一个字符串，可在服务器上设定规则，当文档改变时，改变ETag。

当文档的响应头中带有ETag时，再验证时，就会发送一个If-None-match=“ETAG的值”给服务器。

比如一个文件的ETag=v2.6，如果服务器上的Etag仍为v2.6,则返回304。

如果ETag已改变，如v3.0，则返回200 Ok 并返回新的ETag值。

如果同时设置了ETag与Last-modified，则二者在再验证中都将被使用。

（注意：HTTP 响应头中不包含 Last-Modified/Etag，也不包含 Cache-Control/Expires 的请求无法被缓存）

控制缓存的能力

由优先级递减的顺序，服务器可以附加这些首部到响应头中：

• Cache-Control: no-store
• Cache-Control: no-cache
• Cache-Control: must-revalidate
• Cache-Control: max-age
• Expires日期
• 不附加过期时间，让缓存确定自己的过期日期

no-store

禁止缓存对响应进行复制（副本至本地），响应向客户端发送no-store后，将文档删除。

no-cache

实际上标识了no-cache的响应是可以储存在本地的，只是在再验证以前，不能将其提供给客户端（必须再验证）。

关于Pragma: no-cache

为了兼容HTTP/1.0+， 除了为了兼容HTTP/1.0以外，所有HTTP/1.1应用都应该使用Cache-control: no-cache。

Cache-control:max-age

自服务器传文档起，认为缓存有效而不发送请求的秒数。

可以设置不要缓存（max-age: 0），而全部需要再验证。

Expires

绝对过期时间，不推荐使用，由于服务器时钟可能不同步，或者不正确，绝对时间并不靠谱。

客户端可以控制缓存的使用规则

每个浏览器的具体规则可能不尽相同，下图是一个参考的例子：

通过上图我们可以看到，当用户在按 F5 进行刷新的时候，会忽略 Expires/Cache-Control 的设置，而进行文件再验证，而 Last-Modified/Etag 还是有效的，服务器会根据情况判断返回 304 还是 200；

而当用户使用 Ctrl+F5 进行强制刷新的时候，只是所有的缓存机制都将失效，重新从服务器拉去资源。

总结

对缓存起作用的主要是这4个头：

• Cache-Control(Pragma)
• Expires
• Last-Modifed(If-Modifed-Since)
• ETag(If-None-Match)

Cache-Control(Pragma)与Expires设置了浏览器可以不发送请求而直接使用本地副本的规则。

其中Cache-Control是相对时间，Expires是绝对时间。同时设置时Cache-Control优先级高于Expires（如果设置了Pragma也将被覆盖）。

Cache-Control(Pragma)与Expires可在html中由meta标签设置，仅对该html文档本身生效。

If-Modifed-Since与If-None-Match是当Cache-Control/Expires失效时，需要向服务器发送再验证请求时用到的。

由最初获取该文档时响应头中是否带有Last-Modifed/ETag而决定是否使用这两种再验证方法。

以上四个头不带，则不会进行缓存。

全文完。

Posted in 2015-05-11 17:18