HTTP缓存机制

HTTP缓存机制是web性能优化的一个重要手段，之前自己也只是知道浏览器会对请求的静态文件进行缓存，但是为什么被缓存，缓存的机制是什么，却并不清楚。那么，今天来总结一下。

缓存策略的使用就是为了改善客户端的呈现时间，降低服务端的负担。对于前端来说能缓存越多越好，能缓存越久越好。

对于HTTP的缓存机制来说，策略体现在HTTP的头部信息的字段上。

作为铺垫，我们先简单介绍一下HTTP报文

简单的来说HTTP报文就是浏览器和服务器之间通信时发送及响应的数据块，浏览器向服务器请求数据时，发送请求（request）报文；服务器向浏览器返回数据时，返回响应（response）报文。

报文信息主要分为三个部分：
1.请求行/状态行
2.头部信息（header），里面包含了附加信息（cookie、缓存信息等）与缓存相关的规则信息
2.主体部分（body），HTTP请求实际传输的数据

以上只是一个简单的说明，具体可以查看HTTP报文详解，现在我们只要先知道缓存主要是header中的信息就可以了。

缓存规则

为了方便大家理解，我们认为浏览器存在一个缓存数据库，用于存储缓存信息。在客户端第一次请求数据时，此时缓存数据库中没有对应的缓存数据，需要请求服务器，服务器返回后，将数据缓存到缓存数据库中。

这些策略根据是否需要重新向服务器端发起请求可以分为强缓存和协商缓存两大类。

强缓存

强缓存紧密联系着一个缓存时间期限，当浏览器请求资源的时候会查看缓存中的资源是否存在并且确定该缓存的资源是否过了“保质期”，若没有超过保质期则将取得缓存中的资源进行下一步处理。

对于强缓存来说，响应header中会有两个字段来标明失效规则（Expires/Cache-control）

Expires

Expires的值为服务器返回的到期时间，即下一次请求时，请求时间在此之前的，可直接使用缓存数据。该字段的 value 是一个格林威治时间格式（GMT)的时间,即世界标准时间，js 通过 new Date().toUTCString()可得到，形如Tue, 27 Feb 2018 06:37:48 GMT。有一个问题是，到期时间是有服务端生成的，但是客户端时间可能跟服务端时间有误差，这样就会导致缓存命中的误差。另外Expires是HTTP 1.0的东西，现在浏览器均默认使用HTTP1.1，所以它的作用比接下来介绍的Cache-control优先级较低。

Cache-Control

是最重要的规则。常见的取值有private、public、no-cache、no-store，默认为private。

其中:
max-age单位为秒

public和private区别在于是否有中间商赚差价（是否允许CDN代理服务器缓存）

no-cache并不是说，不准使用缓存，而是需要走接下来的优先级相对较低的另一类--协商缓存。

no-store是所有内容都不会缓存，强缓存，协商缓存都不会触发

举个例子:

图中Cache-Control仅指定了max-age，所以默认为private，缓存时间为31536000秒（365天）
也就是说，在365天内再次请求这条数据，都会直接获取缓存数据库中的数据，直接使用。

协商缓存

协商缓存是需要通过客户端和服务端进行HTTP通信时，所在响应头和请求头中互送缓存标识。然后对标识进行比较判断是否可以使用缓存。浏览器第一次请求数据时，服务器会将缓存标识与数据一起返回给客户端，客户端将二者备份至缓存数据库中，再次请求数据时，客户端将备份的缓存标识发送给服务器，服务器根据缓存标识进行判断，判断成功后，返回304状态码，通知客户端比较成功，可以使用缓存数据。

第一次访问： image 再次访问： image

通过两图的对比，我们可以很清楚的发现，在对比缓存生效时，状态码为304，并且报文大小和请求时间大大减少，原因是，服务端在进行标识比较后，只返回header部分，通过状态码通知客户端使用缓存，不再需要将报文主体部分返回给客户端。

对于对比缓存来说，缓存标识的传递是我们着重需要理解的，它在请求header和响应header之间进行传递，一共分为两种标识传递，接下来，我们分开介绍。

Last-Modified / If-Modified-Since

Last-Modified:
服务器在响应请求时，告诉浏览器资源的最后修改时间。

响应header

If-Modified-Since：
再次请求服务器时，通过此字段通知服务器上次请求时，服务器返回的资源最后修改时间。服务器收到请求后发现有头If-Modified-Since则与被请求资源的最后修改时间进行比对。若资源的最后修改时间大于If-Modified-Since，则说明资源又被改动过，则相应整片资源内容，返回状态码200；若资源的最后修改时间小于或等于If-Modified-Since，说明资源无新修改，则相应HTTP 304，告知浏览器继续使用所保存的cache。

请求header

Etag / If-None-Match

(优先级要高于Last-Modified / If-Modified-Since)

Etag：
服务器响应请求时，告诉浏览器当前资源在服务器的唯一标识（生成规则由服务器决定）。

响应header

If-None-Match：
再次请求服务器时，通过此字段通知服务器客户端缓存数据的唯一标识，服务器收到请求后发现有头If-None-Match则与请求资源的唯一标识进行比对，不同，说明资源又被改动过，则相应整片资源内容，返回状态码200；相同，说明资源无新修改，则相应HTTP 304，告诉浏览器继续使用所保存的cache。

请求header

总结
对于强缓存，服务器通知浏览器一个缓存时间，在缓存时间内，下次请求直接使用缓存，不在时间内，执行协商缓存策略。
对于协商缓存，通过将缓存标识通过请求发送给服务器，由服务器校验，是否有更新，标识一致返回304状态码时，浏览器直接使用缓存，标识不同则向服务器请求资源。

浏览器第一次请求：

浏览器再次请求：

以上是对HTTP缓存机制的一个总结。

主要参考了现有的一些文章，感谢各位大大的总结。
http://www.cnblogs.com/chenqf/p/6386163.html
https://www.jianshu.com/p/f080181021cb