废话

最近在家不用上班，有点无聊，打了几天游戏，感觉好空虚，还是看点东西学习吧。看到了 HTTP 缓存，之前有看过一点，今天大概整理一下。

作用

重用资源，提高网站和应用的性能。减少网络延迟带来的影响，提升用户体验。一般用于 Get 请求。

缓存的类型

1. 不缓存

不使用缓存

2.（私有）浏览器缓存

用于单独用户，提供前进后退、保存网页的功能

3.（共享）代理缓存

可用于多个用户，比如大型公司都会架设一个 Web代理器，代理服务器可以提供代理缓存功能给用户使用。热门的资源可以被复用，减少网络拥堵。

缓存的控制

Cache-Control

用来定义缓存的策略，请求头和响应头都支持。

禁止缓存

缓存中不得存储任何 客户端请求 和 服务器响应 的内容。

Cache-Control: no-store

强制确认缓存

Cache-Control: no-cache

上面这个头信息，并不是说不缓存，而是说每次都要服务器确认缓存是否可用。使用了这个头信息，每次请求还是会发给服务器，如果服务器返回 304 ，则说明可以继续使用缓存，如果是其他则不使用缓存。

私有缓存 和 公共缓存

Cache-Control: private

默认的配置，表示缓存只属于某个用户，中间人（中间人指中间代理，CDN等）不应该存储。

Cache-Control: public

表示该信息可以被任何中间人缓存

缓存过期机制

Cache-Control: max-age=31536000

最常用的就是 max-age=xxxxxx 了，单位是秒，表示缓存距离上次请求之后能用多久，也就是新鲜度。

Expires: Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT

跟 max-age 相近的是 Expires ，但是 Expires 表示的是一个具体过期时间。

Pragma

HTTP 1.0 定义的 header ，之前没有明确定义，功能上又和 Cache-Control 重合，没什么用，废弃。

Pragma 是HTTP/1.0标准中定义的一个header属性，请求中包含Pragma的效果跟在头信息中定义Cache-Control: no-cache相同，但是HTTP的响应头没有明确定义这个属性，所以它不能拿来完全替代HTTP/1.1中定义的Cache-control头。通常定义Pragma以向后兼容基于HTTP/1.0的客户端。

新鲜度

说到缓存，肯定不能缓存所有的资源，所以就会有一套算法来做 缓存驱逐 ，这个算法就是 驱逐算法。对应的有资源过期了，就会有新的资源更新缓存，以此来保持本地缓存的新鲜度。

当然，一个资源是不是过期了，有些时候不是本地缓冲器一个人说了算，还要跟服务器商量。我们就要分成两种情况了。

强制缓存

Cache-Control: max-age=31536000
Expires: Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT

以上两种缓存，刚才已经说过了，就不多说了。如果服务器返回的响应头中有这两个头信息，而且没过期，就可以直接使用本地缓存了。

协商缓存

这种情况下，一个资源是不是过期要跟服务器商量，也是比较复杂的情况。我们先对几个相关的响应头说明一下。

ETag

响应头，相当是对一个资源做了唯一标识，可以更加准确判断一个资源是否进行更新。还可以有助于防止资源同时更新导致互相覆盖的问题（空中碰撞）。一般是使用资源的 Hash 。

格式如下：

ETag: "<etag_value>"

ETag: W/"<etag_value>"

W/ 表示 弱验证器（Weak validation），对大小写不敏感。

If-None-Match 和 If-Match

这两个都是请求的头信息，表示一个条件请求。所传的值是 ETag 。

If-None-Match

If-None-Match: <etag_value>

If-None-Match: <etag_value>, <etag_value>, …

If-None-Match: *

If-None-Match 表示的是请求资源 ETag 跟这个 ETag 不同服务器就返回更新后资源。

但是如果请求的资源 的 ETag 跟这个相同，则返回 304 ，表示资源没有变更，可以继续使用旧的缓存，并且头部中还可能会添加 Cache-Control、Content-Location、Date、ETag、Expires 等头信息，用来更新新鲜值。

If-Match

If-Match: <etag_value>

If-Match: <etag_value>, <etag_value>, …

If-Match: *

这个更缓存的关系并不是很大，但是容易跟 If-None-Match 混淆，这里也说一下。If-Match 表示如果请求的资源 ETag 跟这个 ETag 相同才会返回资源。一般有下面的两种用途：

1. 对于 GET 和 HEAD ，搭配 Range 头信息来使用，保证新请求的范围和之前请求的范围是同一份。如果不同则服务器需返回 416。看到官方这个场景的描述，我也是一脸懵逼，没想到具体的使用场景。
2. 对于 POST ，可以用来防止更新丢失的问题，也就是之前说的“空中碰撞”的问题。比如两个人都对同一份文件进行修改，提交的时候使用这个请求头，肯定有一个人的更新会冲突，就像 Git 提交一样，因为两个人的请求头中 If-Match 的值都是最原始那个文件，慢提交的人就跟服务器上的 Etag 不同了，也就会提交不上，报冲突了。如果冲突了，服务器返回的是 412 。

Last-Modified 和 If-Modified-Since

Last-Modified: Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT 

If-Modified-Since: Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT 

这两个是一对配合使用的，Last-Modified 是响应头的头信息，返回资源的最后更新时间，IF-Modified-Since 是请求头的头信息，表示如果资源在这个时间之后有更新，则返回资源，如果没更新则返回 304。

缓存处理流程

客户端第一次发请求的时候，服务器可能会返回 Connection-Control 、Expires 、ETag 、Last-Modified 等多个响应头来做缓存操作。

客户端第二次发请求的时候，如果上次响应中有 Connection-Control 、Expires 这两个响应头，客户端可以根据这个两个时间来判断资源是否过期，如果还没过期，就继续使用缓存，如果过期则重新向服务器发请求。

在重新向服务器发请求的时候，也会带上上次响应跟缓存控制有关的响应头。

比如 上次响应头有 ETag ，这次请求就会在请求头中加上 If-None-Match 并附上 ETag 的值。如果上次响应中有 last-Modified ，这次请求中就会在请求头中加上 If-Modified-Since 并附上 Last-Modified 的值。

当然这个时候，缓存过没过期就跟客户端没关系了，反正都塞给服务器，让服务器去做判断。

这几个响应头到了服务器后，服务器就要开始判断请求的这个资源是不是过期了。因为 ETag 比 Last-Modified 更准确（有时候会只修改更新时间，而不修改文件），所以首先判断的是 If-None—Match ，如果同时出现 If-None-Match 和 If-Modified-Since ，则 If-Modified-Since 会被忽略。

如果 If-None-Match 跟服务器上资源的 ETag 不同，就返回更新后的资源，如果相同，则返回 304 并不返回响应体，告诉客户端，这个资源还没过期，可以继续使用，并且响应头中可能会重新加入 Connection-Control 、Expires 、ETag 、Last-Modified 等用来更新客户端缓存的新鲜值。

如果发到服务器中的请求头中，没有 If-None-Match 只有 If-Modified-Since ，则根据服务器上该资源最后的更新时间是否大于 If-Modified-Since 的时间，如果大于，则返回新的资源，如果相同，则跟 If-None-Match 一样返回 304

如果请求中什么跟缓存控制相关的请求头，都没有的话，这就相当于第一次请求了，直接返回资源就可以了。

最后附上一张图示：

HTTP缓存图示