浏览器缓存

前言

合理利用缓存，可以提高页面的打开速度，这句话是前端开发者耳熟能详的准则

但具体缓存对页面性能有多大的影响呢？为了彻底弄懂浏览器缓存，就从动手验证这条准则开始吧

缓存对页面性能的影响

这里就以 掘金 主页为例，来测试有缓存和无缓存这两种情况对页面打开速度的影响

验证工具：Chrome DevTools + Lighthouse

1、无缓存测试

1、打开控制台，Network 面板勾选 Disable cache 选项

2、选择 Lighthouse 工具，点击 Analyze page load 按钮

得到如下性能报告：

2、有缓存测试

打开控制台，Network 面板取消勾选 Disable cache 选项，其他流程一样，得到如下性能报告：

通过该案例验证了：合理利用缓存确实可以提升页面的打开速度

什么是浏览器缓存？

当我们访问一个网站时，会加载各种资源，如 HTML文档、JS、CSS、图片等。浏览器会将一些不经常变的资源保存在本地，这样下次访问相同网站时，就直接从本地加载资源，并不通过请求服务器，这就是浏览器缓存

如何判断哪些资源是从缓存中获取呢？

Network的Size列表：

在Network面板中的size列表里，会看到两种标识：from memory cache 和 from disk cache 字样，这就说明该资源来自缓存，memory cache 表示缓存来自内存，disk cache 表示缓存来自硬盘，两者具体的区别下文有讲解

前端常用的缓存方案

强缓存与协商缓存相结合的方案

1）HTML 文档配置协商缓存；

2）JS、CSS、图片等资源配置强缓存

此方案的好处：当项目版本更新时，可以获取最新的页面；若版本未变化，可继续复用之前的缓存资源；既很好利用了浏览器缓存，又解决了页面版本更新的问题

浏览器的缓存流程

此图是非常经典的浏览器缓存流程，下面来讲解其中具体的细节

强缓存

如果资源没过期，就取缓存，如果过期了，则请求服务器，一般用于JS、CSS、图片等资源

如何判断强缓存过期？

第一次访问页面，浏览器会根据服务器返回的 response Header 来判断是否对资源进行缓存，如果响应头中有 cache-control 或 expires 字段，代表该资源是强缓存

Cache-Control

是 HTTP1.1 中控制网页缓存的字段，主要取值为：

• public：资源客户端和服务器都可以缓存
• privite：资源只有客户端可以缓存
• no-cache：客户端缓存资源，但是是否缓存需要经过协商缓存来验证
• no-store：不使用缓存
• max-age：缓存保质期，是相对时间

上图中，HTTP 响应头中 Cache-Control 为 max-age = 31536000，意思是说在 31536000 秒后该资源过期，如果未超过过期时间，浏览器会直接使用缓存结果，强制缓存生效

Cache-Control: no-cache 和 no-store的区别：

Cache-Control: no-cache：这个很容易让人产生误解，误以为是响应不被缓存

实际上Cache-Control: no-cache是会被缓存的，是协商缓存的标识，只不过每次都会向服务器发起请求，来验证当前缓存的有效性

Cache-Control: no-store：这个才是响应不被缓存的意思

Expires

是HTTP1.0控制网页缓存的字段，值为一个时间戳，服务器返回该资源缓存的到期时间

但 Expires 有个缺点，就是它判断是否过期是用本地时间来判断的，本地时间是可以自己修改的

到了HTTP/1.1，Expire 已经被 Cache-Control 替代，Cache-Control 使用了max-age相对时间，解决了Expires 的缺陷

注意：当 Cache-Control 与 expires 两者都存在时，Cache-Control 优先级更高

memory cache 与 disk cache 的区别？

两者都属于强缓存，主要区别在于存储位置和读取速度上

1、memory cache 表示缓存来自内存， disk cache 表示缓存来自硬盘

2、memory cache 要比 disk cache 快的多！从磁盘访问可能需要5-20毫秒，而内存访问只需要100纳秒甚至更快

• memory cache 特点：
  当前tab页关闭后，数据将不存在（资源被释放掉了），再次打开相同的页面时，原来的 memory - cache 会变成 disk cache
• disk cache 特点：
  关闭tab页甚至关闭浏览器后，数据依然存在，下次打开仍然会是 from disk cache

一般情况下，浏览器会将js和图片等文件解析执行后直接存入内存中，这样当刷新页面时，只需直接从内存中读取(from memory cache)；而css文件则会存入硬盘文件中，所以每次渲染页面都需要从硬盘读取缓存(from disk cache)

协商缓存

浏览器携带缓存标识向服务器发送请求，服务器根据缓存标识来决定该资源是否过期，一般用于html资源，验证版本是否更新

触发条件：

• Cache-Control 的值为 no-cache （协商缓存）
• 或者 Cache-Control: max-age=0

协商缓存的标识

Last-Modified
Last-Modified：文件在服务器最后被修改的时间，从服务器 Respnse Headers 上获取

Last-Modified 的验证流程：
1、第一次访问页面时，服务器的响应头会返回 Last-Modified 字段
2、客户端再次发起该请求时，请求头 If-Modified-Since 字段会携带上次请求返回的 Last-Modified 值
3、服务器根据 if-modified-since 的值，与该资源在服务器最后被修改时间做对比，若服务器上的时间大于 Last-Modified 的值，则重新返回资源，返回200，表示资源已更新；反之则返回304，代表资源未更新，可继续使用缓存

请求的 Request Headers 上携带 if-modified-since 字段：

Etag
ETag：当前资源文件的一个唯一标识(由服务器生成)，若文件内容发生变化该值就会改变

ETag 的验证流程：
1、第一次访问页面时，服务器的响应头会返回 etag 字段
2、客户端再次发起该请求时，请求头 If-None-Match 字段会携带上次请求返回的 etag 值
3、服务器根据 If-None-Match 的值，与该资源在服务器的Etag值做对比，若值发生变化，状态码为200，表示资源已更新；反之则返回304，代表资源无更新，可继续使用缓存
请求的 Request Headers 上携带 if-none-match 字段：

为什么要有 Etag ？

Etag 的出现主要是为了解决一些 Last-Modified 难处理的问题：

1、一些文件也许会周期性的更改，但是内容并不改变(仅仅改变的修改时间)，这时候并不希望客户端认为这个文件被修改了而重新去请求；
2、某些文件修改非常频繁，比如在秒以下的时间内进行修改，(比方说 1s 内修改了 N 次)，If-Modified-Since 能检查到的粒度是秒级的，使用 Etag 就能够保证这种需求下客户端在 1 秒内能刷新 N 次 cache

注意：Etag 优先级高于 Last-Modified，若 Etag 与 Last-Modified 两者同时存在，服务器优先校验 Etag

协商缓存的两种状态

服务器根据请求头携带的缓存标识，判断该资源是否变化，资源未变化返回304，反之返回200

1、资源未变化，返回304

2、资源已更新，返回200

协商缓存的流程

1、第一次请求
客户端发送请求，服务器处理请求，返回文件内容和一堆Header，包括Etag 和 Last-Modified，状态码200
2、第二次请求
a、客户端发起请求，此时请求头上会带上 if-none-match值为Etag 和 if-modified-since值为last-modified
b、服务器优先判断 Etag，若资源未变化状态码为304，客户端继续使用本地缓存，若资源发生变化，状态码为200 并返回最新的资源