HTTP及HTTP缓存机制（前端）

HTTP

HTTP是一种获取网络资源的协议，是Web上获取数据交换的基础。

客户端通常是浏览器，当输入URL时，浏览器发起一个请求，以获取HTML文档，服务端收到请求后，生成相应的HTML文档，返回给浏览器。浏览器解析返回的HTML文档，并根据文档中的资源信息发送其他的请求获取这些资源，例如CSS，js，图片等。浏览器根据这些资源绘制页面。

从输入URL到html 页面加载的详细过程：

1. 加载资源：
   浏览器根据DNS服务器得到域名的IP地址；
   向这个IP地址的机器发送http请求；
   服务器接收、处理并返回http请求；
   浏览器得到返回内容。
2. 渲染页面：
   根据 html 结构生成 DOM 树；
   根据 CSS 生成 CSSOM（CSS对象模型）；
   将 DOM 和 CSSOM 整合生成 RenderTree（渲染树）；
   根据 RenderTree 开始渲染和展示（布局渲染树Layout、绘制渲染树Painting）；
   遇到<script>标签时，会执行 并阻塞渲染。

HTTP协议是无状态，有会话的

HTTP协议是无状态的。在同一个连接中，两个成功执行的请求之间是没有关系的。对服务器来说，它并不知道这两个请求来自同一个连接。为了解决这个问题，可以使用cookie和session创建有状态的会话，也可以在请求头中添加token来解决这个问题。

var request  = new XMLHttpRequest();
request.open('GET', '', true);
request.setRequestHeader('Authorization', '');
request.send();

代理服务器

在浏览器和服务器之间可能存在代理服务器，其作用：
（1） 缓存
（2） 过滤，像反病毒扫描
（3）负载均衡，让多个服务器服务不同的请求
（4）对不同资源的权限控制
（5）登录，允许存储历史信息

HTTP缓存机制

比如获取一个html页面，一张图片，一个js文件，都要遵循这个协议。这些文件的特点是不经常变化。将这些不常变化的文件存储起来，对客户端来说是优化用户体验的好方法。

HTTP缓存有多种规则，根据是否需要重新从服务器发起请求来分类：强制缓存、对比缓存。

已存在缓存数据时，仅强制缓存：

强制缓存

已存在缓存数据时，仅对比缓存：

对比缓存

以上我们会发现两种缓存规则的不同。强制缓存如果生效，不需要再和服务器发生交互，而对比缓存不论是否失效，都需要和客户端发生交互。
两种缓存规则可以同时存在，强制缓存优先级高于对比缓存。当执行强制缓存规则，如果缓存生效，直接使用缓存，不再执行对比缓存规则。

强制缓存

强制缓存机制下，如果缓存数据没有失效，可以直接使用缓存数据，那么浏览器是如何知道缓存数据是否失效呢？
我们知道，在没有缓存数据的时候，浏览器向服务器请求数据时，服务器会将数据和缓存规则一并返回，缓存规则信息会包含在响应的header中。
对于强制缓存，响应的header中，会有两个字段来标明失效规则（Expires/Cache-Control），在开发者工具中，可以看到网络请求的详细信息。

Expires

Expires值为服务器返回的到期时间，即下一次请求的时候，如果请求时间小于Expires值，就直接使用缓存数据。
不过Expires是 HTTP 1.0 的东西，现在浏览器默认使用 HTTP 1.1，所以它的左右基本忽略。
另一个问题是，到期时间是由服务端返回的，客户端的时间跟服务端时间可能有误差，这样会导致缓存命中的误差。
所以，HTTP 1.1 中，使用 Cache-Control 替代。

Cache-Control

Cache-Control常见的取值有private,public,no-cache,max-age,no-store，默认值为private。

private    客户端可以缓存
public     客户端和代理服务器都可以缓存
max-age=xxxx   缓存的内容将在xxxx秒后失效
no-cache   需要使用对比缓存来验证缓存数据
no-store   所有内容都不会缓存，强制缓存和对比缓存都不会触发

浏览器获取的时间是客户端的时间，和后端的时间可能存在出入。而且用户可以随意修改客户端的时间。于是，服务器返回了一个绝对时间，所以就返回了Cache-Control: max-age:600(毫秒)，浏览器

对比缓存

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引申

(1）http header中与缓存有关的key：

Cache-Control：资源可以通过设置Cache-Control这个HTTP header来定义其缓存策略。
Pragma: http1.0字段，Pragma:no-cache, 作用和Cache-Control:no-cache相同。
Expires: http1.0字段，指定缓存的过期时间。
Last-Modified: 资源最后一次的修改时间。
ETag: 唯一标识请求资源的字符串。

(2）缓存协商策略用于重新验证缓存资源是否有效, 有关的key：

If-Modified-Since：缓存校验字段, 值为资源最后一次的修改时间, 即上次收到的Last-Modified值。
If-Unmodified-Since：与If-Modified-Since相同，而处理方式与之相反。
If-Match：缓存校验字段, 值为唯一标识请求资源的字符串, 即上次收到的ETag值。
If-None-Match：与If-Match相同，而处理方式与If-Match相反。