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浏览器缓存机制学习

分类: 文章 • 2023-03-17 22:01:37

之前对浏览器缓存一直没什么了解，直到工作中遇到了一些相关需求。感觉自己的知识不论是深度还是广度都还差得远，都要一一补全。这次就来了解一下浏览器缓存的相关机制。

参考资料：

浏览器缓存的作用及原理

浏览器在打开页面时需要向服务器请求各种资源，但如果每次打开、刷新都去请求，不仅服务器压力大，显示速度也慢，体验不好。所以浏览器中有缓存机制，把得到的资源储存在本地，需要时直接使用。

浏览器缓存机制学习

使用缓存的好处也显而易见：

  1. 减少页面加载时间
  2. 降低服务器负载

资源缓存在哪里？

在开发者工具-Network-Size中可以看到，有些请求的资源显示了大小，如8KB，有的请求资源显示了from memory cache 或者 from disk cache，他们就是来自缓存。

memory cache就是指把资源缓存到内存中，下次使用时直接从内存中获取，比如随时可能执行的JS disk cache就是将资源缓存到磁盘中，下次使用时从磁盘中获取，比如只需要加载一次就可以渲染的CSS

三级缓存原理 (访问缓存优先级):

  1. 先在内存中查找,如果有,直接加载。
  2. 如果内存中不存在,则在硬盘中查找,如果有直接加载。
  3. 如果硬盘中也没有,那么就进行网络请求。
  4. 请求获取的资源缓存到硬盘和内存。

浏览器缓存的分类

  1. 强缓存:
  2. 协商缓存

浏览器再向服务器请求资源时,首先判断是否命中强缓存,再判断是否命中协商缓存!

强缓存

浏览器在加载资源时，会先根据本地缓存资源的 response header 中的信息（Expires 和 Cache-Control）判断是否命中强缓存，如果命中则直接使用缓存中的资源不会再向服务器发送请求。

Expire (http1.0)

该字段是 http1.0 时的规范，它的值为一个绝对时间的 GMT 格式的时间字符串，比如 Expires:Mon,18 Oct 2066 23:59:59 GMT。这个时间代表着这个资源的失效时间，在此时间之前，即命中缓存。这种方式有一个明显的缺点，由于失效时间是一个绝对时间，所以当服务器与客户端时间偏差较大时，就会导致缓存混乱。

Cache-Control (http1.1, 优先级高于Expires)

Cache-Control 是 http1.1 时出现的 header 信息，主要是利用该字段的 max-age 值来进行判断，它是一个相对时间，例如 Cache-Control:max-age=3600，代表着资源的有效期是 3600 秒。cache-control 除了该字段外，还有下面几个比较常用的设置值：

  • no-cache：需要进行协商缓存，发送请求到服务器确认是否使用缓存。
  • no-store：禁止使用缓存，每一次都要重新请求数据。
  • public：可以被所有的用户缓存，包括终端用户和 CDN 等中间代理服务器。
  • private：只能被终端用户的浏览器缓存，不允许 CDN 等中继缓存服务器对其缓存。

Cache-Control 与 Expires 可以在服务端配置同时启用，同时启用的时候 Cache-Control 优先级高。

协商缓存

当强缓存没有命中的时候，浏览器会发送一个请求到服务器，服务器返回后，浏览器根据返回的 response header 中的部分信息来判断是否命中缓存。如果命中，则返回 304 ，告诉浏览器资源未更新，可使用本地的缓存。

这里的 response header 中的信息指的是 Last-Modify/If-Modify-Since 和 ETag/If-None-Match。

Last-Modify/If-Modify-Since

浏览器第一次请求一个资源的时候，服务器返回的 header 中会加上 Last-Modify，Last-modify 是一个时间标识该资源的最后修改时间。

当浏览器再次请求该资源时，request 的请求头中会包含 If-Modify-Since，该值为缓存之前返回的 Last-Modify。服务器收到 If-Modify-Since 后，根据资源的最后修改时间判断是否命中缓存。

如果命中缓存，则返回 304，并且不会返回资源内容，并且不会返回 Last-Modify。

缺点:

  • 短时间内资源发生了改变，Last-Modified 并不会发生变化。
  • 周期性变化。如果这个资源在一个周期内修改回原来的样子了，我们认为是可以使用缓存的，但是 Last-Modified 可不这样认为,因此便有了 ETag。

ETag/If-None-Match

与 Last-Modify/If-Modify-Since 不同的是，Etag/If-None-Match 返回的是一个校验码。ETag 可以保证每一个资源是唯一的，资源变化都会导致 ETag 变化。服务器根据浏览器上送的 If-None-Match 值来判断是否命中缓存。

与 Last-Modified 不一样的是，当服务器返回 304 Not Modified 的响应时，由于 ETag 重新生成过，response header 中还会把这个 ETag 返回，即使这个 ETag 跟之前的没有变化。

Last-Modified 与 ETag 是可以一起使用的，服务器会优先验证 ETag，一致的情况下，才会继续比对 Last-Modified，最后才决定是否返回 304。

缓存整体流程

浏览器缓存机制学习

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