一篇文章看清http快取
Http 快取機制作為一個快取,作用當然是為了提高效能。這個很多人都知道,但是也僅僅只是知道瀏覽器會對請求的靜態檔案進行快取,但是為什麼被快取,快取是怎樣生效的,卻並不是很清楚。這裡就簡單系統的介紹一下HTTP快取機制,期望對各位正確的理解前端快取有所幫助。
一HTTP請求中快取的作用

瀏覽器請求
我們可以知道,從在瀏覽器位址列敲入域名-DNS解析-實際IP-(中間可能多個代理伺服器分發)- 源伺服器,請求抵達源伺服器後,在伺服器上找到請求的資源,再通過代理伺服器一層層的返回資料到瀏覽器端。
快取要解決的核心問題為減少客戶端對源伺服器的HTTP請求,提升效能。試想,像jquery、bootstrap這種更新不頻繁的資源當然沒有必要每次都從源伺服器上獲取。
實際上大部分靜態檔案在下一次內容更新之前都沒有必要再走一遍網路從源伺服器獲取
二、http報文中快取相關引數所處位置
HTTP報文就是瀏覽器和伺服器間通訊時傳送及響應的資料塊。
瀏覽器向伺服器請求資料,傳送請求(request)報文;伺服器向瀏覽器返回資料,返回響應(response)報文。
報文資訊主要分為兩部分
1.包含屬性的首部(header)--------------------------附加資訊(cookie,快取資訊等)與快取相關的規則資訊,均包含在header中
2.包含資料的主體部分(body)-----------------------HTTP請求真正想要傳輸的部分
三、http快取的分類
為方便理解,將HTTP快取資料儲存在瀏覽器中的地方,視為一個快取資料庫,用於儲存快取資訊。

請求截圖
http快取可以分為兩種型別:強制快取和對比快取。如上圖。
強制快取
瀏覽器強快取什麼意思呢,就是說當請求一個資源時,直接從本地的瀏覽器快取中讀取,不發起HTTP請求,對於源伺服器來講,好爽!
(1)強制快取的流程
已存在快取資料時,僅基於強制快取,請求資料的流程如下

強制快取

強制快取-未命中
(2)強制快取的實際使用
強制快取,在快取資料未失效的情況下,可以直接使用快取資料,那麼瀏覽器是如何判斷快取資料是否失效呢?
我們知道,在沒有快取資料的時候,瀏覽器向伺服器請求資料時,伺服器會將資料和快取規則一併返回,快取規則資訊包含在響應header中。
對於強制快取來說,響應header中會有兩個欄位來標明失效規則(Expires/Cache-Control)
使用chrome的開發者工具,可以很明顯的看到對於強制快取生效時,網路請求的情況

form disk cache
Expires(這個不推薦使用)
Expires的值為服務端返回的到期時間,即下一次請求時,請求時間小於服務端返回的到期時間,直接使用快取資料。
不過Expires 是HTTP 1.0的東西,現在預設瀏覽器均預設使用HTTP 1.1,所以它的作用基本忽略。
另一個問題是,到期時間是由服務端生成的,但是客戶端時間可能跟服務端時間有誤差,這就會導致快取命中的誤差。
所以HTTP 1.1 的版本,使用Cache-Control替代。
Cache-Control
Cache-Control 是最重要的規則。常見的取值有private、public、no-cache、max-age,no-store,預設為private。
private: 客戶端可以快取
public: 客戶端和代理伺服器都可快取(前端的同學,可以認為public和private是一樣的)
max-age=xxx: 快取的內容將在 xxx 秒後失效
no-cache: 需要使用對比快取來驗證快取資料(後面介紹)。
no-store: 所有內容都不會快取,強制快取,對比快取都不會觸發(對於前端開發來說,快取越多越好,so...基本上和它說886)
Ps:“no-cache”這個容易搞錯,不是不使用快取,而是不使用強制快取,對比快取還是使用的。“no-store”才是什麼快取都不使用。
舉個例子:

headers
圖中Cache-Control僅指定了max-age,所以預設為private,快取時間為31536000秒(365天)
也就是說,在365天內再次請求這條資料,都會直接獲取快取資料庫中的資料,直接使用。
2、對比快取
當瀏覽器強制快取過期後,就會觸發對比快取機制。這個時候需向伺服器傳送一個http請求,帶上如下列表中的頭部資訊,如果符合規則(即伺服器跟客戶端資源一致),直接返回304,不再返回資源內容;否則,返回狀態碼200與資源內容;最後,更新快取頭資訊。
(1)對比快取的流程
已存在快取資料時,僅基於對比快取,請求資料的流程如下

對比快取

對比快取-未命中
(2)對比快取的實際使用
對比快取,顧名思義,需要進行比較判斷是否可以使用快取。
瀏覽器第一次請求資料時,伺服器會將快取標識與資料一起返回給客戶端,客戶端將二者備份至快取資料庫中。
再次請求資料時,客戶端將備份的快取標識傳送給伺服器,伺服器根據快取標識進行判斷,判斷成功後,返回304狀態碼,通知客戶端比較成功,可以使用快取資料。
第一次訪問:

第一次
再次訪問:

第二次
通過兩圖的對比,我們可以很清楚的發現,在對比快取生效時,狀態碼為304,並且報文大小和請求時間大大減少。
原因是,服務端在進行標識比較後,只返回header部分,通過狀態碼通知客戶端使用快取,不再需要將報文主體部分返回給客戶端。
對於對比快取來說,快取標識的傳遞是我們著重需要理解的,它在請求header和響應header間進行傳遞,
一共分為兩種標識傳遞,接下來,我們分開介紹。
Last-Modified / If-Modified-Since
Last-Modified:
伺服器在響應請求時,告訴瀏覽器資源的最後修改時間。

Last-Modified
If-Modified-Since:
再次請求伺服器時,通過此欄位通知伺服器上次請求時,伺服器返回的資源最後修改時間。
伺服器收到請求後發現有頭If-Modified-Since 則與被請求資源的最後修改時間進行比對。
若資源的最後修改時間大於If-Modified-Since,說明資源又被改動過,則響應整片資源內容,返回狀態碼200;
若資源的最後修改時間小於或等於If-Modified-Since,說明資源無新修改,則響應HTTP 304,告知瀏覽器繼續使用所儲存的cache。

if-Modified-Since
Etag / If-None-Match(優先順序高於Last-Modified / If-Modified-Since)
Etag:
伺服器響應請求時,告訴瀏覽器當前資源在伺服器的唯一標識(生成規則由伺服器決定)。

Etag
If-None-Match:
再次請求伺服器時,通過此欄位通知伺服器客戶段快取資料的唯一標識。
伺服器收到請求後發現有頭If-None-Match 則與被請求資源的唯一標識進行比對,
不同,說明資源又被改動過,則響應整片資源內容,返回狀態碼200;
相同,說明資源無新修改,則響應HTTP 304,告知瀏覽器繼續使用所儲存的cache。

If-Node-Macth
強制快取優先順序高於對比快取
我們可以看到兩類快取規則的不同,強制快取如果生效,不需要再和伺服器發生互動,而對比快取不管是否生效,都需要與服務端發生互動。
兩類快取規則可以同時存在,強制快取優先順序高於對比快取,也就是說,當執行強制快取的規則時,如果快取生效,直接使用快取,不再執行對比快取規則。
總結:
對於強制快取,伺服器通知瀏覽器一個快取時間,在快取時間內,下次請求,直接用快取,不在時間內,執行比較快取策略。
對於比較快取,將快取資訊中的Etag和Last-Modified通過請求傳送給伺服器,由伺服器校驗,返回304狀態碼時,瀏覽器直接使用快取。
瀏覽器第一次請求:

第一次
瀏覽器再次請求時:

第二次