Http 协议基础知识 2：缓存

Question

缓存

首先缓存有很多种，这里大致介绍下和前端有关的缓存，着重说下 http 协议相关的缓存。

1. client 在发起一个 http 请求前，可能先会检查下是否已经请求过这个 uri，如果是并且缓存有效的话，就不用发请求了，直接读取本地缓存即可。这一步的缓存是http协议层面的缓存。
2. 当已经请求过的uri在此被较为强制的理由请求时（如用户主动刷新页面），那么client就不能完全使用本地缓存了，它会发起一个带有缓存协商的http请求，和server商量好本地缓存可用的话，server 会返回 304，并且无响应体，client加载本地缓存，否则server返回200，并返回响应体。
3. 请求在到达 server 前（这里的server指的是部署代码的server），可能会先到达cdn，cdn的原理是遍布各地的cdn节点在一次接到一个uri请求时，向中控机发起请求，获得该请求的文件，返回给用户并缓存下来。下次同样的请求就直接返回给用户了。这里的 cdn 缓存，不同的cdn实现不一样，有些是缓存文件名，有些是缓存url。所以前端开发人员在使用cdn的时候就需要了解其中是如何进行缓存的，你再中控机上更新一个文件，cdn 节点是否会重新获得该文件。操作不当就会导致更新的内容在用户那里无法生效，因为cdn一直使用的旧的缓存文件。
4. 请求穿过历尽万难到达你部署代码的 server 之后，在 server 端还会进行若干缓存，这里就不过多探讨了。与前端关系不大，是后端人员需要关注的。

机制

接下来详细解释下 http 的缓存机制。

http 主要是通过时间和内容两种办法来处理缓存的。

首先，client 发起一个 http 请求之后，server 会在 http 响应头里面告诉 client，这个请求能否被缓存。这里有两个响应头可以用来做这件事儿。

Expires

一个是 Expires，表示请求的过期时间，是个绝对的时间，如Thu, 04 Jul 2013 06:25:39 GMT，client就知道，该请求在Expires的时间之前都是可用的，超过这个时间就不可用了。若强制请求不缓存，就设置个已经过去的时间即可。用Expires的缺点就是，这是个绝对的时间，而所有的server和client在绝对时间上，都是有一定误差的。

Cache-Control

另一个是Cache-Control，常用的就是max-age,表示缓存的有效时间，单位为毫秒。如：Cache-Control:max-age=14400。在请求该uri之后的max-age之内，认为改请求的缓存是有效的。若强制请求不缓存，可以设置为0。

理论上，Expires和Cache-Control只用其一即可，两个都用是非法的。这样便解释了上面提到的第1中缓存的情况。即强缓存，在浏览器中，一般除非用户刷新等主动强制更新缓存的操作，都会采用上面的方法处理缓存。

client已经缓存了某个uri之后，还是需要访问服务器的时候，client和server就要进行缓存协商了。常用的缓存协商有两种方法，一种是最后修改日期，另一种是版本号。

Last-Modified

先说下最后修改日期。请求的响应头中，server可能会写入 Last-Modified 字段，表示改请求最后一次修改的时间。client第二次发送这个请求时，就会带上If-Modified-Since的请求头，告诉server，只有请求内容在某个时段之后修改过，才返回给我。server中看到这个请求头，会验证在某个时段后是否修改过。若修改过，返回200，并返回最新的请求体，否则返回304，告诉client，请使用你的本地缓存吧。

ETag

最后修改日期验证，应该很容易理解，下面说下版本验证，也就是 ETag。

首先，client是不会理解ETag是怎么生成的，它只负责记录 ETag，并告诉 server。至于 server 中如何计算 ETag，也没有规定。只要你遵守一个原则即可：内容不变，ETag 不变，内容变化，ETag 变化。到底你用md5还是什么算法，那就看具体情况了。

请求的响应头中，server会将计算好的ETag返回给client。client下次请求时，会带上 If-None-Match 的请求头，告诉 server，只有 ETag 不匹配的时候，你才返回给我内容，否则我就使用缓存。server端的处理同 Last-Modified 时。

如果同时存在 ETag 和 Last-Modify 验证怎么办呢？server 会同时验证两个，都满足时才返回 304，有一个不满足就要返回 200，给 client 最新的内容。