WEB缓存策略

xiaoxiao2021-02-28  24

WEB缓存策略

在计算机领域,缓存是一个常见的词汇,其核心目的是为了追求更快的速度,提高系统的整体性能,本文总结一下自己对WEB缓存策略理解。

WEB缓存策略,目的是通过让client与server之间尽可能少的传输重复数据,节省时间和带宽成本。主要包含三个要素:

缓存存储策略,决定是否存储缓存到本地,涉及HTTP头部:Cache-Control: (public | private | no-store)缓存过期策略,判断资源本地缓存是否过期,涉及HTTP头部:Cache-Control: (must-revalidate | no-cache | max-age | s-maxage | proxy-revalidate)、Pragma、Expires缓存对比策略,对比资源本地缓存与源服务器当前是否一致,涉及HTTP头部:ETag、Last-Modified、If-None-Math、If-Modified-Since等

缓存策略主流程图:

与缓存相关的HTTP头部:

头部作用Cache-ControlHTTP/1.1通用头部,作为响应头时,不同指令的含义见下表PragmaHTTP/1.0缓存控制的头部,与Cache-Control: no-cache相同,HTTP/1.1只用做后向兼容HTTP/1.0Expires响应头,指定资源失效的绝对时间戳,如:Mon, 16 May 2017 18:00:00 GMTETag响应头,表示资源内容的唯一标识,与请求头If-None-Math配合使用If-None-Math请求头,使用资源返回的ETag,资源匹配返回304状态码,否则返回200Last-Modified响应头,表示资源的上次修改时间戳,与请求头If-Modified-Since配合使用If-Modified-Since请求头,使用资源返回的Last-Modified,资源修改时间小于该值返回304状态码,否则返回200

Cache-Control作为响应头的指令含义:

指令含义must-revalidate缓存过期前,可以使用,缓存一旦过期,必须与源服务器确认有效性no-cache不管缓存是否过期,一定要与服务器确认有效性no-store不允许存储请求/响应内容public可以在任意场景下储存缓存private请求/响应与特定用户相关,不应该储存到公共缓存proxy-revalidate与must-revalidate相同含有,但是针对private不生效max-age缓存有效持续时长,以秒为单位s-maxage与max-age作用类似,在共享缓存(public)中会覆盖max-age的值

Tips:

Pragma、Expires、Cache-Control同时出现且有冲突时时,优先级:Cache-Control > Pragma > Expires ETag、Last-Modified同时出现时,优先级:ETag > Last-Modified

模拟场景

假设client已成功请求过某资源,然后准备进行二次请求,模拟几种首次请求的不同响应,展现二次请求的不同行为。

响应未提供存储策略与过期策略所需信息

响应头部:

ETag: "5a717041-0" Last-Modified: Wed, 31 Jan 2018 08:00:00 GMT

此情况下,client默认存储副本到本地,二次请求该资源时,根据过期策略判断本地缓存是否可用。而这种情况下的过期策略并不明显,称为启发式过期,通常缓存时长:(Date_value - Last-Modified_value) * 10%,如果在有效期内,直接使用缓存,否则会向服务器验证缓存是否有效,携带以下两个头部:

If-None-Math: "5a717041-0" If-Modified-Since: Wed, 31 Jan 2018 08:00:00 GMT

如果资源没有变化,返回状态码:304/Not Modified,浏览器使用本地缓存。如果资源变化,返回状态码:200/OK,浏览器更新缓存信息,并使用响应返回的数据。

响应提供存储策略与过期策略所需信息

情景一

响应头部:

Cache-Control: public, no-cache ETag: "5a717041-0" Last-Modified: Wed, 31 Jan 2018 08:00:00 GMT

此情况下,client存储副本到本地,二次请求该资源时,根据过期策略no-cache,不使用缓存,直接向服务器验证缓存是否有效。

情景二

响应头部:

Cache-Control: public, must-revalidate, max-age=3600 ETag: "5a717041-0" Last-Modified: Wed, 31 Jan 2018 08:00:00 GMT

此情况下,client存储副本到本地,二次请求该资源时,根据过期策略must-revalidate, max-age=3600,判断距离缓存上次更新是否超过3600s,未超过,直接使用缓存,否则向服务器验证缓存是否有效。

情景三

响应头部:

Cache-Control: public, max-age=3600 ETag: "5a717041-0" Last-Modified: Wed, 31 Jan 2018 08:00:00 GMT

此情况下,client存储副本到本地,二次请求该资源时,根据过期策略max-age=3600,判断距离缓存上次更新是否超过3600s,未超过,直接使用缓存,否则向服务器验证缓存是否有效。

情景四

响应头部:

Cache-Control: no-store ETag: "5a717041-0" Last-Modified: Wed, 31 Jan 2018 08:00:00 GMT

此情况下,client不会存储副本到本地,二次请求该资源时,会直接向服务器发送请求,ETag与Last-Modified依旧可用。

博客原文

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