当浏览器请求资源时,会默认将资源存入缓存中,有两种读取缓存的方式from disk cache 和 from memory cache,当第一请求的时候会在内存和硬盘中同时备份文件,以便下次重复利用资源。当用户刷新页面,如果缓存的资源没有过期,那么直接从内存中读取并加载。当用户关闭页面后,当前页面缓存在内存中的资源被清空。当用户再一次访问页面时,如果资源文件的缓存没有过期,那么将从本地磁盘进行加载并再次缓存到内存之中。
在浏览器中,浏览器会在js和图片等文件解析执行后直接存入内存缓存中,那么当刷新页面时只需直接从内存缓存中读取(from memory cache);而css文件则会存入硬盘文件中,所以每次渲染页面都需要从硬盘读取缓存(from disk cache)。
那么如何判断缓存有没有过期呢?
浏览器发起HTTP请求 – 服务器响应该请求。那么浏览器第一次向服务器发起该请求后拿到请求结果,会根据响应报文中HTTP头的缓存标识,决定是否缓存结果,是则将请求结果和缓存标识存入浏览器缓存中,简单的过程如下图:

由上图我们可以知道:
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浏览器每次发起请求,都会先在浏览器缓存中查找该请求的结果以及缓存标识
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浏览器每次拿到返回的请求结果都会将该结果和缓存标识存入浏览器缓存中
这里我们根据是否需要向服务器重新发起HTTP请求将缓存过程分为两个部分,分别是 强制缓存和协商缓存 。
强制缓存
强制缓存就是向浏览器缓存查找该请求结果,并根据该结果的缓存规则来决定是否使用该缓存结果的过程,强制缓存的情况主要有三种如下:
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不存在该缓存结果和缓存标识,强制缓存失效,则直接向服务器发起请求(跟第一次发起请求一致),如下图:
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存在该缓存结果和缓存标识,但该结果已失效,强制缓存失效,则使用协商缓存,如下图
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存在该缓存结果和缓存标识,且该结果尚未失效,强制缓存生效,直接返回该结果,如下图
当浏览器向服务器发起请求时,服务器会将缓存规则放入HTTP响应报文的HTTP头中和请求结果一起返回给浏览器,控制强制缓存的字段分别是Expires和Cache-Control,其中Cache-Control优先级比Expires高。
Expires
Expires是HTTP/1.0控制网页缓存的字段,其值为服务器返回该请求结果缓存的到期时间,即再次发起该请求时,如果客户端的时间小于Expires的值时,直接使用缓存结果。
Expires是HTTP/1.0的字段,但是现在浏览器默认使用的是HTTP/1.1
到了HTTP/1.1,Expire已经被Cache-Control替代,原因在于Expires控制缓存的原理是使用客户端的时间与服务端返回的时间做对比,那么如果客户端与服务端的时间因为某些原因(例如时区不同;客户端和服务端有一方的时间不准确)发生误差,那么强制缓存则会直接失效,这样的话强制缓存的存在则毫无意义,那么Cache-Control又是如何控制的呢?
Cache-Control
在HTTP/1.1中,Cache-Control是最重要的规则,主要用于控制网页缓存,主要取值为:
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public:指定响应可以在代理和客户端缓存中被缓存,于是可以被多用户共享。如果没有明确指定private。
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private:所有内容只有客户端可以缓存,Cache-Control的默认取值,响应只能在私有缓存中被缓存,不能放在代理缓存上。对一些用户信息敏感的资源。
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no-cache:表示必须先与服务器确认资源是否被更改过(依靠If-None-Match和Etag),然后再决定是否使用本地缓存。
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no-store:所有内容都不会被缓存,即不使用强制缓存,也不使用协商缓存, 绝对禁止缓存任何资源,也就是说每次用户请求资源时,都会向服务器发送一个请求,每次都会下载完整的资源。通常用于机密性资源。
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max-age=xxx (xxx is numeric):缓存内容将在xxx秒后失效
接下来,我们直接看一个例子,如下:

由上面的例子我们可以知道:
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HTTP响应报文中expires的时间值,是一个绝对值
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HTTP响应报文中Cache-Control为max-age=600,是相对值
由于Cache-Control的优先级比expires,那么直接根据Cache-Control的值进行缓存,意思就是说在600秒内再次发起该请求,则会直接使用缓存结果,强制缓存生效。
注:所以同时存在时,只有Cache-Control生效。
协商缓存
协商缓存就是强制缓存失效后,浏览器携带缓存标识向服务器发起请求,由服务器根据缓存标识决定是否使用缓存的过程,主要有以下两种情况:
- 协商缓存生效,返回304,如下

- 协商缓存失效,返回200和请求结果结果,如下

同样,协商缓存的标识也是在响应报文的HTTP头中和请求结果一起返回给浏览器的,控制协商缓存的字段分别有:Last-Modified / If-Modified-Since和Etag / If-None-Match,其中Etag / If-None-Match的优先级比Last-Modified / If-Modified-Since高。
Last-Modified / If-Modified-Since
- Last-Modified是服务器响应请求时,返回该资源文件在服务器最后被修改的时间,如下。

- If-Modified-Since则是客户端再次发起该请求时,携带上次请求返回的Last-Modified值,通过此字段值告诉服务器该资源上次请求返回的最后被修改时间。服务器收到该请求,发现请求头含有If-Modified-Since字段,则会根据If-Modified-Since的字段值与该资源在服务器的最后被修改时间做对比,若服务器的资源最后被修改时间大于If-Modified-Since的字段值,则重新返回资源,状态码为200;否则则返回304,代表资源无更新,可继续使用缓存文件,如下。
Etag / If-None-Match
- Etag是服务器响应请求时,返回当前资源文件的一个唯一标识(由服务器生成),如下
- If-None-Match是客户端再次发起该请求时,携带上次请求返回的唯一标识Etag值,通过此字段值告诉服务器该资源上次请求返回的唯一标识值。服务器收到该请求后,发现该请求头中含有If-None-Match,则会根据If-None-Match的字段值与该资源在服务器的Etag值做对比,一致则返回304,代表资源无更新,继续使用缓存文件;不一致则重新返回资源文件,状态码为200,如下。
注:Etag / If-None-Match优先级高于Last-Modified / If-Modified-Since,同时存在则只有Etag / If-None-Match生效。Etag / If-None-Match 属于http:1.1 ,Last-Modified / If-Modified-Since属于http1.0
总结
强制缓存优先于协商缓存进行,若强制缓存(Expires和Cache-Control)生效则直接使用缓存,若不生效则进行协商缓存(Last-Modified / If-Modified-Since和Etag / If-None-Match),协商缓存由服务器决定是否使用缓存,若协商缓存失效,那么代表该请求的缓存失效,重新获取请求结果,再存入浏览器缓存中;生效则返回304,继续使用缓存,主要过程如下:
