一、为什么要使用缓存
Web缓存可以自动保存已获取的资源，当Web请求抵达缓存时，如果本地有“已缓存的”副本，就可以从本地存储而不是原始服务器中提取这些资源，使用缓存有下列有点：
- 缓存减少了冗余的数据传输
- 缓存缓解了网络瓶颈问题，节省带宽
- 缓存降低了对原始服务器的压力
- 缓存降低了距离时延
二、各种类型的缓存
缓存大体可以分为两种类型：私有缓存和公有缓存。 私有缓存是个人的缓存，包含了单个用户最常用的资源；公有缓存包含了多个用户常用的资源。
1、私有缓存
大多数浏览器都会将常用文档缓存在个人电脑的磁盘或者内存中，这样可以避免再次向服务器发起多余的请求。你可以在浏览器的设置中配置缓存的各种设置。
2、公有代理缓存
公有代理缓存会接受来自多个用户的访问，代理缓存会从本地缓存中提供文档，或者代表用户和服务器进行联系。
三、缓存的处理步骤
常见的HTTP缓存只能存储GET响应，对其他累着的响应则无能为力。Web缓存的基本工作原理大多很简单，处理过程包括7个步骤。
1、接收 - 缓存图片请求报文
2、解析 - 缓存对请求报文进行解析，提取出URL和各种首部
3、查询 - 缓存查看是否有本地副本可用，如果没有就从服务器获取一份副本，并将其保存在本地
4、新鲜度检测 - 如果本地有副本，缓存就会查看已缓存副本是否足够新鲜，如果不是，就询问服务器是否有任何更新
5、创建响应 - 如果资源没有更新，缓存会用新的首部和已缓存的主体来构建一条响应报文
6、发送 - 缓存通过网络将响应发回给客户端
7、日志 - 缓存可选地创建一个日志文件条目来描述这个事务
缓存GET请求流程图
四、新鲜度检测
1、如何判断文档是否已过期
理论上当一个资源被缓存存储后，该资源可以永久存储在缓存中，但是缓存的空间毕竟有限，所以缓存会定期将一些副本清除。浏览器如何判定缓存的副本需要清除了？
服务端在返回一个资源时会为这个定一个过期时间，服务器通过HTTP Cache-Control:max-age和Expires首部为每一个文档附加一个“过期时间”。在文档过期之前，缓存可以无需与服务器联系而使用这些副本，除非客户端请求报文中包含有阻止提供已缓存或未验证资源的首部。
Expires
Cache-Contirl:max-age
2、过期文档在验证
有时候缓存里的文档副本已过期，但并不意味着服务器上的文档已更新。缓存可以通过一些条件请求首部到服务端去验证文档是否有更新，只有当服务端文档和缓存中的文档不同时，响应才会返回主体。
对缓存再验证最有用的2个首部是If-Modified-Since和If-None-Match。
If-Modified-Since:Date
请求报文中If-Modified-Since会带上上一次响应返回的Last-Modified日期，只有在这个日期之后资源发生了变化才会指示服务器执行请求。
- 如果在指定日期后，文档被修改，GET请求就会成功执行。响应会携带新的首部和新文档返回，新首部中就包括新的过期时间（Last-Modified）。
- 如果自指定日期后，文档没有被修改，服务器会返回一个304 Not Modified响应报文，为了提高有效性，不会返回文档的主体，一般还会返回一个新的过期时间（Last-Modified）。
If-Modified-Since: < cached last-modified date >
If-None-Match
有时候仅使用最后修改日期来验证还是不够。比如有些文档可能被重写，内容没有变化，但最后修改日期会发生变化。这个时候可以使用ETag(实体标签)来进行比较。ETag类似于文档的序列号或版本好，当文档修改时，可以修改文档的实体标签来说明这是个新的版本。
请求头If-None-Match可以带上上次返回的ETage，来去服务端验证文档是否有修改过。如果修改过，服务端会返回200，如果没有修改过，服务端会返回304 Not Modified，但不返回body。304的响应头也可以同时更新缓存文档的过期时间。
如果服务器返回一个实体标签，客户端就必须使用If-None-Match来验证。如果服务器只返回一个Last-Modified值，客户端就可以使用If-Modified-Since验证。如果Etag和Last-Modified都提供了，客户端就应该使用着两种方案验证。
Etag / If-None-Match（优先级高于Last-Modified / If-Modified-Since）
五、控制缓存的能力
HTTP/1.1定义的 Cache-Control头用来区分对缓存机制的支持情况， 请求头和响应头都支持这个属性。 可以替换之前用来定义响应缓存策略的标头（例如Expires)
- 每个资源都可通过 Cache-Control HTTP 标头定义其缓存策略
- Cache-Control 指令控制谁在什么条件下可以缓存响应以及可以缓存多久。
禁止进行缓存
Cache-Control: no-store
Cache-Control: no-cache, no-store
Pragma: no-cache
“no-store”直接禁止浏览器以及所有中间缓存存储任何版本的返回响应；
不仅不能缓存, 连暂存也不可以(即: 临时文件夹中不能暂存该资源)
“no-cache”表示必须先与服务器确认返回的响应是否发生了变化，然后才能使用该响应来满足后续对同一网址的请求。 因此，如果存在合适的验证令牌 (ETag)，no-cache 会发起往返通信来验证缓存的响应，但如果资源未发生变化，则可避免下载；
数据内容不能被缓存, 每次请求都重新访问服务器, 若有max-age, 则缓存期间不访问服务器.
Pragma 是HTTP/1.0标准中定一个的一个header属性，请求中包含Pragma的效果跟在头信息中定义Cache-Control: no-cache相同，但是HTTP的响应头不支持这个属性。通常定义Pragma以向后兼容基于HTTP/1.0的客户端。
强制确认缓存
Cache-Control: must-revalidate
“must-revalidate”规定每次有请求发出时，缓存会将此请求发到服务器，服务器端会验证请求中所描述的缓存是否过期，若未过期返回304，缓存使用本地缓存副本。
私有缓存和公共缓存
Cache-Control: private
Cache-Control: public
如果响应被标记为“public”，则即使它有关联的 HTTP 身份验证，甚至响应状态代码通常无法缓存，也可以缓存响应。 大多数情况下，“public”不是必需的，因为明确的缓存信息（例如“max-age”）已表示响应是可以缓存的。
相比之下，浏览器可以缓存“private”响应。 不过，这些响应通常只为单个用户缓存，因此不允许任何中间缓存对其进行缓存。 例如，用户的浏览器可以缓存包含用户私人信息的 HTML 网页，但 CDN 却不能缓存。
缓存过期机制
Cache-Control: max-age=31536000
过期机制中，最重要的指令是 "max-age="，表示资源能够被缓存（保持新鲜）的最大时间。相对Expires而言，max-age是距离请求发起的时间的秒数。针对应用中那些不会改变的文件，通常可以手动设置一定的时长以保证缓存有效，例如图片、css、js等静态资源。
