什么是浏览器（HTTP）缓存机制

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什么是浏览器（HTTP）缓存机制

一、 概述

浏览器缓存又称为HTTP缓存，机制是根据http请求的报文的缓存标识进行识别的， request 和 response 报文

二、缓存过程分析

  • 浏览器第一次发起HTTP 请求到浏览器缓存
  • 浏览器缓存 返回 说没有该请求的缓存结果和缓存标识
  • 浏览器知道没有缓存之后，就像服务器发起HTTP请求
  • 服务器返回该请求的结果和缓存规则给浏览器
  • 浏览器将请求结果和缓存标识存储到浏览器缓存中

三、强缓存

  1. 强缓存就是浏览器像浏览器缓存请求查找该请求的结果，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。

  2. 强制缓存有如下三种情况：

    • 第一种：不存在该缓存的结果，获取缓存失败，需要直接向服务器发起请求，跟第一次发起请求是一样的
      • 浏览器发起HTTP 请求到浏览器缓存
      • 浏览器缓存 返回 说没有该请求的缓存结果和缓存标识
      • 浏览器知道没有缓存之后，就像服务器发起HTTP请求
      • 服务器返回该请求的结果和缓存规则给浏览器
      • 浏览器将请求结果和缓存标识存储到浏览器缓存中
    • 第二种：存在该缓存结果和缓存标识，但是标识已经失效了，强制缓存失效，使用协商缓存
      • 浏览器向浏览器缓存发起HTTP请求。
      • 浏览器缓存表示： 该请求的缓存结果失败，只返回缓存标识给浏览器
      • 浏览器拿到浏览器返回的缓存标识，像服务器发起HTTP请求
    • 第三种：存在该缓存结果和缓存标识，且结果还没有失效，强制缓存生效，直接赶回该结果
      • 浏览器向浏览器缓存发起HTTP请求
      • 浏览器缓存，存在该请求的缓存结果，且未失效，返回该结果

  3. 强缓存的结果是什么？？

    答： 当浏览器向服务器发送请求的时候，服务器会将返回规则 放到 Response Headers 中，和请求结果一起返回给浏览器， 控制强缓存的字段分别是Expires 和 Cache-Control , Cache-Control 的优先级高于 Expires。

  4. Expires

    Expires 是在HTTP/1.0的时代，产生的控制缓存的方式， Expires 属性 对应的值 是一个时间。

    Response Headers
   expires: Thu, 01 Jan 1970 00:00:00 GMT  // 是一个时间戳，代表过期时间
   
// 如果请求时间，超过了expires 存储的时间，那么就代表缓存过期了，需要去服务器重新获取

// 有个问题就是，客户端的时间和服务端的时间不一定是相等的，所以这里就会有问题

  5. Cache-Control

    Cache-Control 是HTTP/1.1的产物，现在基本都用的是HTTP/1.1

    // Catche-Control 就不是时间了，是有额外的一些属性组成
// Catche-Control 采用相对的时间
1. private： 默认值， 所有内容，只有客户端会缓存
2. public: 所有内容，都将被缓存，客户端和带来服务器都会缓存
3. no-cache: 客户端缓存内容，但是是否使用缓存则需要经过协商缓存来验证决定
4. no-store: 所有内容都不会被缓存， 不用强缓存，也不会用协商缓存
5. max-age=xxx:  xxx 是数值 秒数 ，代表xxx秒后 ，缓存就会失效


// 思考问题： 那么强缓存是将文件存在于哪里呢？？？？？ 如何判断强缓存生效了？？？

1. 存在于memory cache 内存缓存  像JS文件，图片 都会存在于内存缓存中
  有两个特点： 快速读取和时效性
  快速读取： 内存缓存会将编译解析后的文件，直接存入该进程的内存中，占据该进程一定的内存资源，以方便下次运行使用时的快速读取
  时效性： 一旦该进程关闭，则该进程的内存则会清空
  
2. 存在于disk cache 硬盘缓存，  css文件之类的会存在于硬盘缓存中
  硬盘缓存： 直接将文件写入到硬盘文件中，读取缓存需要对该缓存存放硬盘文件进行I/O操作，然后重新解析该缓存文件，读取复杂，速度比内存缓存慢

四、协商缓存

  1. 协商缓存，就是强缓存失效后，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。

  2. 协商缓存有如下两种情况：

    • 协商缓存生效，返回304
      • 浏览器向浏览器缓存发起HTTP请求
      • 该请求的缓存结果失败，浏览，器缓存返回了缓存标识
      • 浏览器带上缓存标识向服务器发起HTTP请求
      • 服务器 返回304 证明资源无更新
      • 浏览器向浏览器缓存请求该缓存结果
      • 浏览器缓存返回该请求的缓存结果
    • 协商缓存失败，返回200和请求结果
      • 浏览器向浏览器缓存发起HTTP请求
      • 该请求的缓存结果失败，浏览，器缓存返回了缓存标识
      • 浏览器带上缓存标识向服务器发起HTTP请求
      • 服务器 返回200， 并且返回请求结果 该资源更新了
      • 浏览器将请求结果和缓存标识存入浏览器缓存中

  3. 用什么属性标识 协商缓存？？

    答： 协商缓存的标识也是在Response Headers 中返回给浏览器的，控制协商缓存的字段分别有：

    Last-Modified 和 If-Modified-Since、 Etag 和 If-None-Match。 其中 Etag 和 If-None-Match的优先级高

  4. Last-Modified 和 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

    // 向服务器发起请求，服务器给返回的值
Response Headers
   last-modified: Wed, 21 Mar 2018 00:37:57 GMT   // 资源在服务器最后被修改的时间
   
// 再一次发起相同的请求的时候  会在Request Headers 中带上 这个时间
// 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，发现请求头含有这个字段。则会根据这个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的被修改的时间大于这个字段的时间，则重新返回该资源和last-modified值，状态码为200；否则返回304，资源无更新，继续使用缓存文件。
Request Headers
   if-modified-since: Wed, 21 Mar 2018 00:37:57 GMT

  5. Etag 和 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
// Etag 也是向服务器发起请求， 服务器给返回的值

Response Headers
  etag: W/"175737-15211592677000"


// if-none-match 是客户端再次发起请求的时候，携带上一次请求返回的唯一标识。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，
// 服务器收到该请求后，发现该请求头中含有if-none-match 资源。会根据这个字段和服务器上的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，和Etag值

Request Headers
  if-none-match: W/"175737-15211592677000"

五、总结

  1. 强缓存，优先于协商缓存
  2. 若强缓存（expires / catche-control）生效则直接使用强缓存， （HS文件，图片存于memory catch 内存缓存, Css文件存在于 dist catch 硬盘缓存）
  3. 若强缓存不生效，则使用协商缓存（last-modified/ if-modified-since 和 etag/if-none-match），协商缓存是服务器来决定缓存不缓存文件
  4. 若协商缓存失效，则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
  5. 若协商缓存生效，返回304，继续使用缓存
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