不废话,代码实践带你掌握 强缓存、协商缓存!

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前言

大家好,我是林三心,用最通俗易懂的话讲最难的知识点是我的座右铭,基础是进阶的前提是我的初心

背景

无论是开发中或者是面试中,HTTP缓存都是非常重要的,这体现在了两个方面:

  • 开发中:合理利用HTTP缓存可以提高前端页面的性能
  • 面试中HTTP缓存是面试中的高频问点

所以本篇文章,我不讲废话,我就通过Nodejs的简单实践,给大家讲最通俗易懂的HTTP缓存,大家通过这篇文章一定能了解掌握它!!!

前置准备

准备

  • 创建文件夹cache-study,并准备环境
npm init
  • 安装Koa、nodemon
npm i koa -D
npm i nodemon -g
  • 创建index.js、index.html、static文件夹
  • index.html
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>Document</title>
  <link rel="stylesheet" href="./static/css/index.css">
</head>
<body>
  <div class="box">

  </div>
</body>
</html>
  • static/css/index.css
.box {
  width: 500px;
  height: 300px;
  background-image: url('../image/guang.jpg');
  background-size: 100% 100%;
  color: #000;

}
  • static/image/guang.jpg

  • index.js
const Koa = require('koa')
const fs = require('fs')
const path = require('path')
const mimes = {
  css: 'text/css',
  less: 'text/css',
  gif: 'image/gif',
  html: 'text/html',
  ico: 'image/x-icon',
  jpeg: 'image/jpeg',
  jpg: 'image/jpeg',
  js: 'text/javascript',
  json: 'application/json',
  pdf: 'application/pdf',
  png: 'image/png',
  svg: 'image/svg+xml',
  swf: 'application/x-shockwave-flash',
  tiff: 'image/tiff',
  txt: 'text/plain',
  wav: 'audio/x-wav',
  wma: 'audio/x-ms-wma',
  wmv: 'video/x-ms-wmv',
  xml: 'text/xml',
}

// 获取文件的类型
function parseMime(url) {
  // path.extname获取路径中文件的后缀名
  let extName = path.extname(url)
  extName = extName ? extName.slice(1) : 'unknown'
  return mimes[extName]
}

// 将文件转成传输所需格式
const parseStatic = (dir) => {
  return new Promise((resolve) => {
    resolve(fs.readFileSync(dir), 'binary')
  })
}

const app = new Koa()

app.use(async (ctx) => {
  const url = ctx.request.url
  if (url === '/') {
    // 访问根路径返回index.html
    ctx.set('Content-Type', 'text/html')
    ctx.body = await parseStatic('./index.html')
  } else {
    const filePath = path.resolve(__dirname, `.${url}`)
    // 设置类型
    ctx.set('Content-Type', parseMime(url))
    // 设置传输
    ctx.body = await parseStatic(filePath)
  }
})

app.listen(9898, () => {
  console.log('start at port 9898')
})

启动页面

现在你可以在终端中输入nodemon index,看到下方的显示,则代表成功启动了服务

此时你可以在浏览器链接里输入http://localhost:9898/,打开看到如下页面,则代表页面访问成功!!!

HTTP缓存种类

HTTP缓存常见的有两类:

  • 强缓存:可以由这两个字段其中一个决定
    • expires
    • cache-control(优先级更高)
  • 协商缓存:可以由这两对字段中的一对决定
    • Last-Modified,If-Modified-Since
    • Etag,If-None-Match(优先级更高)

强缓存

接下来我们就开始讲强缓存

expires

我们只需设置响应头里expires的时间为当前时间 + 30s就行了

app.use(async (ctx) => {
  const url = ctx.request.url
  if (url === '/') {
    // 访问根路径返回index.html
    ctx.set('Content-Type', 'text/html')
    ctx.body = await parseStatic('./index.html')
  } else {
    const filePath = path.resolve(__dirname, `.${url}`)
    // 设置类型
    ctx.set('Content-Type', parseMime(url))
    // 设置 Expires 响应头
    const time = new Date(Date.now() + 30000).toUTCString()
    ctx.set('Expires', time)
    // 设置传输
    ctx.body = await parseStatic(filePath)
  }
})

然后我们在前端页面刷新,我们可以看到请求的资源的响应头里多了一个expires的字段

并且,在30s内,我们刷新之后,看到请求都是走memory,这意味着,通过expires设置强缓存的时效是30s,这30s之内,资源都会走本地缓存,而不会重新请求

注意点:有时候你Nodejs代码更新了时效时间,但是发现前端页面还是在走上一次代码的时效,这个时候,你可以把这个Disabled cache打钩,然后刷新一下,再取消打钩

cache-control

其实cache-controlexpires效果差不多,只不过这两个字段设置的值不一样而已,前者设置的是秒数,后者设置的是毫秒数

app.use(async (ctx) => {
  const url = ctx.request.url
  if (url === '/') {
    // 访问根路径返回index.html
    ctx.set('Content-Type', 'text/html')
    ctx.body = await parseStatic('./index.html')
  } else {
    const filePath = path.resolve(__dirname, `.${url}`)
    // 设置类型
    ctx.set('Content-Type', parseMime(url))
    // 设置 Cache-Control 响应头
    ctx.set('Cache-Control', 'max-age=30')
    // 设置传输
    ctx.body = await parseStatic(filePath)
  }
})

前端页面响应头多了cache-control这个字段,且30s内都走本地缓存,不会去请求服务端

协商缓存

强缓存不同的是,强缓存是在时效时间内,不走服务端,只走本地缓存;而协商缓存是要走服务端的,如果请求某个资源,去请求服务端时,发现命中缓存则返回304,否则则返回所请求的资源,那怎么才算命中缓存呢?接下来讲讲

Last-Modified,If-Modified-Since

简单来说就是:

  • 第一次请求资源时,服务端会把所请求的资源的最后一次修改时间当成响应头中Last-Modified的值发到浏览器并在浏览器存起来
  • 第二次请求资源时,浏览器会把刚刚存储的时间当成请求头中If-Modified-Since的值,传到服务端,服务端拿到这个时间跟所请求的资源的最后修改时间进行比对
  • 比对结果如果两个时间相同,则说明此资源没修改过,那就是命中缓存,那就返回304,如果不相同,则说明此资源修改过了,则没命中缓存,则返回修改过后的新资源
// 获取文件信息
const getFileStat = (path) => {
  return new Promise((resolve) => {
    fs.stat(path, (_, stat) => {
      resolve(stat)
    })
  })
}

app.use(async (ctx) => {
  const url = ctx.request.url
  if (url === '/') {
    // 访问根路径返回index.html
    ctx.set('Content-Type', 'text/html')
    ctx.body = await parseStatic('./index.html')
  } else {
    const filePath = path.resolve(__dirname, `.${url}`)
    const ifModifiedSince = ctx.request.header['if-modified-since']
    const fileStat = await getFileStat(filePath)
    console.log(new Date(fileStat.mtime).getTime())
    ctx.set('Cache-Control', 'no-cache')
    ctx.set('Content-Type', parseMime(url))
    // 比对时间,mtime为文件最后修改时间
    if (ifModifiedSince === fileStat.mtime.toGMTString()) {
      ctx.status = 304
    } else {
      ctx.set('Last-Modified', fileStat.mtime.toGMTString())
      ctx.body = await parseStatic(filePath)
    }
  }
})

第一次请求时,响应头中:

第二次请求时,请求头中:

由于资源并没修改,则命中缓存,返回304:

此时我们修改一下index.css

.box {
  width: 500px;
  height: 300px;
  background-image: url('../image/guang.jpg');
  background-size: 100% 100%;
  /* 修改这里 */
  color: #333;
}

然后我们刷新一下页面,index.css变了,所以会没命中缓存,返回200和新资源,而guang.jpg并没有修改,则命中缓存返回304:

Etag,If-None-Match

其实Etag,If-None-MatchLast-Modified,If-Modified-Since大体一样,区别在于:

  • 后者是对比资源最后一次修改时间,来确定资源是否修改了
  • 前者是对比资源内容,来确定资源是否修改

那我们要怎么比对资源内容呢?我们只需要读取资源内容,转成hash值,前后进行比对就行了!!

const crypto = require('crypto')

app.use(async (ctx) => {
  const url = ctx.request.url
  if (url === '/') {
    // 访问根路径返回index.html
    ctx.set('Content-Type', 'text/html')
    ctx.body = await parseStatic('./index.html')
  } else {
    const filePath = path.resolve(__dirname, `.${url}`)
    const fileBuffer = await parseStatic(filePath)
    const ifNoneMatch = ctx.request.header['if-none-match']
    // 生产内容hash值
    const hash = crypto.createHash('md5')
    hash.update(fileBuffer)
    const etag = `"${hash.digest('hex')}"`
    ctx.set('Cache-Control', 'no-cache')
    ctx.set('Content-Type', parseMime(url))
    // 对比hash值
    if (ifNoneMatch === etag) {
      ctx.status = 304
    } else {
      ctx.set('etag', etag)
      ctx.body = fileBuffer
    }
  }
})

验证方式跟刚刚Last-Modified,If-Modified-Since的一样,这里就不重复说明了。。。

总结

参考资料

结语

我是林三心,一个热心的前端菜鸟程序员。如果你上进,喜欢前端,想学习前端,那咱们可以交朋友,一起摸鱼哈哈,摸鱼群,点这个 --> 摸鱼沸点

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