HTTP | 青训营笔记

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强缓存和协商缓存

（1）强缓存

使用强缓存策略时，如果缓存资源有效，则直接使用缓存资源，不必再向服务器发起请求。

强缓存策略可以通过两种方式来设置，分别是 http 头信息中的 Expires 属性和 Cache-Control 属性。

（1）服务器通过在响应头中添加 Expires 属性，来指定资源的过期时间。在过期时间以内，该资源可以被缓存使用，不必再向服务器发送请求。这个时间是一个绝对时间，它是服务器的时间，因此可能存在这样的问题，就是客户端的时间和服务器端的时间不一致，或者用户可以对客户端时间进行修改的情况，这样就可能会影响缓存命中的结果。

（2）Expires 是 http1.0 中的方式，因为它的一些缺点，在 HTTP 1.1 中提出了一个新的头部属性就是 Cache-Control 属性，它提供了对资源的缓存的更精确的控制。它有很多不同的值，

Cache-Control可设置的字段：

• public：设置了该字段值的资源表示可以被任何对象（包括：发送请求的客户端、代理服务器等等）缓存。这个字段值不常用，一般还是使用max-age=来精确控制；
• private：设置了该字段值的资源只能被用户浏览器缓存，不允许任何代理服务器缓存。在实际开发当中，对于一些含有用户信息的HTML，通常都要设置这个字段值，避免代理服务器(CDN)缓存；
• no-cache：设置了该字段需要先和服务端确认返回的资源是否发生了变化，如果资源未发生变化，则直接使用缓存好的资源；
• no-store：设置了该字段表示禁止任何缓存，每次都会向服务端发起新的请求，拉取最新的资源；
• max-age=：设置缓存的最大有效期，单位为秒；
• s-maxage=：优先级高于max-age=，仅适用于共享缓存(CDN)，优先级高于max-age或者Expires头；
• max-stale[=]：设置了该字段表明客户端愿意接收已经过期的资源，但是不能超过给定的时间限制。

一般来说只需要设置其中一种方式就可以实现强缓存策略，当两种方式一起使用时，Cache-Control 的优先级要高于 Expires。

no-cache和no-store很容易混淆：

• no-cache 是指先要和服务器确认是否有资源更新，在进行判断。也就是说没有强缓存，但是会有协商缓存；
• no-store 是指不使用任何缓存，每次请求都直接从服务器获取资源。

（2）协商缓存

如果命中强制缓存，我们无需发起新的请求，直接使用缓存内容，如果没有命中强制缓存，如果设置了协商缓存，这个时候协商缓存就会发挥作用了。

上面已经说到了，命中协商缓存的条件有两个：

• max-age=xxx 过期了
• 值为no-store

使用协商缓存策略时，会先向服务器发送一个请求，如果资源没有发生修改，则返回一个 304 状态，让浏览器使用本地的缓存副本。如果资源发生了修改，则返回修改后的资源。

协商缓存也可以通过两种方式来设置，分别是 http 头信息中的 Etag 和 Last-Modified 属性。

（1）服务器通过在响应头中添加 Last-Modified 属性来指出资源最后一次修改的时间，当浏览器下一次发起请求时，会在请求头中添加一个 If-Modified-Since 的属性，属性值为上一次资源返回时的 Last-Modified 的值。当请求发送到服务器后服务器会通过这个属性来和资源的最后一次的修改时间来进行比较，以此来判断资源是否做了修改。如果资源没有修改，那么返回 304 状态，让客户端使用本地的缓存。如果资源已经被修改了，则返回修改后的资源。使用这种方法有一个缺点，就是 Last-Modified 标注的最后修改时间只能精确到秒级，如果某些文件在1秒钟以内，被修改多次的话，那么文件已将改变了但是 Last-Modified 却没有改变，这样会造成缓存命中的不准确。

（2）因为 Last-Modified 的这种可能发生的不准确性，http 中提供了另外一种方式，那就是 Etag 属性。服务器在返回资源的时候，在头信息中添加了 Etag 属性，这个属性是资源生成的唯一标识符，当资源发生改变的时候，这个值也会发生改变。在下一次资源请求时，浏览器会在请求头中添加一个 If-None-Match 属性，这个属性的值就是上次返回的资源的 Etag 的值。服务接收到请求后会根据这个值来和资源当前的 Etag 的值来进行比较，以此来判断资源是否发生改变，是否需要返回资源。通过这种方式，比 Last-Modified 的方式更加精确。

当 Last-Modified 和 Etag 属性同时出现的时候，Etag 的优先级更高。使用协商缓存的时候，服务器需要考虑负载平衡的问题，因此多个服务器上资源的 Last-Modified 应该保持一致，因为每个服务器上 Etag 的值都不一样，因此在考虑负载平衡时，最好不要设置 Etag 属性。

总结：

强缓存策略和协商缓存策略在缓存命中时都会直接使用本地的缓存副本，区别只在于协商缓存会向服务器发送一次请求。它们缓存不命中时，都会向服务器发送请求来获取资源。在实际的缓存机制中，强缓存策略和协商缓存策略是一起合作使用的。浏览器首先会根据请求的信息判断，强缓存是否命中，如果命中则直接使用资源。如果不命中则根据头信息向服务器发起请求，使用协商缓存，如果协商缓存命中的话，则服务器不返回资源，浏览器直接使用本地资源的副本，如果协商缓存不命中，则浏览器返回最新的资源给浏览器。

状态码

状态码的类别：

类别	原因	描述
1xx	Informational(信息性状态码)	接受的请求正在处理
2xx	Success(成功状态码)	请求正常处理完毕
3xx	Redirection(重定向状态码)	需要进行附加操作一完成请求
4xx	Client Error (客户端错误状态码)	服务器无法处理请求
5xx	Server Error(服务器错误状态码)	服务器处理请求出错

1. 2XX (Success 成功状态码)

状态码2XX表示请求被正常处理了。

（1）200 OK

200 OK表示客户端发来的请求被服务器端正常处理了。

（2）204 No Content

该状态码表示客户端发送的请求已经在服务器端正常处理了，但是没有返回的内容，响应报文中不包含实体的主体部分。 一般在只需要从客户端往服务器端发送信息，而服务器端不需要往客户端发送内容时使用。

（3）206 Partial Content

该状态码表示客户端进行了范围请求，而服务器端执行了这部分的 GET 请求。响应报文中包含由 Content-Range 指定范围的实体内容。

2. 3XX (Redirection 重定向状态码)

3XX 响应结果表明浏览器需要执行某些特殊的处理以正确处理请求。

（1）301 Moved Permanently

永久重定向。

该状态码表示请求的资源已经被分配了新的 URI，以后应使用资源指定的 URI。新的 URI 会在 HTTP 响应头中的 Location 首部字段指定。若用户已经把原来的URI保存为书签，此时会按照 Location 中新的URI重新保存该书签。同时，搜索引擎在抓取新内容的同时也将旧的网址替换为重定向之后的网址。

使用场景：

• 当我们想换个域名，旧的域名不再使用时，用户访问旧域名时用301就重定向到新的域名。其实也是告诉搜索引擎收录的域名需要对新的域名进行收录。
• 在搜索引擎的搜索结果中出现了不带www的域名，而带www的域名却没有收录，这个时候可以用301重定向来告诉搜索引擎我们目标的域名是哪一个。

（2）302 Found

临时重定向。

该状态码表示请求的资源被分配到了新的 URI，希望用户（本次）能使用新的 URI 访问资源。和 301 Moved Permanently 状态码相似，但是 302 代表的资源不是被永久重定向，只是临时性质的。也就是说已移动的资源对应的 URI 将来还有可能发生改变。若用户把 URI 保存成书签，但不会像 301 状态码出现时那样去更新书签，而是仍旧保留返回 302 状态码的页面对应的 URI。同时，搜索引擎会抓取新的内容而保留旧的网址。因为服务器返回302代码，搜索引擎认为新的网址只是暂时的。

使用场景：

• 当我们在做活动时，登录到首页自动重定向，进入活动页面。
• 未登陆的用户访问用户中心重定向到登录页面。
• 访问404页面重新定向到首页。

（3）303 See Other

该状态码表示由于请求对应的资源存在着另一个 URI，应使用 GET 方法定向获取请求的资源。

303 状态码和 302 Found 状态码有着相似的功能，但是 303 状态码明确表示客户端应当采用 GET 方法获取资源。

303 状态码通常作为 PUT 或 POST 操作的返回结果，它表示重定向链接指向的不是新上传的资源，而是另外一个页面，比如消息确认页面或上传进度页面。而请求重定向页面的方法要总是使用 GET。

注意：

• 当 301、302、303 响应状态码返回时，几乎所有的浏览器都会把 POST 改成GET，并删除请求报文内的主体，之后请求会再次自动发送。
• 301、302 标准是禁止将 POST 方法变成 GET方法的，但实际大家都会这么做。

（4）304 Not Modified

浏览器缓存相关。

该状态码表示客户端发送附带条件的请求时，服务器端允许请求访问资源，但未满足条件的情况。304 状态码返回时，不包含任何响应的主体部分。304 虽然被划分在 3XX 类别中，但是和重定向没有关系。

带条件的请求（Http 条件请求）：使用 Get方法 请求，请求报文中包含（if-match、if-none-match、if-modified-since、if-unmodified-since、if-range）中任意首部。

状态码304并不是一种错误，而是告诉客户端有缓存，直接使用缓存中的数据。返回页面的只有头部信息，是没有内容部分的，这样在一定程度上提高了网页的性能。

（5）307 Temporary Redirect

307表示临时重定向。 该状态码与 302 Found 有着相同含义，尽管 302 标准禁止 POST 变成 GET，但是实际使用时还是这样做了。

307 会遵守浏览器标准，不会从 POST 变成 GET。但是对于处理请求的行为时，不同浏览器还是会出现不同的情况。规范要求浏览器继续向 Location 的地址 POST 内容。规范要求浏览器继续向 Location 的地址 POST 内容。

3. 4XX (Client Error 客户端错误状态码)

4XX 的响应结果表明客户端是发生错误的原因所在。

（1）400 Bad Request

该状态码表示请求报文中存在语法错误。当错误发生时，需修改请求的内容后再次发送请求。另外，浏览器会像 200 OK 一样对待该状态码。

（2）401 Unauthorized

该状态码表示发送的请求需要有通过 HTTP 认证(BASIC 认证、DIGEST 认证)的认证信息。若之前已进行过一次请求，则表示用户认证失败

返回含有 401 的响应必须包含一个适用于被请求资源的 WWW-Authenticate 首部用以质询(challenge)用户信息。当浏览器初次接收到 401 响应，会弹出认证用的对话窗口。

以下情况会出现401：

• 401.1 - 登录失败。
• 401.2 - 服务器配置导致登录失败。
• 401.3 - 由于 ACL 对资源的限制而未获得授权。
• 401.4 - 筛选器授权失败。
• 401.5 - ISAPI/CGI 应用程序授权失败。
• 401.7 - 访问被 Web 服务器上的 URL 授权策略拒绝。这个错误代码为 IIS 6.0 所专用。

（3）403 Forbidden

该状态码表明请求资源的访问被服务器拒绝了，服务器端没有必要给出详细理由，但是可以在响应报文实体的主体中进行说明。进入该状态后，不能再继续进行验证。该访问是永久禁止的，并且与应用逻辑密切相关。

IIS 定义了许多不同的 403 错误，它们指明更为具体的错误原因：

• 403.1 - 执行访问被禁止。
• 403.2 - 读访问被禁止。
• 403.3 - 写访问被禁止。
• 403.4 - 要求 SSL。
• 403.5 - 要求 SSL 128。
• 403.6 - IP 地址被拒绝。
• 403.7 - 要求客户端证书。
• 403.8 - 站点访问被拒绝。
• 403.9 - 用户数过多。
• 403.10 - 配置无效。
• 403.11 - 密码更改。
• 403.12 - 拒绝访问映射表。
• 403.13 - 客户端证书被吊销。
• 403.14 - 拒绝目录列表。
• 403.15 - 超出客户端访问许可。
• 403.16 - 客户端证书不受信任或无效。
• 403.17 - 客户端证书已过期或尚未生效
• 403.18 - 在当前的应用程序池中不能执行所请求的 URL。这个错误代码为 IIS 6.0 所专用。
• 403.19 - 不能为这个应用程序池中的客户端执行 CGI。这个错误代码为 IIS 6.0 所专用。
• 403.20 - Passport 登录失败。这个错误代码为 IIS 6.0 所专用。

（4）404 Not Found

该状态码表明服务器上无法找到请求的资源。除此之外，也可以在服务器端拒绝请求且不想说明理由时使用。

以下情况会出现404：

• 404.0 -（无） – 没有找到文件或目录。
• 404.1 - 无法在所请求的端口上访问 Web 站点。
• 404.2 - Web 服务扩展锁定策略阻止本请求。
• 404.3 - MIME 映射策略阻止本请求。

（5）405 Method Not Allowed

该状态码表示客户端请求的方法虽然能被服务器识别，但是服务器禁止使用该方法。GET 和 HEAD 方法，服务器应该总是允许客户端进行访问。客户端可以通过 OPTIONS 方法（预检）来查看服务器允许的访问方法, 如下

Access-Control-Allow-Methods: GET,HEAD,PUT,PATCH,POST,DELETE

4. 5XX (Server Error 服务器错误状态码)

5XX 的响应结果表明服务器本身发生错误.

（1）500 Internal Server Error

该状态码表明服务器端在执行请求时发生了错误。也有可能是 Web 应用存在的 bug 或某些临时的故障。

（2）502 Bad Gateway

该状态码表明扮演网关或代理角色的服务器，从上游服务器中接收到的响应是无效的。注意，502 错误通常不是客户端能够修复的，而是需要由途经的 Web 服务器或者代理服务器对其进行修复。以下情况会出现502：

• 502.1 - CGI （通用网关接口）应用程序超时。
• 502.2 - CGI （通用网关接口）应用程序出错。

（3）503 Service Unavailable

该状态码表明服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护，现在无法处理请求。如果事先得知解除以上状况需要的时间，最好写入 RetryAfter 首部字段再返回给客户端。

使用场景：

• 服务器停机维护时，主动用503响应请求；
• nginx 设置限速，超过限速，会返回503。

（4）504 Gateway Timeout

该状态码表示网关或者代理的服务器无法在规定的时间内获得想要的响应。他是HTTP 1.1中新加入的。

使用场景：代码执行时间超时，或者发生了死循环。

5. 总结

（1）2XX 成功

• 200 OK，表示从客户端发来的请求在服务器端被正确处理
• 204 No content，表示请求成功，但响应报文不含实体的主体部分
• 205 Reset Content，表示请求成功，但响应报文不含实体的主体部分，但是与 204 响应不同在于要求请求方重置内容
• 206 Partial Content，进行范围请求

（2）3XX 重定向

• 301 moved permanently，永久性重定向，表示资源已被分配了新的 URL
• 302 found，临时性重定向，表示资源临时被分配了新的 URL
• 303 see other，表示资源存在着另一个 URL，应使用 GET 方法获取资源
• 304 not modified，表示服务器允许访问资源，但因发生请求未满足条件的情况
• 307 temporary redirect，临时重定向，和302含义类似，但是期望客户端保持请求方法不变向新的地址发出请求

（3）4XX 客户端错误

• 400 bad request，请求报文存在语法错误
• 401 unauthorized，表示发送的请求需要有通过 HTTP 认证的认证信息
• 403 forbidden，表示对请求资源的访问被服务器拒绝
• 404 not found，表示在服务器上没有找到请求的资源

（4）5XX 服务器错误

• 500 internal sever error，表示服务器端在执行请求时发生了错误
• 501 Not Implemented，表示服务器不支持当前请求所需要的某个功能
• 503 service unavailable，表明服务器暂时处于超负载或正在停机维护，无法处理请求