HTTP的场景实践

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HTTP缓存机制的基本原理

HTTP缓存机制的基本原理是将请求的资源保存在缓存中,当再次请求相同资源时,直接从缓存中获取而不是重新向服务器请求,这样可以减少网络延迟和带宽消耗,提高性能。

HTTP缓存策略

HTTP的缓存策略主要分为强制缓存和协商缓存。

  1. 强制缓存

    • 强制缓存是指客户端在第一次请求资源时,服务器返回的响应头中包含了缓存相关的字段,客户端收到响应后将资源缓存在本地,再次请求该资源时,直接从缓存中获取。在缓存有效期内,客户端不会向服务器发送请求,减少了带宽的占用和延迟。

    • 常见的缓存字段有Expires和Cache-Control。

      • Expires:是HTTP缓存的早期头部信息,它指定了资源的过期时间。当资源过期后,浏览器会重新请求服务器获取最新版本。Expires的值是一个绝对时间戳,表示资源到指定时间点为止都是有效的。但由于服务器和客户端之间的时间同步问题,以及代理服务器可能修改或删除Expires标头,Expires标头已经逐渐被Cache-Control标头取代。
      • Cache-Control:是HTTP缓存控制的首选头部信息,它允许服务器和客户端指定缓存策略。Cache-Control可以设置缓存的最大过期时间、是否允许缓存、是否需要重新验证等。常见的Cache-Control值包括public、private、no-cache、max-age等。
  2. 协商缓存

    • 当缓存的资源过期或没有强制缓存的时候,客户端会发送一个带有缓存验证字段的请求给服务器,服务器根据该字段来验证资源的是否发生变化。如果资源没有改变,则服务器返回304 Not Modified,客户端从缓存中获取资源。如果资源发生了变化,则服务器返回新的资源和相应的缓存相关的字段。

    • 常见的缓存验证字段有Last-Modified和ETag。

      • Last-Modified:指定了资源的最后修改时间。当浏览器请求资源时,会携带Last-Modified的值,服务器会根据这个值判断资源是否已经更新。如果资源未更新,服务器会返回304 Not Modified状态码,浏览器使用缓存资源。但由于服务器和客户端之间的时间同步问题,Last-Modified标头已经逐渐被ETag标头取代。
      • ETag:是一个唯一标识资源的哈希值。当浏览器请求资源时,会携带ETag的值,服务器会根据这个值判断资源是否已经更新。如果资源未更新,服务器会返回304 Not Modified状态码,浏览器使用缓存资源。ETag标头比Last-Modified标头更可靠,因为其不会受到服务器和客户端之间的时间同步问题影响。

缓存策略在Chrome浏览器中的应用

在Chrome浏览器中,上述缓存策略得到了广泛的应用。当用户首次访问某个网页时,浏览器会向服务器发送请求,服务器在响应中会包含缓存相关的头部信息,如Cache-Control、Expires、Last-Modified和ETag等。浏览器根据这些信息将资源缓存在本地。当用户再次访问该网页时,浏览器会先检查缓存中的资源是否有效。如果资源未过期(对于强制缓存)或未发生变化(对于协商缓存),则直接从缓存中获取资源,减少了向服务器的请求,提高了加载速度。

缓存策略的优化建议

  1. 合理使用Cache-Control和Expires头部:根据资源的更新频率和重要性,合理设置缓存的最大过期时间,以平衡缓存的有效性和资源的更新。
  2. 优先使用ETag进行缓存验证:由于ETag不会受到时间同步问题的影响,因此建议优先使用ETag进行缓存验证,以提高缓存的可靠性。
  3. 利用CDN和代理缓存:将静态资源缓存在CDN的边缘服务器上或代理服务器上,可以进一步减少网络延迟和提高加载速度。