一、HTTP缓存模型
1.缓存处理流程图
下图显示了缓存是如何处理一个GET URL的精简版请求流程的。
HTTP有一些简单的机制使缓存数据和服务器数据之间充分一致。包括文档过期和服务器再验证。
1、文档过期
通过特殊的HTTP Cache-Control首部与Expires首部,HTTP让原始服务器向每个文档附加了一个“过期时间”。在过期时间之前,无需与服务器联系。
2.服务器再验证
到了过期时间,就需要与服务器进行核对,询问服务器文档是否发生了变化。
如果再验证显示内容发生了变化,缓存会获取一份新的文档副本,并将其存储在旧文档的位置,然后将文档发送给客户端。
如果再验证显示内容没有发生变化,缓存只需要获取新的首部,包括一个新的过期日期,并对缓存中的首部进行更新就行了。
二、实践
实践发现,浏览器根据实际情况又有些不同,这里参考了博客园吴秦的调研结果。我自己也做了一些测试,发现部分是一致的,借鉴如下。还有一点更多的研究是发现点击浏览器的刷新按钮和右键刷新时,会优先使用缓存数据,然后再向服务器发送再验证请求。
Expires策略
Expires是Web服务器响应消息头字段,在响应http请求时告诉浏览器在过期时间前浏览器可以直接从浏览器缓存取数据,而无需再次请求。
下面是宝宝PK项目中,浏览器拉取jquery.js web服务器的响应头:
注:Date头域表示消息发送的时间,时间的描述格式由rfc822定义。例如,Date: Mon,31 Dec 2001 04:25:57GMT。
Web服务器告诉浏览器在2012-11-28 03:30:01这个时间点之前,可以使用缓存文件。发送请求的时间是2012-11-28 03:25:01,即缓存5分钟。
不过Expires 是HTTP 1.0的东西,现在默认浏览器均默认使用HTTP 1.1,所以它的作用基本忽略。
Cache-control策略(重点关注)
Cache-Control与Expires的作用一致,都是指明当前资源的有效期,控制浏览器是否直接从浏览器缓存取数据还是重新发请求到服务器取数据。只不过Cache-Control的选择更多,设置更细致,如果同时设置的话,其优先级高于Expires。
http协议头Cache-Control : |
值可以是public、private、no-cache、no- store、no-transform、must-revalidate、proxy-revalidate、max-age 各个消息中的指令含义如下:
|
还是上面那个请求,web服务器返回的Cache-Control头的值为max-age=300,即5分钟(和上面的Expires时间一致,这个不是必须的)。
Last-Modified/If-Modified-Since
Last-Modified/If-Modified-Since要配合Cache-Control使用。
l Last-Modified:标示这个响应资源的最后修改时间。web服务器在响应请求时,告诉浏览器资源的最后修改时间。
l If-Modified-Since:当资源过期时(使用Cache-Control标识的max-age),发现资源具有Last-Modified声明,则再次向web服务器请求时带上头 If-Modified-Since,表示请求时间。web服务器收到请求后发现有头If-Modified-Since 则与被请求资源的最后修改时间进行比对。若最后修改时间较新,说明资源又被改动过,则响应整片资源内容(写在响应消息包体内),HTTP 200;若最后修改时间较旧,说明资源无新修改,则响应HTTP 304 (无需包体,节省浏览),告知浏览器继续使用所保存的cache。
Etag/If-None-Match
Etag/If-None-Match也要配合Cache-Control使用。
l Etag:web服务器响应请求时,告诉浏览器当前资源在服务器的唯一标识(生成规则由服务器觉得)。Apache中,ETag的值,默认是对文件的索引节(INode),大小(Size)和最后修改时间(MTime)进行Hash后得到的。
l If-None-Match:当资源过期时(使用Cache-Control标识的max-age),发现资源具有Etage声明,则再次向web服务器请求时带上头If-None-Match(Etag的值)。web服务器收到请求后发现有头If-None-Match 则与被请求资源的相应校验串进行比对,决定返回200或304。
既生Last-Modified何生Etag?
你可能会觉得使用Last-Modified已经足以让浏览器知道本地的缓存副本是否足够新,为什么还需要Etag(实体标识)呢?HTTP1.1中Etag的出现主要是为了解决几个Last-Modified比较难解决的问题:
l Last-Modified标注的最后修改只能精确到秒级,如果某些文件在1秒钟以内,被修改多次的话,它将不能准确标注文件的修改时间
l 如果某些文件会被定期生成,当有时内容并没有任何变化,但Last-Modified却改变了,导致文件没法使用缓存
l 有可能存在服务器没有准确获取文件修改时间,或者与代理服务器时间不一致等情形
Etag是服务器自动生成或者由开发者生成的对应资源在服务器端的唯一标识符,能够更加准确的控制缓存。Last-Modified与ETag是可以一起使用的,服务器会优先验证ETag,一致的情况下,才会继续比对Last-Modified,最后才决定是否返回304。
用户行为与缓存
浏览器缓存行为还有用户的行为有关!!!
用户操作 |
Expires/Cache-Control |
Last-Modified/Etag |
地址栏回车 |
有效 |
有效 |
页面链接跳转 |
有效 |
有效 |
新开窗口 |
有效 |
有效 |
前进、后退 |
有效 |
有效 |
F5刷新 |
无效 |
有效 |
Ctrl+F5刷新 |
无效 |
无效 |
总结
浏览器第一次请求:
浏览器再次请求时: