HTTP强缓存和协商缓存

浏览器缓存

浏览器缓存是浏览器在本地磁盘对用户最近请求过的文档进行存储，当访问者再次访问同一页面时，浏览器就可以直接从本地磁盘加载文档。

所以根据上面的特点，浏览器缓存有下面的优点：

减少冗余的数据传输
减少服务器负担
加快客户端加载网页的速度

浏览器缓存是Web性能优化的重要方式。那么浏览器缓存的过程究竟是怎么样的呢？

在浏览器第一次发起请求时，本地无缓存，向web服务器发送请求，服务器起端响应请求，浏览器端缓存。过程如下：

在第一次请求时，服务器会将页面最后修改时间通过Last-Modified标识由服务器发送给客户端，客户端记录修改时间；服务器还会生成一个Etag，并发送给客户端。

浏览器后续再次进行请求时：

浏览器缓存主要分为强强缓存（也称本地缓存）和协商缓存（也称弱缓存）。根据上图，浏览器在第一次请求发生后，再次发送请求时：

浏览器请求某一资源时，会先获取该资源缓存的header信息，然后根据header中的Cache-Control和Expires来判断是否过期。若没过期则直接从缓存中获取资源信息，包括缓存的header的信息，所以此次请求不会与服务器进行通信。这里判断是否过期，则是强缓存相关。后面会讲Cache-Control和Expires相关。
如果显示已过期，浏览器会向服务器端发送请求，这个请求会携带第一次请求返回的有关缓存的header字段信息，比如客户端会通过If-None-Match头将先前服务器端发送过来的Etag发送给服务器，服务会对比这个客户端发过来的Etag是否与服务器的相同，若相同，就将If-None-Match的值设为false，返回状态304，客户端继续使用本地缓存，不解析服务器端发回来的数据，若不相同就将If-None-Match的值设为true，返回状态为200，客户端重新机械服务器端返回的数据；客户端还会通过If-Modified-Since头将先前服务器端发过来的最后修改时间戳发送给服务器，服务器端通过这个时间戳判断客户端的页面是否是最新的，如果不是最新的，则返回最新的内容，如果是最新的，则返回304，客户端继续使用本地缓存。

强缓存

强缓存是利用http头中的Expires和Cache-Control两个字段来控制的，用来表示资源的缓存时间。强缓存中，普通刷新会忽略它，但不会清除它，需要强制刷新。浏览器强制刷新，请求会带上Cache-Control:no-cache和Pragma:no-cache

Expires

Expires是http1.0的规范，它的值是一个绝对时间的GMT格式的时间字符串。如我现在这个网页的Expires值是：expires:Fri, 14 Apr 2017 10:47:02 GMT。这个时间代表这这个资源的失效时间，只要发送请求时间是在Expires之前，那么本地缓存始终有效，则在缓存中读取数据。所以这种方式有一个明显的缺点，由于失效的时间是一个绝对时间，所以当服务器与客户端时间偏差较大时，就会导致缓存混乱。如果同时出现Cache-Control:max-age和Expires，那么max-age优先级更高。如我主页的response headers部分如下：

cache-control:max-age=691200
expires:Fri, 14 Apr 2017 10:47:02 GMT

那么表示资源可以被缓存的最长时间为691200秒，会优先考虑max-age。

Cache-Control

Cache-Control是在http1.1中出现的，主要是利用该字段的max-age值来进行判断，它是一个相对时间，例如Cache-Control:max-age=3600，代表着资源的有效期是3600秒。cache-control除了该字段外，还有下面几个比较常用的设置值：

no-cache：不使用本地缓存。需要使用缓存协商，先与服务器确认返回的响应是否被更改，如果之前的响应中存在ETag，那么请求的时候会与服务端验证，如果资源未被更改，则可以避免重新下载。
no-store：直接禁止游览器缓存数据，每次用户请求该资源，都会向服务器发送一个请求，每次都会下载完整的资源。
public：可以被所有的用户缓存，包括终端用户和CDN等中间代理服务器。
private：只能被终端用户的浏览器缓存，不允许CDN等中继缓存服务器对其缓存。
Cache-Control与Expires可以在服务端配置同时启用，同时启用的时候Cache-Control优先级高。

协商缓存

协商缓存就是由服务器来确定缓存资源是否可用，所以客户端与服务器端要通过某种标识来进行通信，从而让服务器判断请求资源是否可以缓存访问。

普通刷新会启用弱缓存，忽略强缓存。只有在地址栏或收藏夹输入网址、通过链接引用资源等情况下，浏览器才会启用强缓存，这也是为什么有时候我们更新一张图片、一个js文件，页面内容依然是旧的，但是直接浏览器访问那个图片或文件，看到的内容却是新的。

这个主要涉及到两组header字段：Etag和If-None-Match、Last-Modified和If-Modified-Since。上面以及说得很清楚这两组怎么使用啦~复习一下：

`Etag`和`If-None-Match`

Etag/If-None-Match返回的是一个校验码。ETag可以保证每一个资源是唯一的，资源变化都会导致ETag变化。服务器根据浏览器上送的If-None-Match值来判断是否命中缓存。

与Last-Modified不一样的是，当服务器返回304 Not Modified的响应时，由于ETag重新生成过，response header中还会把这个ETag返回，即使这个ETag跟之前的没有变化。

Last-Modify/If-Modify-Since

浏览器第一次请求一个资源的时候，服务器返回的header中会加上Last-Modify，Last-modify是一个时间标识该资源的最后修改时间，例如Last-Modify: Thu,31 Dec 2037 23:59:59 GMT。

当浏览器再次请求该资源时，request的请求头中会包含If-Modify-Since，该值为缓存之前返回的Last-Modify。服务器收到If-Modify-Since后，根据资源的最后修改时间判断是否命中缓存。

如果命中缓存，则返回304，并且不会返回资源内容，并且不会返回Last-Modify。

为什么要有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：

一些文件也许会周期性的更改，但是他的内容并不改变(仅仅改变的修改时间)，这个时候我们并不希望客户端认为这个文件被修改了，而重新GET；
某些文件修改非常频繁，比如在秒以下的时间内进行修改，(比方说1s内修改了N次)，If-Modified-Since能检查到的粒度是s级的，这种修改无法判断(或者说UNIX记录MTIME只能精确到秒)；
某些服务器不能精确的得到文件的最后修改时间。

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。

另外觉得一篇很好的文章，从缓存策略来学习HTTP缓存：HTTP基于缓存策略三要素分解法