《HTTP权威指南》学习-缓存

缓存介绍

缓存的优点

1. 减少冗余的数据传输 节省流量

2. 缓解了网络瓶颈的问题 不需高带宽即可快速加载页面

3. 降低了对原始服务器的要求 服务器更快响应 避免过载

4. 降低了距离时延 服务器较远 降低传输时间

什么情况下使用缓存

1. 冗余的数据传输（GET）

2. 带宽瓶颈

3. 瞬间拥塞

4. 。。。。。

缓存过程

一般缓存场景

1. 缓存命中：客户端请求缓存 缓存将缓存的副本发送给客户端

2. 缓存未命中：客户端请求缓存 缓存中没有对应的副本 请就被转发给客户端

3. 缓存再验证命中：客户端请求缓存 缓存无法判断该副本是否新鲜 发送验证请求给服务端 服务器端返回仍是新鲜 缓存则将副本发送给客户端

缓存处理步骤

1. 网络中接收抵达的请求报文

2. 缓存对报文进行解析 提出URL和各种首部

3. 查询本地是否有可用副本 没有就保存一份在本地

4. 查看副本是否足够新鲜 新鲜检测

5. 缓存会用新的首部和缓存的主题来构建报文

6. 发送报文给客户端

7. 日志记录事务

文档过期

Expires首部 HTTP/1.0 绝对的过期时间
Cache-Control：max-age首部 HTTP/1.1 定义文档的最大使用期，最大的合法生存时间（单位：s）

服务器再验证

文档过期了 并不代表其就不新鲜了 下一步就是服务器再验证 询问文档是否发生变化
If-Modified-Since首部
If-None-Match：tags首部

If-Modified-Since

当浏览器第一次从服务端获取数据响应为200的时候，缓存会获取Last-Modified字段。
再验证的时候，会在请求中加上If-Modified-Since字段，该字段的值就是Last-Modified字段的值。意思告诉服务端当该对象在的Last-Modified时间在If-Modified-Since之后，我的缓存不新鲜给我新鲜的。 否则我的缓存就是新鲜的不需要再提供了。
服务端一般会有三中响应：

1. 再验证命中：对象未修改 304 Not Modified（成功的再验证比缓存未命中要快，失败的再验证几乎和未命中速度一样）

2. 再验证未命中：对象修改了 200 OK

3. 对象被删除：404 Not Found 缓存也会删除对应副本

If-None-Match

但是也有一些特殊情况

1. 文档周期行重写（后台进程写入）实际包含数据一样 内容一样 但是修改日期发生变化

2. 文档那个修改了 不过修改不重要 不需要缓存更新

3. 有些服务器无法判断其最后修改时间

4. 有些服务器会在亚秒间隙发生变化 对于服务器来说 以一秒为单位的粒度修改日期就不够了
   这种情况 采用的方法就是打tag 加班本号

If-None-Mathc可以是多个，告诉服务器这些实体标签对应的对象均有存在缓存副本

控制缓存的能力

服务器可以通过HTTP定义的几种方式制定文档缓存多久 按照优先级

1. Cache-Control：public

2. Cache-Control：no-store

3. Cache-Control：no-cache

4. Cache-Control：must-revalidate

5. Cache-Control：max-age

6. Expires：date

7. 不添加过期时间 让浏览器自己判断
   这里no-store缓存对响应进行复制，缓存会转发响应，删除对象

no-cache实际上是可以存储在本地缓存中的，只是在于原始服务器进行新鲜验证之前 不能提供给客户端使用
Cache-Control：max-age还有一种
Cache-Control：s-maxage=3600 仅针对的是共享缓存
max-age=0则是不使用缓存 每次进入都要刷新
must-revalidate告诉缓存 在没有跟服务器进行新鲜验证的情况下 不允许提供

一个允许缓存的报文信息

一份不可以缓存的报文信息

命中率

缓存命中率：有缓存提供的请求占所有请求的比例
字节命中率：缓存字节占总字节比例

区别请求来自于缓存还是非缓存

对比响应的Date字段 如果响应的Date字段比当前时间较早 则说明来自缓存

代理与缓存

缓存的拓扑结构

私有缓存：浏览器缓存 (浏览器输入chrome://cache/查看本地缓存)
共有代理缓存：缓存代理服务器

缓存的层次结构

实际情况中通常是层次化缓存。较小缓存未命中的请求会被导向较大父缓存。
靠近客户端的地方使用较小廉价缓存，在更高层次中，则逐步采用更大，功能更强的缓存，来装载多用户共享的文档

网状缓存内容路由及对等缓存

网状缓存也叫内容路由器：代理缓存之间会议更加复杂的方式对话，做出动态的缓存通信决定，决定于那个父缓存进行通话，或者决定彻底绕开缓存，直接连接原始服务器
其包含以下功能：

1. 根据URL在父缓存或原始服务器回见进行动态选择

2. 根据URL动态选择一个特定的父缓存

3. 前往父缓存之前 在本地缓存中搜索一缓存的副本

4. 允许其他缓存对其缓存的部分进行访问 但不允许流浪访问缓存
   缓存的复杂关系允许不同的组织互为对等实体，缓存共享（兄弟缓存）。HTPP不支持兄弟缓存，因此还有一些协议（HTCP）快播P2P?

总结：与缓存相关的首部字段

首部字段	值	描述
Cache-Control	public	响应可以被缓存（默认）
--	private	响应可以被浏览器缓存 但是不允许中继缓存（CDN）缓存
--	no-store	禁止浏览器和中继缓存进行缓存
--	no-cache	浏览器可以缓存 但是未经新鲜度检查之前不能使用
--	max-age	一个以秒为单位数字，是一个相对时间。 Date+max-age则是绝对的最大过期时间。
Expires	date	HTTP/1.0标准的 绝对过期时间
Date	date	只存在于response中 报文响应时候的时间
Last-Modified	date	只存在于response中 文档最后被修改的时间
If-Modified-Since	date	只存在于request中 新鲜度度检验时候需要 查询文档是否在该时刻之后修改过 如果未修改过 更新缓存的文档的Date，并且提供缓存副本 如果修改过 更新新的文档，提供新的文档
If-None-Match	tag	只存在于request中 告诉服务端这些版本有对应的缓存
Pragma	no-cache等	HTTP/1.0时代的首部字段 功能相当于Cache-Control