在移动互联网时代，有大量的静态资源需要在移动客户端进行展示，这些静态资源占据了客户端的主要网络流量。iOS系统针对get请求提供了多种缓存策略，正确地使用缓存策略可以有效减少网络流量的消耗，极大缩短页面的打开时间，提升用户体验，但另外一方面，如果使用缓存策略不当，当服务器的资源发生变化时，客户端未能及时发现而且展示了缓存资源，导致用户未能及时获取最新的内容，造成不良影响。本文的主要内容是针对iOS的网络请求缓存机制进行了分析。
多种缓存策略
在创建网络请求时，可以通过设置NSURLRequest的cachePolicy属性来设置请求的缓存策略。
iOS对NSURLRequest提供了7种缓存策略：（实际上能用的只有4种）
NSURLRequestUseProtocolCachePolicy // 默认的缓存策略（取决于协议）
NSURLRequestReloadIgnoringLocalCacheData // 忽略缓存，重新请求
NSURLRequestReloadIgnoringLocalAndRemoteCacheData // 未实现
NSURLRequestReloadIgnoringCacheData = NSURLRequestReloadIgnoringLocalCacheData // 忽略缓存，重新请求
NSURLRequestReturnCacheDataElseLoad// 有缓存就用缓存，没有缓存就重新请求
NSURLRequestReturnCacheDataDontLoad// 有缓存就用缓存，没有缓存就不发请求，当做请求出错处理（用于离线模式）
NSURLRequestReloadRevalidatingCacheData // 未实现
不同缓存策略的效果
本文编写了一个测试demo，用于请求本机的一个图片资源信息，通过设置不同的缓存策略，借助charles工具对客户端的网络请求内容进行监测，从而观察不同缓存策略的效果。
- NSURLRequestUseProtocolCachePolicy
这个是默认的缓存机制，当系统第一次请求该网络资源时，本地缓存当中并不存在该资源文件，于是请求了整个资源文件，并且缓存该文件的缓存信息。当第二请求该文件时，系统会在请求头添加If-Modified-Since字段或者If-None-Match字段，将缓存信息携带上去，服务器根据缓存信息判断该资源是否发生了变化，如果没有变化，则返回304消息。
- NSURLRequestReloadIgnoringLocalCacheData
该策略在每次请求资源时都会将忽略本地的缓存内容，每次都会将最新的资源请求下来。
- NSURLRequestReturnCacheDataElseLoad
该策略有缓存就用缓存，没有缓存就重新请求。在第一次请求资源时，由于本地并不存在缓存资源，会将资源请求下来。在第二次请求时，由于本地已经存在了缓存内容，客户端根本不再发起网络请求。上图中是多次请求资源的结果，只有在第一请求资源时才会发送请求。
- NSURLRequestReturnCacheDataDontLoad
该策略有缓存就用缓存，没有缓存就不发请求，当做请求出错处理。当本地并不存在对应的缓存资源时，回调接口会报错，如下所示：
Error Domain=NSURLErrorDomain Code=-1008 "resource unavailable" UserInfo={NSUnderlyingError=0x600000243240 {Error Domain=kCFErrorDomainCFNetwork Code=-1008 "(null)"}, NSErrorFailingURLStringKey=http://localhost:8081/default.jpg, NSErrorFailingURLKey=http://localhost:8081/default.jpg, NSLocalizedDescription=resource unavailable}
缓存的管理者NSURLCache
iOS系统使用NSURLCache类来管理网络请求的缓存，对于系统发送的网络请求，都使用了[NSURLCache sharedURLCache]对象来管理缓存。在一个App应用当中，由于使用了同一个对象来管理缓存，所以不同的网络请求之间是使用同一个缓存来管理的。所以上述缓存策略像NSURLRequestReturnCacheDataDontLoad才能执行起来。
在iOS5以前，apple不支持磁盘缓存，在iOS5的时候，允许磁盘缓存，（NSURLCache 是根据NSURLRequest 来实现的）只支持http，在iOS6以后，支持http和https。
NSURLCache的常见用法：
获得全局缓存对象（没必要手动创建）NSURLCache *cache = [NSURLCache sharedURLCache];
设置内存缓存的最大容量（字节为单位，默认为512KB）- (void)setMemoryCapacity:(NSUInteger)memoryCapacity;
设置硬盘缓存的最大容量（字节为单位，默认为10M）- (void)setDiskCapacity:(NSUInteger)diskCapacity;
硬盘缓存的位置：沙盒/Library/Caches
取得某个请求的缓存- (NSCachedURLResponse *)cachedResponseForRequest:(NSURLRequest *)request;
清除某个请求的缓存- (void)removeCachedResponseForRequest:(NSURLRequest *)request;
清除所有的缓存- (void)removeAllCachedResponses;
自定义缓存策略
在大部分情况下，使用默认的缓存策略可以满足客户端的需求，但是该策略存在一个问题，即在第二次请求网络资源时，需要发起一个请求来判断资源是否发生的变化，客户端需要等待这个请求返回之后来判断是否使用缓存结果。如果我们知道该资源变化的频率特别低，我们不必要在每次动态请求资源时都发起一个资源是否变化的请求，而是在应用启动时发起请求，每次启动后就更新资源信息。此时就需要了解缓存的原理。
对于服务器而言，主要可以通过两种方法来差别客户端的缓存是否过期。
- 第一个是下发Last-Modified字段信息，客户端将该字段内容缓存下来，该字段保存了资源上次修改的信息，此后客户端在发起请求时，在请求头当中添加If-Modified-Since字段，将资源修改时间携带上去，服务器根据时间来判断资源是否进行了修改。
- 第二种方法是通过下发ETag字段信息，该字段保存了资源的唯一标识，大部分会使用Hash值来表示。客户端在收到结果后将该字段进行缓存，然后每次请求资源时，将该缓存结果放在If-None-Match字段当中，服务器通过比较标识号来判断缓存是否过期。
通过上面对缓存机制的分析，完全只可以自定义缓存策略，在每次请求时，将服务器端的缓存信息保存到本地，以后在每次用户启动或者固定时间间隔动态发送信息更新资源信息，可以更加有效地提供加载速度。代码如下所示：
- (IBAction)fun1:(id)sender {
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://localhost:8081/default.jpg"];
NSURLRequest *request = [[NSURLRequest alloc] initWithURL:url cachePolicy:NSURLRequestUseProtocolCachePolicy timeoutInterval:5.0];
NSURLSession *session = [NSURLSession sharedSession];
NSURLSessionDataTask *dataTask = [session dataTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
UIImage *image = [[UIImage alloc] initWithData:data];
NSLog(@"response is %@",response);
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.myImage.image = image;
});
}];
[dataTask resume];
}
- (IBAction)fun2:(id)sender {
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://localhost:8081/default.jpg"];
NSMutableURLRequest *request = [[NSMutableURLRequest alloc] initWithURL:url cachePolicy:NSURLRequestReloadIgnoringCacheData timeoutInterval:5.0];
if (self.imgDate)
{
[request setValue:self.imgDate forHTTPHeaderField:@"If-Modified-Since"];
}
NSURLSession *session = [NSURLSession sharedSession];
NSURLSessionDataTask *dataTask = [session dataTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
NSHTTPURLResponse *httpResponse = (NSHTTPURLResponse*)response;
NSDictionary *headerDict = httpResponse.allHeaderFields;
if ([headerDict objectForKey:@"Last-Modified"])
{
self.imgDate = [headerDict objectForKey:@"Last-Modified"];
}
UIImage *image = [[UIImage alloc] initWithData:data];
NSLog(@"response is %@",response);
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.myImage.image = image;
});
}];
[dataTask resume];
}
- (IBAction)fun3:(id)sender {
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://localhost:8081/default.jpg"];
NSMutableURLRequest *request = [[NSMutableURLRequest alloc] initWithURL:url cachePolicy:NSURLRequestReloadIgnoringCacheData timeoutInterval:5.0];
if (self.eTag)
{
[request setValue:self.eTag forHTTPHeaderField:@"If-None-Match"];
}
NSURLSession *session = [NSURLSession sharedSession];
NSURLSessionDataTask *dataTask = [session dataTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
NSHTTPURLResponse *httpResponse = (NSHTTPURLResponse*)response;
NSDictionary *headerDict = httpResponse.allHeaderFields;
if ([headerDict objectForKey:@"Etag"])
{
self.eTag = [headerDict objectForKey:@"Etag"];
}
UIImage *image = [[UIImage alloc] initWithData:data];
NSLog(@"response is %@",response);
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.myImage.image = image;
});
}];
[dataTask resume];
}
- (IBAction)fun4:(id)sender {
[[NSURLCache sharedURLCache] removeAllCachedResponses];
}