[HTTP 学习笔记] HTTP缓存控制

HTTP缓存控制

本文部分内容摘抄其他博客、文章，仅用于学习HTTP缓存控制
如有错误，欢迎批评指正

对于Web站点来说，资源来自于网络下载，在下载过程中，如果遇到延迟或者网络堵塞，会导致资源加载速度过慢，影响用户的体验。另一方面，如果每次访问都从服务器下载重复资源，会给服务器带宽带来不必要的浪费，因此通过缓存重用已经获取的资源，可以有效的提高Web站点的响应及减少服务器压力。以下就来学习HTTP缓存控制。

HTTP报文中与缓存相关的首部字段

首先，先了解一些与缓存相关的首部字段。

• 通用首部字段

字段名称	说明
Cache-Control	控制缓存的行为
Progma	HTTP1.0 ，值为"no-cache"时禁用缓存

• 请求首部字段

字段名称	说明
if-Match	比较Etag是否一致
If-None-Match	比较Etag是否不一致
if-Modified-Since	比较资源最后更新的时间是否一致
if-Unmodified-Since	比较资源最后更新的时间是否不一致

• 响应首部字段

字段名称	说明
Etag	资源的匹配信息

• 实体首部字段

字段名称	说明
Expires	HTTP1.0，用于设置实体主体过期时间
Last-Modified	资源的最后一次修改时间

缓存控制

Pragma

HTTP1.0时代的字段，目前已很少使用，用于禁用缓存，通常设置为Pragma: no-cache,当设置该字段时，服务器会知会客户端不缓存该资源。当客户端请求带有此字段时，会表示客户端禁用缓存，需要下载资源。
例如我们常用的chrome开发者工具中，开启Disable cache时，客户端就会在所有请求中添加这个字段表示禁用缓存。

Prama:no-cache

Expires

HTTP1.0时代的字段，用于启用缓存及定义缓存时间。该字段的值对应绝对时间：格林尼治时间（GMT）。该时间用于告诉客户端资源缓存过期的时间，如果没有超过该时间点，则发送的请求不需要向服务器访问，直接使用缓存的资源。需要注意的是该字段的时间相对于服务器时间而言的。

Expires:Mon, 15 May 2017 02:34:13 GMT

Cache-Control

由于Expires字段的时间是相对服务器的，在系统时间不准确不统一时，可能会有异常的情况，HTTP1.1中新增了Cache-Control头用于区分缓存机制，通过它提供的不同值来定义具体的缓存策略。

该首部的值可以采用组合的形式，需要注意部分限制，比如no-cache不能不能和 max-age、min-fresh、max-stale 一起搭配使用：

Cache-Control: public, max-age = 3600

// 表示任何情况下都得缓存资源，缓存时间为1小时，后续1小时内，用户访问该资源都无需发送请求

需要注意几个首部的优先级：Pragma > Cache-Control > Expires

• 作为请求首部时，value可选值有：

字段名称	说明
no-cache	告知（代理）服务器不直接使用缓存，要求向原服务器发起请求
no-store	所有内容都不会保存到缓存或者Internet临时文件中
max-age=delta-seconds	告知服务器，客户端希望接收一个存在时间（Age）不大于delta-seconds 秒的资源
max-stale[=delta-seconds]	告知（代理）服务器客户端愿意接收一个草果缓存时间的资源，若有定义delta-seconds则为delta-seconds秒，若没有则为任意超出时间
min-fresh=delta-seconds	告知（代理）服务器客户端希望接收一个在小雨delta-seconds秒内被更新过的资源
no-transform	告知（代理）服务器客户端希望获取实体数据没有被转换（比如压缩）过的资源
only-if-cached	告知（代理）服务器客户端希望获取缓存的内容（若有），而不用向原服务器发去请求
cache-extension	自定义扩展值，若服务器不识别该值将被忽略掉

• 作为响应首部时，value可选值有：

字段名称	说明
public	表明任何情况下都得缓存该资源（即使是需要HTTP认证的资源）
Private[="field-name"]	表明返回报文中全部或部分（若制定了field-name 则为field-name 的字段数据）仅开放给某些用户（服务器制定的share-user，如代理服务器）做缓存使用，其他用户不能缓存这些数据
no-cache	不直接使用缓存，要向服务器发起（新鲜度校验）请求
no-store	所有内容都不会被保存到缓存或Internet临时文件中
no-transform	告知客户端缓存文件时不得对实体数据做任何改变
only-if-cached	告知（代理）服务器客户端希望获取缓存的内容（若有），而不用向原服务器发起请求
must-revalidate	当前资源一定是向原服务器发去验证请求的，若请求失败会返回504（而非代理服务器上的缓存）
proxy-revalidate	与must-revalidate类似，但仅能应用于共享缓存（如代理）
max-age=delta-seconds	告知客户端该资源在delta-seconds秒内是新鲜的，无需向服务器发请求
s-maxage=delta-seconds	同max-age，但仅应用于共享缓存（如代理）
cache-extension	自定义扩展值，若服务器不识别该值将被忽略

Last-modified

该字段用于为资源标记一个最后修改时间，服务器可以在向客户端发送资源时，将资源最后修改时间以“Last-Modified: GMT”的形式加在实体首部上一起返回给客户端。
客户端在接收到包含字段的响应时，会为该资源标记该信息，并下一次请求该资源时，会把该信息负在请求报文中（字段为If-Modified-Since: Last-Modified-value）一起发送给服务器，当该时间与服务器上最后修改时间一致时，则说明资源未被修改。通过这个判断，服务器应当返回304状态码和响应报头，内容为空，以达到节省宽带的目的。
如果服务器发现未匹配到（资源最后更新时间变更了），则应当返回412状态码给客户端。Last-Modified 存在一定问题，如果在服务器上，一个资源被修改了，但其实际内容根本没发生改变，会因为Last-Modified时间匹配不上而返回了整个实体给客户端（即使客户端缓存里有个一模一样的资源）。

Last-modified: Fri, 22 Jul 2016 01:47:00 GMT

Etag

该首部字段通过服务器给资源标记唯一标识符（例如md5），在响应中返回客户端，客户端在下一次请求时附带Etag字段，服务器即可判断资源相对于客户端是否一致，决定是否返回新的资源，或通过304告知客户端使用缓存。
Etag字段与Last-Modified类似：

Etag: 5d8c72a5edda8d6a

// 
If-Match:Etag-value
// 匹配
If-None-Match:Etag-value
// 不匹配

需要注意Etag优先级高于Last-Modified。

总结

对于HTTP缓存相关的内容分三种情况：

1. 可储存：HTTP响应内容决定资源是否可以被客户端缓存。
2. 期限：当客户端再次请求资源前通过Expires的绝对时间或Cache-Control的相对时间确认资源是否已经过期，当过期时才向服务端发起请求确认资源是否过期，
3. 有效性比对：服务端通过比对请求中的最近修改时间、标识符等方式对资源有效情况的判断，决定缓存的资源是否需要更新。

Steve Sounders

对于经常更新的资源来说，HTTP缓存控制可能会带来一些麻烦，尤其是需要经常变动尽快更新线上的资源。为此Web开发者发明了一种名为Steve Sounders的技术。对于不频繁更新的文件，在其URL（通常为文件名）后面添加上一个版本号，每个版本号就成了一个独立资源，这样该资源即获得了长时间的缓存时长，同时又可以在需要时通过替换链接的方式使资源更新。在web开发大量使用自动化构建工具的今天，替换链接不再是一件麻烦事。

对于css及JS这种具有相互依赖关系的文件来说，使用这个技术，解决了更新资源时缓存文件更新不一致的问题。

// 比如使用查询字符串

参考来源：
HTTP缓存控制小结
HTTP缓存