写这篇博客的意义完全是为了后边继续写OkHttp源码阅读系列中的CacheInterceptor做铺垫,作为移动端开发人员来说,Http的缓存机制并不是很熟悉,在阅读OkHttp源码过程中发现CacheInterceptor拦截器中好多字段的定义和方法很难懂(看懵逼了),所以通过Google和Baidu了解到,有必要先铺垫一下Http是怎么进行缓存,进而才能更好的理解OkHttp的缓存拦截器。
HTTP报文
我们经常提到的报文信息究竟指的是什么呢,其实Http报文就是客户端和服务器之间通信时发送及相应的数据块。
客户端向服务器请求数据,发送请求(Request)
报文;服务器向浏览器返回数据,返回响应(Response)
报文。
一个报文信息主要包括两个内容:
- 包含属性的首部(header) 附加信息(cookie,缓存信息等)
与缓存相关的规则信息,均包含在header中
- 包含数据的主体部分(body) HTTP请求真正想要传输的部分
缓存规则
为了方便理解,后面会将客户端指定为浏览器,并且认为浏览器中存在一个缓存数据库,用于存储缓存信息。以上只是为了方便理解,实际不一定是数据库,我们只是统称存储数据的容器叫缓存数据库。
OK,有了上边的假设之后,在浏览器第一次访问数据时,此时缓存数据库中没有对应的缓存数据,需要请求服务器,服务器返回信息后,将数据存储到缓存数据库中。流程图如下:
上述内容提到了缓存规则,在Http中缓存规则有很多种,根据是否需要重新向服务器发请求来分类的话,可以将其分为两大类:强制缓存
和对比缓存
。
在详细介绍这两种缓存规则之前,我们可以根据两组时序图来大致了解下两种缓存规则:
已存在缓存数据时,仅基于强制缓存,请求数据的流程如下
已存在缓存数据时,仅基于对比缓存,请求数据的流程如下
我们可以看到两类缓存规则的不同,强制缓存如果生效,不需要再和服务器发生交互,而对比缓存不管是否生效,都需要与服务端发生交互。有人可能会问既然必须要请求服务器,还要缓存干嘛啊,这个问题先卖个关子,后边会说到。
两类缓存规则可以同时存在,强制缓存优先级高于
对比缓存,也就是说,当执行强制缓存的规则时,如果缓存生效,直接使用缓存,不再执行对比缓存规则。
强制缓存
为了方便理解和更直观的体现,后面所有的客户端都以浏览器为例子。
从上文我们得知,强制缓存,在缓存数据未失效的情况下,可以直接使用缓存数据,那么浏览器是如何判断缓存数据是否失效呢?
我们知道,在没有缓存数据的时候,浏览器向服务器请求数据时,服务器会将数据和缓存规则一并返回,缓存规则信息包含在响应header中。
对于强制缓存来说,响应header中会有两个字段来标明失效规则(Expires/Cache-Control)
使用chrome的开发者工具,可以很明显的看到对于强制缓存生效时,网络请求的情况
Expires
Expires的值为服务端返回的到期时间,即下一次请求时,请求时间小于服务端返回的到期时间,直接使用缓存数据。
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。
另一个问题是,到期时间是由服务端生成的,但是客户端时间可能跟服务端时间有误差,这就会导致缓存命中的误差。
所以HTTP 1.1 的版本,使用Cache-Control替代。
Cache-Control
Cache-Control 是最重要的规则。常见的取值有private、public、no-cache、max-age,no-store,默认为private
。
- private 客户端可以缓存
- public 客户端和代理服务器都可缓存(Android端可以认为public和private是一样的)
- max-age 缓存内容将在xxx多少秒后失效
- no-cache 需要使用对比缓存来验证缓存数据(后面介绍)
- no-store 所有内容都不会缓存,强制缓存,对比缓存都不会触发。
通过chrome的开发者工具,从上边举得例子中随便找一个缓存:
该数据缓存将在600秒后失效。
对比缓存
对比缓存,顾名思义,需要进行比较判断是否可以使用缓存。
浏览器第一次请求数据时,服务器会将缓存标识
与数据
一起返回给客户端,客户端将二者备份至缓存数据库中。
再次请求数据时,客户端将备份的缓存标识
发送给服务器,服务器根据缓存标识进行判断,判断成功后,返回304
状态码,通知客户端比较成功,可以使用缓存数据。
第一次请求数据:
第二次请求数据:
通过两图的对比,我们可以很清楚的发现,在对比缓存生效时,状态码为304,并且报文大小
和请求时间
大大减少。
原因是服务端在进行标识比较后,只返回header部分
,通过状态码通知客户端使用缓存,不再需要将报文主体部分返回给客户端。
对于对比缓存来说,缓存标识的传递是我们着重需要理解的,它在请求header和响应header间进行传递,
一共分为两种标识传递,接下来,我们分开介绍。
Last-Modified / If-Modified-Since
Last-Modified
服务器在响应请求时,告诉浏览器资源的最后修改时间。
第一次请求数据时,服务器返回数据最后的修改时间
If-Modified-Since
再次请求服务器时,通过If-Modified-Since字段通知服务器上次请求时,服务器返回的资源最后修改时间。
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。
若资源的最后修改时间大于
If-Modified-Since,说明资源又被改动过,则响应整片资源内容,返回状态码200;
若资源的最后修改时间小于或等于
If-Modified-Since,说明资源无新修改,则响应HTTP 304,告知浏览器继续使用所保存的cache。
Etag / If-None-Match
它的优先级高于Last-Modified / If-Modified-Since
Etag
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(生成规则由服务器决定)。
第一次请求时,服务器返回数据资源的唯一标识.
If-None-Match
再次请求服务器时,通过If-None-Match字段通知服务器客户段缓存数据的唯一标识。
服务器收到请求后发现有头If-None-Match 则与被请求资源的唯一标识进行比对,
不同,说明资源又被改动过,则响应整片资源内容,返回状态码200
;
相同,说明资源无新修改,则响应HTTP 304
,告知浏览器继续使用所保存的cache。
这里我不就截图了,因为我访问的链接时https的,所以chrome开发者工具看不到请求头,这里忽略一下,其实就是一个字段而已。
总结
对于强制缓存,服务器通知浏览器一个缓存时间,在缓存时间内,下次请求,直接用缓存,不在时间内,执行比较缓存策略。
对于比较缓存,将缓存信息中的Etag和Last-Modified通过请求发送给服务器,由服务器校验,返回304状态码时,浏览器直接使用缓存。
最后两张流程图做下总结:
了解了HTTP缓存机制后,下面我们就可以分析OkHttp的缓存拦截器CacheInterceptor
了