Nginx 客户端缓存Etag和If-None-Match

 

浏览器缓存和Nginx缓存

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缓存是提升用户访问速度，节省带宽，减轻服务器压力的必经之道。

下面都是针对的Http 1.1来说明，HTTP缓存都是针对浏览器客户端，其他第三方客户端不考虑。

使用缓存是最有效的提高访问速度的方法，在web服务器的场景当中不仅要考虑nginx作为缓存服务时候的使用方法还得考虑浏览器中的缓存失效的场景，因为浏览器缓存是否生效可以通过nginx指令去控制。浏览器的缓存对用户体验也是最大的。

使用浏览器缓存，即本地缓存，只需要读取本地的磁盘或者内存就可以了。通常是同时使用浏览器和nginx缓存。

 

 

基本原理和概念

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相同的两次请求返回的结果相同时，第一次返回的结果缓存在客户端，第二次服务端不再返回结果，仅返回一个特殊的状态码，告诉客户端第二次请求的结果与上次相同，可以直接使用上次返回的数据。

实现中，会用到HTTP头中的两个字段：

• ETag 返回应答数据的标记，服务端生成发送给客户端

• If-None-Match 同样的请求，上一次返回的 ETag 值

 

 

交互过程

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• 服务端在将数据发送给客户端之前，首先计算应答数据的摘要（通常是MD5），把计算结果作为 ETag 的值，和数据一同发送给客户端。

• 客户端收到应答数据后，检测 HTTP Header 中是否有 ETag 字段，如有则缓存应答数据和 ETag 的值。

• 客户端再次发起同一请求时，读取上次缓存的 ETag 值，将其作为 If-None-Match 的值，并与请求数据一同发送给服务端。

• 服务端收到请求，执行请求，在把应答数据返回给客户端之前计算摘要，并与客户端上报的摘要比较，如果两次摘要相同，说明本次的应答数据与上一次请求的应答数据相同，且客户端已缓存该数据，则简单返回304。

• 客户端收到304，直接读取本地缓存的数据返回给调用网络模块的业务方。

交互过程总结如下图：

如果你禁用浏览器缓存 ，打开一个新的网页每次你刷新网页都会返回200而不是304。

 

缓存模式

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浏览器缓存可以分为两种模式，强缓存和协商缓存。

• 强缓存（无HTTP请求，无需协商）

  直接读取本地缓存，无需跟服务端发送请求确认，http返回状态码是200（from memory cache或者from disk cache ，不同浏览器返回的信息不一致的）。

  对应的Http header有:

  • Cache-Control
  • Expires

• 协商缓存（有HTTP请求，需协商）

  浏览器虽然发现了本地有该资源的缓存，但是不确定是否是最新的，于是想服务器询问，若服务器认为浏览器的缓存版本还可用，那么便会返回304（Not Modified） http状态码。

  对应的Http header有:

  • Last-Modified
  • ETag

 

Etag头部

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 Etag是存在于HTTP响应当中的，是Nginx向浏览器返回时添加的，它来标识一个特定版本的资源，Etag的值是通过上次修改时间的值以及资源的字节长度来生成的。

Syntax: etag on | off;
Default: etag on;
Context: http, server, location

生成规则：
ngx_sprintf(etag->value.data, "\"%xT-%xO\"",
r->headers_out.last_modified_time,
r->headers_out.content_length_n)

 

之前用户请求资源nginx返回了Etag给浏览器，浏览器也会缓存该Etag的值。当浏览器通过时间维度认为Etag值过期了，那么这个时候浏览器又想去nginx上重新读资源，比如nginx服务器上这个资源到底有没有修改过，如果没有修改过返回304给客户端，而不需要将完整的内容给客户端，比如这个文件有几十兆。

怎么样让nginx快速的判断这个资源有没有修改过。浏览器会通过if-none-match头部在它的值里面填的是Etag的值，这样nginx收到if-none-match的时候就会做比较，当Etag标识出来的值和nginx的Etag值比较匹配的时候才会返回200，否则验证失败返回304表示没又改变。

 

If-None-Match

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举个例子

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关闭缓存可以看到实际的请求发到上游服务器了，下面开始打开缓存

浏览器虽然发现了本地有该资源的缓存，但是不确定是否是最新的，于是想服务器询问，若服务器认为浏览器的缓存版本还可用，那么便会返回304（Not Modified） http状态码。 

直接读取本地缓存，无需跟服务端发送请求确认，http返回状态码是200（from memory cache或者from disk cache ，不同浏览器返回的信息不一致的）。