緩存的種類

瀏覽器緩存

緩存存在的意義就是當(dāng)用戶點(diǎn)擊back按鈕或是再次去訪問某個(gè)頁面的時(shí)候能夠更快的響應(yīng)。尤其是在多頁應(yīng)用的網(wǎng)站中，如果你在多個(gè)頁面使用了一張相同的圖片，那么緩存這張圖片就變得特別的有用。瀏覽器先向代理服務(wù)器發(fā)起Web請求，再將請求轉(zhuǎn)發(fā)到源服務(wù)器。其中瀏覽器緩存包括強(qiáng)緩存和協(xié)商緩存。

CDN緩存

CDN緩存一般是由網(wǎng)站管理員自己部署，為了讓他們的網(wǎng)站更容易擴(kuò)展并獲得更好的性能。通常情況下，瀏覽器先向CDN網(wǎng)關(guān)發(fā)起Web請求，網(wǎng)關(guān)服務(wù)器后面對應(yīng)著一臺或多臺負(fù)載均衡源服務(wù)器，會根據(jù)它們的負(fù)載請求，動態(tài)將請求轉(zhuǎn)發(fā)到合適的源服務(wù)器上。從瀏覽器角度來看，整個(gè)CDN就是一個(gè)源服務(wù)器，從這個(gè)層面來說瀏覽器和服務(wù)器之間的緩存機(jī)制，在這種架構(gòu)下同樣適用。

代理服務(wù)器緩存

代理服務(wù)器是瀏覽器和源服務(wù)器之間的中間服務(wù)器，代理轉(zhuǎn)發(fā)響應(yīng)時(shí)，緩存代理會預(yù)先將資源的副本（緩存）保存到代理服務(wù)器上。當(dāng)代理再次接收到對相同資源的請求時(shí)，就可以不從源服務(wù)器那里獲取資源，而是將之前緩存的資源作為響應(yīng)返回。

數(shù)據(jù)庫緩存

數(shù)據(jù)庫緩存是指，當(dāng)web應(yīng)用的關(guān)系比較復(fù)雜，數(shù)據(jù)庫中的表很多的時(shí)候，如果頻繁進(jìn)行數(shù)據(jù)庫查詢，很容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫不堪重荷。為了提供查詢的性能，將查詢后的數(shù)據(jù)放到內(nèi)存中進(jìn)行緩存，下次查詢時(shí)，直接從內(nèi)存緩存直接返回，提供響應(yīng)效率。

應(yīng)用層緩存

應(yīng)用層緩存是指我們在代碼層面上做的緩存。通過代碼邏輯，把曾經(jīng)請求過的數(shù)據(jù)或資源等，緩存起來，再次需要數(shù)據(jù)時(shí)通過邏輯上的處理選擇可用的緩存的數(shù)據(jù)。

瀏覽器緩存機(jī)制

瀏覽器緩存機(jī)制，其實(shí)主要就是HTTP協(xié)議定義的緩存機(jī)制（如： Expires； Cache-control等）。但是也有非HTTP協(xié)議定義的緩存機(jī)制，如使用HTML Meta 標(biāo)簽，Web開發(fā)者可以在HTML頁面的節(jié)點(diǎn)中加入標(biāo)簽，代碼如下：

<META HTTP-EQUIV="Pragma" CONTENT="no-cache">

上述代碼的作用是告訴瀏覽器當(dāng)前頁面不被緩存，每次訪問都需要去服務(wù)器拉取。使用上很簡單，但只有部分瀏覽器可以支持，而且所有緩存代理服務(wù)器都不支持，因?yàn)榇聿唤馕鯤TML內(nèi)容本身。

Expires策略

Expires是Web服務(wù)器響應(yīng)消息頭字段，在響應(yīng)http請求時(shí)告訴瀏覽器在過期時(shí)間前瀏覽器可以直接從瀏覽器緩存取數(shù)據(jù)，而無需再次請求。

Web服務(wù)器告訴瀏覽器在2012-11-28 03:30:01這個(gè)時(shí)間點(diǎn)之前，可以使用緩存文件。發(fā)送請求的時(shí)間是2012-11-28 03:25:01，即緩存5分鐘。

不過Expires 是HTTP 1.0的東西，現(xiàn)在默認(rèn)瀏覽器均默認(rèn)使用HTTP 1.1，所以它的作用基本忽略。

Cache-control策略（重點(diǎn)關(guān)注）

Cache-Control與Expires的作用一致，都是指明當(dāng)前資源的有效期，控制瀏覽器是否直接從瀏覽器緩存取數(shù)據(jù)還是重新發(fā)請求到服務(wù)器取數(shù)據(jù)。只不過Cache-Control的選擇更多，設(shè)置更細(xì)致，如果同時(shí)設(shè)置的話，其優(yōu)先級高于Expires。
值可以是public、private、no-cache、no- store、no-transform、must-revalidate、proxy-revalidate、max-age

各個(gè)消息中的指令含義如下：

Public指示響應(yīng)可被任何緩存區(qū)緩存。
Private指示對于單個(gè)用戶的整個(gè)或部分響應(yīng)消息，不能被共享緩存處理。這允許服務(wù)器僅僅描述當(dāng)用戶的部分響應(yīng)消息，此響應(yīng)消息對于其他用戶的請求無效。
no-cache指示請求或響應(yīng)消息不能緩存
no-store用于防止重要的信息被無意的發(fā)布。在請求消息中發(fā)送將使得請求和響應(yīng)消息都不使用緩存。
max-age指示客戶機(jī)可以接收生存期不大于指定時(shí)間（以秒為單位）的響應(yīng)。
min-fresh指示客戶機(jī)可以接收響應(yīng)時(shí)間小于當(dāng)前時(shí)間加上指定時(shí)間的響應(yīng)。
max-stale指示客戶機(jī)可以接收超出超時(shí)期間的響應(yīng)消息。如果指定max-stale消息的值，那么客戶機(jī)可以接收超出超時(shí)期指定值之內(nèi)的響應(yīng)消息。

Last-Modified/If-Modified-Since

Last-Modified/If-Modified-Since要配合Cache-Control使用。

Last-Modified：標(biāo)示這個(gè)響應(yīng)資源的最后修改時(shí)間。web服務(wù)器在響應(yīng)請求時(shí)，告訴瀏覽器資源的最后修改時(shí)間。

If-Modified-Since：當(dāng)資源過期時(shí)（使用Cache-Control標(biāo)識的max-age），發(fā)現(xiàn)資源具有Last-Modified聲明，則再次向web服務(wù)器請求時(shí)帶上頭If-Modified-Since，表示請求時(shí)間。web服務(wù)器收到請求后發(fā)現(xiàn)有頭If-Modified-Since
則與被請求資源的最后修改時(shí)間進(jìn)行比對。若最后修改時(shí)間較新，說明資源又被改動過，則響應(yīng)整片資源內(nèi)容（寫在響應(yīng)消息包體內(nèi)），HTTP 200；若最后修改時(shí)間較舊，說明資源無新修改，則響應(yīng)HTTP 304 (無需包體，節(jié)省瀏覽)，告知瀏覽器繼續(xù)使用所保存的cache。

Etag/If-None-Match

Etag/If-None-Match也要配合Cache-Control使用。

Etag：web服務(wù)器響應(yīng)請求時(shí)，告訴瀏覽器當(dāng)前資源在服務(wù)器的唯一標(biāo)識（生成規(guī)則由服務(wù)器覺得）。Apache中，ETag的值，默認(rèn)是對文件的索引節(jié)（INode），大小（Size）和最后修改時(shí)間（MTime）進(jìn)行Hash后得到的。

If-None-Match：當(dāng)資源過期時(shí)（使用Cache-Control標(biāo)識的max-age），發(fā)現(xiàn)資源具有Etage聲明，則再次向web服務(wù)器請求時(shí)帶上頭If-None-Match（Etag的值）。web服務(wù)器收到請求后發(fā)現(xiàn)有頭If-None-Match 則與被請求資源的相應(yīng)校驗(yàn)串進(jìn)行比對，決定返回200或304。

既生Last-Modified何生Etag？

你可能會覺得使用Last-Modified已經(jīng)足以讓瀏覽器知道本地的緩存副本是否足夠新，為什么還需要Etag（實(shí)體標(biāo)識）呢？HTTP1.1中Etag的出現(xiàn)主要是為了解決幾個(gè)Last-Modified比較難解決的問題：

Last-Modified標(biāo)注的最后修改只能精確到秒級，如果某些文件在1秒鐘以內(nèi)，被修改多次的話，它將不能準(zhǔn)確標(biāo)注文件的修改時(shí)間

如果某些文件會被定期生成，當(dāng)有時(shí)內(nèi)容并沒有任何變化，但Last-Modified卻改變了，導(dǎo)致文件沒法使用緩存

有可能存在服務(wù)器沒有準(zhǔn)確獲取文件修改時(shí)間，或者與代理服務(wù)器時(shí)間不一致等情形

Etag是服務(wù)器自動生成或者由開發(fā)者生成的對應(yīng)資源在服務(wù)器端的唯一標(biāo)識符，能夠更加準(zhǔn)確的控制緩存。Last-Modified與ETag是可以一起使用的，服務(wù)器會優(yōu)先驗(yàn)證ETag，一致的情況下，才會繼續(xù)比對Last-Modified，最后才決定是否返回304。

http請求過程中緩存的邏輯

用戶行為與緩存

瀏覽器緩存行為還有用戶的行為有關(guān)！！！

緩存位置

緩存的位置按照獲取資源請求優(yōu)先級，緩存位置依次如下：

• Memory Cache(內(nèi)存緩存)
• Service Worker(離線緩存)
• Disk Cache(磁盤緩存)
• Push Cache(推送緩存)

(1) Memory Cache

Memory 為內(nèi)存緩存，是瀏覽器最先嘗試命中的緩存，也是響應(yīng)最快的緩存。但是存活時(shí)間最短的，當(dāng)進(jìn)程結(jié)束后，tab 標(biāo)簽關(guān)閉后，緩存就不存在了。
因?yàn)閮?nèi)存空間比較小，通常較小的資源放在內(nèi)存緩存中，比如 base64 圖片等資源。

(2) Service Worker

Service Worker 是一種獨(dú)立于主線程之外的 Javascript 線程。它脫離于瀏覽器窗體，因此無法直接訪問 DOM。

可以幫我們實(shí)現(xiàn)離線緩存、消息推送和網(wǎng)絡(luò)代理等功能。

(3) Disk Cache

內(nèi)存的優(yōu)先性，導(dǎo)致大文件不能緩存到內(nèi)存中，那么磁盤緩存則不同。雖然存儲效率比內(nèi)存緩存慢，但是存儲容量和存儲市場有優(yōu)勢。

(4) Push Cache

它是最后一道緩存命中，屬于 HTTP2 的內(nèi)容

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的浏览器缓存及实现原理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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