前言
Http 緩存機制作爲 web 性能優化的重要手段，對於從事 Web 開發的同學們來說，應該是知識體系庫中的一個基礎環節，同時對於有志成爲前端架構師的同學來說是必備的知識技能。
但是對於很多前端同學來說，僅僅只是知道瀏覽器會對請求的靜態文件進行緩存，但是爲什麼被緩存，緩存是怎樣生效的，卻並不是很清楚。
在此，我會嘗試用簡單明瞭的文字，像大家系統的介紹HTTP緩存機制，期望對各位正確的理解前端緩存有所幫助。
在介紹HTTP緩存之前，作爲知識鋪墊，先簡單介紹一下HTTP報文
HTTP報文就是瀏覽器和服務器間通信時發送及響應的數據塊。
瀏覽器向服務器請求數據，發送請求(request)報文；服務器向瀏覽器返回數據，返回響應(response)報文。
報文信息主要分爲兩部分
1.包含屬性的首部(header)————————–附加信息（cookie，緩存信息等）與緩存相關的規則信息，均包含在header中
2.包含數據的主體部分(body)———————–HTTP請求真正想要傳輸的部分
緩存規則解析
爲方便大家理解，我們認爲瀏覽器存在一個緩存數據庫,用於存儲緩存信息。
在客戶端第一次請求數據時，此時緩存數據庫中沒有對應的緩存數據，需要請求服務器，服務器返回後，將數據存儲至緩存數據庫中。
HTTP緩存有多種規則，根據是否需要重新向服務器發起請求來分類，我將其分爲兩大類(強制緩存，對比緩存)
在詳細介紹這兩種規則之前，先通過時序圖的方式，讓大家對這兩種規則有個簡單瞭解。
已存在緩存數據時，僅基於強制緩存，請求數據的流程如下
已存在緩存數據時，僅基於對比緩存，請求數據的流程如下
對緩存機制不太瞭解的同學可能會問，基於對比緩存的流程下，不管是否使用緩存，都需要向服務器發送請求，那麼還用緩存幹什麼？
這個問題，我們暫且放下，後文在詳細介紹每種緩存規則的時候，會帶給大家答案。
我們可以看到兩類緩存規則的不同，強制緩存如果生效，不需要再和服務器發生交互，而對比緩存不管是否生效，都需要與服務端發生交互。
兩類緩存規則可以同時存在，強制緩存優先級高於對比緩存，也就是說，當執行強制緩存的規則時，如果緩存生效，直接使用緩存，不再執行對比緩存規則。
強制緩存
從上文我們得知，強制緩存，在緩存數據未失效的情況下，可以直接使用緩存數據，那麼瀏覽器是如何判斷緩存數據是否失效呢？
我們知道，在沒有緩存數據的時候，瀏覽器向服務器請求數據時，服務器會將數據和緩存規則一併返回，緩存規則信息包含在響應header中。
對於強制緩存來說，響應header中會有兩個字段來標明失效規則（Expires/Cache-Control）
使用chrome的開發者工具，可以很明顯的看到對於強制緩存生效時，網絡請求的情況
Expires
Expires的值爲服務端返回的到期時間，即下一次請求時，請求時間小於服務端返回的到期時間，直接使用緩存數據。
不過Expires 是HTTP 1.0的東西，現在默認瀏覽器均默認使用HTTP 1.1，所以它的作用基本忽略。
另一個問題是，到期時間是由服務端生成的，但是客戶端時間可能跟服務端時間有誤差，這就會導致緩存命中的誤差。
所以HTTP 1.1 的版本，使用Cache-Control替代。
Cache-Control
Cache-Control 是最重要的規則。常見的取值有private、public、no-cache、max-age，no-store，默認爲private。
- private: 客戶端可以緩存
- public: 客戶端和代理服務器都可緩存（前端的同學，可以認爲public和private是一樣的）
- max-age=xxx: 緩存的內容將在 xxx 秒後失效
- no-cache: 需要使用對比緩存來驗證緩存數據（後面介紹）
- no-store: 所有內容都不會緩存，強制緩存，對比緩存都不會觸發（對於前端開發來說，緩存越多越好，so…基本上和它說886）
舉個例子
圖中Cache-Control僅指定了max-age，所以默認爲private，緩存時間爲31536000秒（365天）
也就是說，在365天內再次請求這條數據，都會直接獲取緩存數據庫中的數據，直接使用。
對比緩存
對比緩存，顧名思義，需要進行比較判斷是否可以使用緩存。
瀏覽器第一次請求數據時，服務器會將緩存標識與數據一起返回給客戶端，客戶端將二者備份至緩存數據庫中。
再次請求數據時，客戶端將備份的緩存標識發送給服務器，服務器根據緩存標識進行判斷，判斷成功後，返回304狀態碼，通知客戶端比較成功，可以使用緩存數據。
第一次訪問：
再次訪問：
通過兩圖的對比，我們可以很清楚的發現，在對比緩存生效時，狀態碼爲304，並且報文大小和請求時間大大減少。
原因是，服務端在進行標識比較後，只返回header部分，通過狀態碼通知客戶端使用緩存，不再需要將報文主體部分返回給客戶端。
對於對比緩存來說，緩存標識的傳遞是我們着重需要理解的，它在請求header和響應header間進行傳遞，
一共分爲兩種標識傳遞，接下來，我們分開介紹。
Last-Modified / If-Modified-Since
Last-Modified：服務器在響應請求時，告訴瀏覽器資源的最後修改時間。
If-Modified-Since：
再次請求服務器時，通過此字段通知服務器上次請求時，服務器返回的資源最後修改時間。
服務器收到請求後發現有頭If-Modified-Since 則與被請求資源的最後修改時間進行比對。
若資源的最後修改時間大於If-Modified-Since，說明資源又被改動過，則響應整片資源內容，返回狀態碼200；
若資源的最後修改時間小於或等於If-Modified-Since，說明資源無新修改，則響應HTTP 304，告知瀏覽器繼續使用所保存的cache。
Etag / If-None-Match（優先級高於Last-Modified / If-Modified-Since）
Etag：
服務器響應請求時，告訴瀏覽器當前資源在服務器的唯一標識（生成規則由服務器決定）。
If-None-Match：
再次請求服務器時，通過此字段通知服務器客戶段緩存數據的唯一標識。
服務器收到請求後發現有頭If-None-Match 則與被請求資源的唯一標識進行比對，
不同，說明資源又被改動過，則響應整片資源內容，返回狀態碼200；
相同，說明資源無新修改，則響應HTTP 304，告知瀏覽器繼續使用所保存的cache。
總結
對於強制緩存，服務器通知瀏覽器一個緩存時間，在緩存時間內，下次請求，直接用緩存，不在時間內，執行比較緩存策略。
對於比較緩存，將緩存信息中的Etag和Last-Modified通過請求發送給服務器，由服務器校驗，返回304狀態碼時，瀏覽器直接使用緩存。
瀏覽器第一次請求：
瀏覽器再次請求時：
文中如果出現錯誤，希望小夥伴們可以諒解，更希望可以給予指正
HTTP緩存相關的概念 http請求頭信息 http響應頭信息
請求頭：瀏覽器向服務器發送請求的數據，資源。
響應頭：服務器向瀏覽器響應數據，告訴瀏覽器我是誰，我要你怎麼做。如，我是nginx，給你的資源是正確的200 還是錯誤的404，我要你緩存多久。
常見的請求頭：
Accept: text/html,image/* 瀏覽器可以接收的類型
Accept-Charset: ISO-8859-1 瀏覽器可以接收的編碼類型
Accept-Encoding: gzip,compress 瀏覽器可以接收壓縮編碼類型
Accept-Language: en-us,zh-cn 瀏覽器可以接收的語言和國家類型
Host: www.lks.cn:80 瀏覽器請求的主機和端口
If-Modified-Since: Tue, 11 Jul 2000 18:23:51 GMT 某個頁面緩存時間
Referer: http://www.lks.cn/index.html 請求來自於哪個頁面
User-Agent: Mozilla/4.0 compatible; MSIE 5.5; Windows NT 5.0 瀏覽器相關信息
Cookie： 瀏覽器暫存服務器發送的信息
Connection: close1.0/Keep-Alive1.1 HTTP請求的版本的特點
Date: Tue, 11 Jul 2000 18:23:51GMT 請求網站的時間
Allow:GET 請求的方法 GET 常見的還有POST
Keep-Alive：5 連接的時間；5
Connection：keep-alive 是否是長連接
Cache-Control：max-age=300 緩存的最長時間 300s- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
常見的響應頭：
Location: http://www.lks.cn/index.html 控制瀏覽器顯示哪個頁面
Server:apache nginx 服務器的類型
Content-Encoding: gzip 服務器發送的壓縮編碼方式
Content-Length: 80 服務器發送顯示的字節碼長度
Content-Language: zh-cn 服務器發送內容的語言和國家名
Content-Type: image/jpeg; charset=UTF-8 服務器發送內容的類型和編碼類型
Last-Modified: Tue, 11 Jul 2000 18:23:51GMT 服務器最後一次修改的時間
Refresh: 1;url=http://www.lks.cn 控制瀏覽器1秒鐘後轉發URL所指向的頁面
Content-Disposition: attachment; filename=lks.jpg 服務器控制瀏覽器發下載方式打開文件
Transfer-Encoding: chunked 服務器分塊傳遞數據到客戶端
Set-Cookie:SS=Q0=5Lb_nQ; path=/search 服務器發送Cookie相關的信息
Expires: -1 資源的過期時間，提供給瀏覽器緩存數據,-1永遠過期
Cache-Control: no-cache 告訴瀏覽器，一定要回服務器校驗，不管有沒有緩存數據。
Pragma: no-cache 服務器控制瀏覽器不要緩存網頁
Connection: close/Keep-AliveHTTP 請求的版本的特點
Date: Tue, 11 Jul 2000 18:23:51 GMT 響應網站的時間
ETag：“ihfdgkdgnp98hdfg” 資源實體的標識(唯一標識，類似md5值，文件有修改md5就不一樣)- 1
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- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
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- 13
- 14
- 15
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- 17
關於緩存相關頭的解釋：
Expires
一個GMT時間,試圖告知瀏覽器,在此日期內,可以信任並使用對應緩存中的副本,缺點是,一但客戶端日期不準確.則可能導致失效.
Pragma : no-cache
這個是http1.0中的常規頭，作用同http1.1的 Cache-Control : no-cache
Last-Modified
一個GMT時間,告知被請求實體的最後修改時間.用於瀏覽器校驗其緩存副本是否仍然可以信任.與其相關的兩個條件請求標頭：
If-Modified-Since
僅在get方法中意義，這個也是比較常見的。 如果實體在指定時間後,沒有修改則返回一個304,否則返回一個常規的Get請求的響應(比如200)，靜態文件沒有修改返回304是好的，因爲它只是回服務器校驗一下是否有修改，而並沒有像200那樣重新請求數據。If-Unmodified-Since:
如果實體沒有任何修改,那麼就可以直接執行該請求， 而如果有修改,則返回一個412 Precondition Failed狀態碼,並且拋棄該方法對應的行爲操作(GET方法除外).
Cache-Control (http1.1的常見頭)
public
僅體現在響應頭，通知瀏覽器可以無條件的緩存該響應。private
僅體現在響應頭，通知瀏覽器只針對單個用戶緩存響應. 且可以具體指定某個字段.如private –“username”no-cache
a) 請求頭中：告訴瀏覽器回去服務器取數據，並驗證你的緩存(如果有的話)。
b) 響應頭中：告訴瀏覽器，一定要回服務器校驗，不管有沒有緩存數據。 如果確定沒有被改，可以使用緩存中的數據no-store
告訴瀏覽器任何情況下都不要被緩存。max-age
a) 請求頭中：強制響應瀏覽器，根據該值,校驗緩存.即與自身的Age值,與請求時間做比較.如果超出max- age值,則強制去服務器端驗證.以確保返回一個新鮮的響應.其功能本質上與傳統的Expires類似,但區別在於Ex
pires是根據某個特定日期值做比較.一但緩存者自身的時間不準確.則結果可能就是錯誤的.而max-age,顯然無 此問題.
Max-age的優先級也是高於Expires的.
b) 響應頭中：同上
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