HTTP协议：缓存

1.缓存的优点

1） 缓存减少了冗余的数据传输，节省了网络费用。

2） 缓存缓解了网络瓶颈的问题，不需要更多的网络带宽就能更快的加载页面。

3） 缓存降低了对原始服务器的要求，服务器可以更快的响应。

2.缓存分类

1）私有缓存

常见就是我们的浏览器里内置的缓存。

2）公有缓存

常见的就是代理缓存，不多介绍。

3.缓存的处理流程

 

处理流程图，如上所示，下面分步骤具体介绍：

1）请求处理

用户发起一个http请求，缓存获取到URL，根据URL查找是否有匹配的副本，这个副本可能在内存中，也可能在本地磁盘。

2） 新鲜度检测

如果缓存中存在所请求资源的副本，则进行新鲜度检测。新鲜度检测举个简单的例子，我们在商店买了一瓶汽水，汽水瓶上肯定会标有过期时间，我们会根据这个过期时间和现在的时间做对比，看看饮料过期了没，如果没过期，我们正常喝就行了，如果已经过期，我们肯定要找商家。。。其实这就是一个新鲜度检测的过程，HTTP请求的新鲜度检测流程也是这样的，HTTP发起一个请求时，发现缓存中有相应的副本，接着就会检查这个副本有没有过期，如果没有过期，直接使用。如果已经过期，则进行再验证。具体的实现在下面会介绍。

3）服务器再验证

缓存中的文档过期了并不代表他和服务器上的不一样，所以这个时候就需要问问服务器，过期的这段时间里这个文档到底有没有改变。如果改变了，缓存就会获取一份新的文档副本，然后发送给客户端。如果没有改变，缓存只需要获取新的首部，包括一个新的过期时间，并对缓存中的首部更新。

4）创建响应并返回

我们希望缓存看起来就像是来自原始服务器一样，缓存将已缓存的服务器响应首部作为响应首部，发送给客户端。

4.保质期的实现

HTTP中，通过Cache-Control首部和Expires首部为文档指定了过期时间，通过对过期时间的判断，缓存就可以知道文档是不是在保质期内。Expires首部和Cache-Control:max-age首部都是来告诉缓存文档有没有过期，为什么需要两个响应首部来做这件简单的事情了？其实这一切都是历史原因，Expires首部是HTTP 1.0中提出来的，因为他使用的是绝对日期，如果服务端和客户端时钟不同步的话（实际上这种情况非常常见），缓存可能就会认为文档已经过了保质期。HTTP 1.1为了修正这个问题，引入了Cache-Control:max-age首部，这个首部使用相对时间来控制保质期，让一切变得更加合理。举个例子，我们买了一瓶汽水，如果使用Expires首部来标注保质期，就会这么写：饮料过期时间：2012年12月21日，如果某个2货不知道今天多少号，他还真不知道这饮料过期没，我小时候饮料都这么写。后来，有个挺有名的卖牛奶的，大概就叫蒙牛，他发明了一种标注保质期的方法，他怎么搞了？他这么写：保质期：12个月，行，牛逼了，我牛奶一年前就生产出来的牛奶，今天要发给厂家，发之前，先往包装上印上生产日期（当然是印发货那天），然后告诉你，明年才过期，这多聪明，搞成相对的，毒死你。也许HTTP 1.1借鉴了这个伟大的发明，于是就有了Cache-Control:max-age首部。

 

5.服务器再验证的实现

缓存要问问服务器，牛奶已经过期了，到底还能不能喝。我说错了，是文档，不是牛奶。HTTP中，使用两个请求请首部来完成这个功能：If-Modified-Sice和If-None-Match。为啥又要两个首部来完成这个功能了？答案还是因为历史的原因。一开始使用 If-Modified-Sice:<date>首部，date是上一次缓存牛奶时，响应中Last-Modified首部的值。客户端拿着这个值，问服务器，这段时间内这个牛奶你有没有修改过？服务器看了看这个牛奶的修改时间，如果没有修改过，会返回一个304 Not Modified的响应；如果修改过，把最新的牛奶返回给客户端。后来，人们发现这样有问题，因为就算修改时间变化了，文档也不一定发生改变！于是乎，就有了 If-None-Match:<tag>首部，tag是上一次缓存文档时，响应中Etag的值，Etag是一种唯一标识资源的方式，就像java中的hashcode，如果hashcode不一样，那么两个对象肯定不一样！

6.试探性过期

如果响应中既没有Cache-Control:max-age首部又没有Expires首部，缓存可以计算出一个试探性最大使用期。这东西打个比方就是缓存会根据响应的Last-Modified来决定这文档靠不靠谱，需不需要再验证，如果Last-Modified中的日期是很早之前，那缓存就认为这文档挺靠谱，近期之内应该不会变化；如果Last-Modified中的日期是最近几天，那缓存可能就认为这文档可能经常改变，不靠谱。当然这么粗略的判断想想就知道不严谨，所以我们一定要设置Expires首部和Cache-Control首部。

7.写在最后

如果你是个好学者，看完这个文章，你可能会迫不及待的打开你的chrome浏览器，F12，观察oschina的HTTP信息。这个时候的你，肯定和几个月前的我一样茫然，因为你发现我上面讲的很多东西再这里被现实无情推翻了。看看这个讨论记录，这是几个月前我在OSC上问的。之所以会出现这个情况，是因为chrome为了保证牛奶的安全放心，所以他不太信任包装上的保质期标识，每次都问问服务器（再验证），牛奶有没有变化，没变化的话他就直接喝了！一切都是为了安全！