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浏览器缓存知识归纳

写在开头：这篇文章是打算分享到单位内部的材料。归纳浏览器缓存也是对一个生产问题的分析总结出来的。这片文章经过脱敏以后发表到个人博客上面吧。

浏览器缓存（Browser Catching）是为了节约网络的资源加速浏览，浏览器在用户磁盘上对最近请求过的文档进行存储，当访问者再次请求这个页面时，浏览器就可以从本地磁盘显示文档，这样就可以加速页面的阅览。 —-摘自《百度百科》

浏览器缓存是提升网页性能的一大利器，但是，也是一把双刃剑。利用的好网页的性能会有大幅度提升，服务器的压力也会减小。利用的不好，也会遇到很多的问题。本文结合浏览器缓存的知识，结合真实案例进行分析，希望对读者有所帮助。

浏览器缓存分类

浏览器缓存分为强缓存和协商缓存，浏览器加载一个页面的简单流程如下：

浏览器先根据这个资源的http头信息来判断是否命中强缓存。如果命中则直接加在缓存中的资源，并不会将请求发送到服务器。
如果未命中强缓存，则浏览器会将资源加载请求发送到服务器。服务器来判断浏览器本地缓存是否失效。若可以使用，则服务器并不会返回资源信息，浏览器继续从缓存加载资源。
如果未命中协商缓存，则服务器会将完整的资源返回给浏览器，浏览器加载新资源，并更新缓存。
强缓存
命中强缓存时，浏览器并不会将请求发送给服务器。在Chrome的开发者工具中看到http的返回码是200，但是在Size列会显示为(from cache)。
强缓存是利用http的返回头中的Expires或者Cache-Control两个字段来控制的，用来表示资源的缓存时间。
Expires
该字段会返回一个时间，比如Expires:Thu,31 Dec 2037 23:59:59 GMT。这个时间代表着这个资源的失效时间，也就是说在2037年12月31日23点59分59秒之前都是有效的，即命中缓存。这种方式有一个明显的缺点，由于失效时间是一个绝对时间，所以当客户端本地时间被修改以后，服务器与客户端时间偏差变大以后，就会导致缓存混乱。于是发展出了Cache-Control。
Cache-Control
Cache-Control是一个相对时间，例如Cache-Control:3600，代表着资源的有效期是3600秒。由于是相对时间，并且都是与客户端时间比较，所以服务器与客户端时间偏差也不会导致问题。
Cache-Control与Expires可以在服务端配置同时启用或者启用任意一个，同时启用的时候Cache-Control优先级高。

协商缓存

若未命中强缓存，则浏览器会将请求发送至服务器。服务器根据http头信息中的Last-Modify/If-Modify-Since或Etag/If-None-Match来判断是否命中协商缓存。如果命中，则http返回码为304，浏览器从缓存中加载资源。

Last-Modify/If-Modify-Since

浏览器第一次请求一个资源的时候，服务器返回的header中会加上Last-Modify，Last-modify是一个时间标识该资源的最后修改时间，例如Last-Modify: Thu,31 Dec 2037 23:59:59 GMT。

当浏览器再次请求该资源时，上送的请求头中会包含If-Modify-Since，该值为缓存之前返回的Last-Modify。服务器收到If-Modify-Since后，根据资源的最后修改时间判断是否命中缓存。

如果命中缓存，则返回http304，并且不会返回资源内容，并且不会返回Last-Modify。由于对比的服务端时间，所以客户端与服务端时间差距不会导致问题。但是有时候通过最后修改时间来判断资源是否修改还是不太准确（资源变化了最后修改时间也可以一致）。于是出现了ETag/If-None-Match。

ETag/If-None-Match

与Last-Modify/If-Modify-Since不同的是，Etag/If-None-Match返回的是一个校验码（ETag: entity tag）。ETag可以保证每一个资源是唯一的，资源变化都会导致ETag变化*。服务器根据浏览器上送的If-None-Match值来判断是否命中缓存。

* ETag扩展说明

我们对ETag寄予厚望，希望它对于每一个url生成唯一的值，资源变化时ETag也发生变化。神秘的Etag是如何生成的呢？以Apache为例，ETag生成靠以下几种因子

文件的i-node编号，此i-node非彼iNode。是Linux/Unix用来识别文件的编号。是的，识别文件用的不是文件名。使用命令’ls –I’可以看到。
文件最后修改时间
文件大小
生成Etag的时候，可以使用其中一种或几种因子，使用抗碰撞散列函数来生成。所以，理论上ETag也是会重复的，只是概率小到可以忽略。
生产问题分析
背景：某次投产，某系统投产后由于强缓存设置时间不恰当导致变更的功能没有体现。后来通过变更文件路径强行解决问题。
变更上下文根，导致URL变化一定可以解决问题。但我们不可能每一次都这么做；还有，在浏览器端关闭缓存、或者清除缓存后再继续浏览、同时使用Ctrl+F5刷新，也可以解决问题，但是我们也不可能让每一个客户在投产后都做一次这个操作。
那我们怎么办呢？从问题原因来看，是将经常变化的资源缓存时间设置的过长导致的。理论上来讲，只要正确划分经常变化资源与不经常变化资源就可以解决问题。但是谁也不能保证不经常变化的资源就一定不会变化。
万一不经常变化的资源变更了怎么办呢？在资源请求的URL中增加一个参数，比如：css/main.css?v=20160105。这个参数是一个版本号，客户化在js代码中，每一次投产的时候变更一下，当这个参数变化的时候，强缓存都会失效并重新加载。这样一来，即使是不常变化的资源，投产以后也需要重新加载。这样就完美的解决了问题。

本文参考数篇技术博客、百度百科、维基百科、Apache官方说明以及自己的理解完成，如有不正确的地方欢迎斧正。EOF

原文 http://www.pangjian.info/2016/03/05/web-cache-detail/

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