浏览器缓存剖析

浏览器缓存是优化网站，提升网站性能的有效方法。

浏览器缓存一般指对服务器返回静态资源（html、js、css文件，图片，数据）在客户端的备份。（不考虑ajax请求）

??基于Chrome浏览器版本 78.0.3904.97（正式版本）;firefox默认过期时间都是0，设置其他值也无效。

1. 浏览器缓存策略

浏览器缓存策略指的是，先判断是否允许浏览器缓存。

1. http1.0对应的header

通过HeaderEditor的Chrome插件模拟实现。

1. 请求头字段（Request Header）

/*** Pragma决定是否允许资源缓存；*****/
Pragma: no-cache  
// 对于index.html只设置这一个字段，就不允许缓存
// 对于js/css文件来说，如果没有设置Cache-Control，根据响应头判断

// ??开发者工具中的Disable Cache开启后，浏览器自动设置
Pragma: no-cache;
Cache-Control: no-cache;

2. 响应头字段（Response Header）

该字段默认不添加；

Expires: new Date(...) //GMT格式时间
// 表示允许缓存，且指定了缓存资源的过期时间// 当没有Cache-Control时，该字段起作用，API在过期时间内从缓存取值// 如果响应头中出现Cache-Control，该字段直接被忽略

2. http1.1对应的Header

1. 请求头字段（Request Header）

//指定不允许缓存资源
Cache-Control: no-cache;

只对index.html有效
// 浏览器刷新时，index.html页面自动携带Cache-Control: max-age=0
// 相当于响应头中的Cache-Control: no-cache
Cache-Control: max-age=0 
// 允许缓存；即时过期，进入协商缓存阶段

其他值测试都无效果

2. 响应头字段（Response Header）

对于静态资源请求，服务器会自动携带Cache-Control: public, max-age=0

对于ajax请求，默认没有Cache-Control字段，需要手动设置

/** Express启动的应用，html, js,css文件默认返回的值；**/
Cache-Control: public,max-age=0 
// public: 表示服务器允许客户端，CDN等代理服务器等缓存
// max-age: 允许缓存，并且缓存过期时间是0，下次请求就会进入协商缓存；

Cache-Control: private
// 只允许客户端缓存

这个值和请求头中的行为不一致
Cache-Control: no-cache
// 允许缓存，立即过期，直接进入协商缓存；

Cache-Control: no-store
// 不允许缓存资源;相当于请求头中的no-cache

index.html无效；它即使在过期时间内，也直接执行协商缓存;
// js文件有效。再次访问，在缓存过期时间内，直接从内存中获取，状态码200（from memory cache）,不会向服务器发起请求；过期后进入协商缓存阶段
Cache-Control: max-age=5  //  5秒
// 允许缓存，并且过期时间距离响应返回时间5秒；5秒内直接从缓存中取值，5秒后请求进入协商缓存

2. 缓存协商策略

协商策略是在本身有缓存，但是缓存过期后的请求规则。

对于静态资源资源请求，服务器会自动添加对应的字段。

1. http1.0协商缓存字段

1. Last-Modified(响应头)/If-Modified-Since(请求头)

只能精确到秒，精确度比较低

Last-Modified: Tue, 04 Apr 2017 10:01:15 GMT  // GMT时间格式；只能精确到秒
If-Modified-Since: Tue, 04 Apr 2017 10:01:15 GMT  // GMT时间格式

1）如果某接口初次加载的时候允许缓存，客户端会将响应头和返回的内容进行缓存。再次请求的时候去缓存区根据缓存的响应头max-age/Expires判断，缓存是否过期；

2）如果没有过期，直接从缓存获取内容，不再向服务器发送请求，对应的状态码200（from memory cache/from dish cache）；

3）如果已经过期，从缓存的响应头中取出Last-Modified的值，赋值给请求头的If-Modified-Since，发起请求，在服务器端将If-Modified-Since的值和被请求资源的Last-Modified比较。

如果相同，则说明资源没有修改，返回304，然后浏览器去缓存区获取内容。如果不同，说明资源已经修改，服务器返回200, 返回最新的资源，更新响应头，并更新缓存区内容。

2. Etag(响应头)/If-None-Match(请求头)

优先级高于Last-Modified，如果共存，会先判断Etag

ETag: "33a64df551425fcc55e4d42a148795d9f25f89d4"  //唯一标识符号
If-None-Match: "33a64df551425fcc55e4d42a148795d9f25f89d4"

ETag: W/"0815" // W/表示弱验证
If-None-Match: W/"0815"

1）同上面第一步，先判断是否过期。

2）如果没有过期，从缓存区返回数据，响应状态码为200（from memory cache/from dish cache）。

3）如果过期，从缓存区响应头取出Etag的值，赋值给请求头If-None-Match字段，向服务器发起请求。在服务器端将If-None-Match和被请求资源的Etag比较。

如果相同，说明资源未改变，服务器返回304，浏览器去缓存区获取资源；如果不同，说明资源修改，返回200，同时更新响应头，返回最新的资源，并更新缓存区内容。

3. 浏览器缓存步骤

1. 浏览器发起请求，浏览器根据请求头的Pragma/Cache-Control或者响应头Cache-Control来判断，初次请求返回结果是否要进行缓存。

2.如果允许缓存，浏览器将响应头和响应内容全部缓存在客户端。

3. 再次发起请求，浏览器到缓存区根据之前缓存的响应头中Expires/Cache-Control判断缓存是否过期。

4.如果未过期，则直接从缓存区返回内容，并返回状态码200（from memory cache/from dash cache）。如果缓存过期，浏览器向服务器再次发起请求，并携带If-None-Macth/If-Modified-Since字段，两个字段分别对应之前缓存的Etag/Last-Modified字段。

5. 服务器再次接受到请求，根据携带的If-None-Macth/If-Modified-Since字段，分别和服务器端资源的Etag/Last-Modified比较。如果相同，说明资源未经过修改，则只返回响应头，不返回资源内容，响应状态码为304，浏览器接收到304，再到缓存区取出数据，并更新过期时间。如果不相同，说明资源经过了修改，服务器返回200，并返回最新的资源，更新响应头对应的Etag/Last-Modified，再次将新的响应内容进行缓存，更新缓存区的内容，然后将响应内容返回给浏览器。

4. 强制更新/废弃缓存内容

强制不适用缓存资源。

1. 问题描述：

用户从收藏夹点击进入网站，浏览器加载的index.html文件始终是旧文件。

解决办法：

在服务器端，设置返回index.html文件的响应的时候，响应头设置Cache-Control: no-store不允许缓存或者Cache-Control: max-age=0/no-cache只允许协商缓存。

2. 问题描述：

如果资源文件（js/css等）设置的缓存过期时间特别久，则浏览器会一直从本地缓存资源获取文件，不向服务器发出请求。一直获取不到最新的文件。

解决办法：

1）修改引入文件的文件名（添加hash后缀）

将js/css文件添加hash后缀。对于浏览器来说，文件后缀修改，对于浏览器来说是新的资源，会重新加载资源。

2）给引入文件路由添加时间戳

url+?timeStamp=1323123213, 浏览器也会认为是新的资源