前端需要知道的緩存知識(shí)總結(jié)
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2024-05-22 23:15
大廠技術(shù) 高級(jí)前端 Node進(jìn)階
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HTTP緩存是一種用于提高網(wǎng)站性能和減少帶寬使用的技術(shù)。當(dāng)用戶訪問(wèn)一個(gè)網(wǎng)頁(yè)時(shí)，瀏覽器會(huì)下載頁(yè)面上的所有資源（如HTML、CSS、JavaScript等），這些資源會(huì)占用大量的帶寬和時(shí)間。為了減少這些資源的加載時(shí)間，HTTP緩存機(jī)制被引入。???
緩存分為強(qiáng)緩存和協(xié)商緩存兩種，強(qiáng)緩存不能緩存地址欄訪問(wèn)的文件，協(xié)商緩存可以緩存地址欄訪問(wèn)的文件。
1、強(qiáng)緩存??
由服務(wù)器設(shè)置過(guò)期時(shí)間，在該時(shí)間到期之前，瀏覽器會(huì)直接從本地緩存中獲取資源。
強(qiáng)緩存的實(shí)現(xiàn)方式有兩種：Expires和Cache-Control。
1.1、Expires??????????
Expires 是 HTTP 緩存機(jī)制中實(shí)現(xiàn)強(qiáng)緩存的一種方式，它通過(guò)在響應(yīng)頭部中加入一個(gè)過(guò)期時(shí)間來(lái)控制緩存。Expires 的值是一個(gè)日期，格式為：Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT。它表示該資源的過(guò)期時(shí)間。當(dāng)瀏覽器再次請(qǐng)求該資源時(shí)，會(huì)判斷是否在該過(guò)期時(shí)間內(nèi)，如果是則直接從緩存中獲取資源，否則重新向服務(wù)器請(qǐng)求。
要設(shè)置 Expires 頭部，需要在服務(wù)器端進(jìn)行配置。例如，在 Nginx 中可以使用expires指令來(lái)設(shè)置過(guò)期時(shí)間：
location / {
expires 1h;
}
注意??：由于Expires是基于客戶端時(shí)間計(jì)算的，如果客戶端的時(shí)間與服務(wù)器的時(shí)間不一致，則可能會(huì)影響緩存效果。
1.2、Cache-Control??????????
Cache-Control 是通過(guò)在響應(yīng)頭部中加入 Cache-Control 字段，并設(shè)置max-age值來(lái)表示該資源在多少秒內(nèi)有效（即緩存的最大時(shí)長(zhǎng)）。
Cache-Control響應(yīng)頭的最常用格式為：
Cache-Control: max-age=<seconds> // seconds 是緩存的時(shí)間，單位是秒
當(dāng)瀏覽器請(qǐng)求資源得到的響應(yīng)頭中帶有 Cache-Control 響應(yīng)頭時(shí)，瀏覽器會(huì)將該資源緩存到本地。在下一次訪問(wèn)該資源時(shí)，同時(shí)滿足下述條件，瀏覽器就會(huì)使用本地資源（即緩存），而不重新去服務(wù)器請(qǐng)求該資源：
-
緩存時(shí)間未過(guò)期 -
URL未發(fā)生變化 -
請(qǐng)求頭中沒(méi)有 Cache-Control: no-cache或Pragma: no-cache這兩個(gè)信息（強(qiáng)制刷新會(huì)在請(qǐng)求頭中添加Cache-Control: no-cache）
注意??：直接通過(guò)瀏覽器的地址欄訪問(wèn)的資源緩存會(huì)失效（跟強(qiáng)制刷新一樣會(huì)在請(qǐng)求頭中添加
Cache-Control: no-cache）
接下來(lái)我們通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的頁(yè)面來(lái)實(shí)踐一下：
目錄結(jié)構(gòu)，我們準(zhǔn)備兩個(gè)文件 index.js 和 index.html ，再準(zhǔn)備兩張圖片：
http
|--- index.js
|--- index.html
|--- 1.jpg
|___ 2.jpg
index.js
提供一個(gè) node 服務(wù)，用于返回瀏覽器請(qǐng)求的資源（index.html 和圖片）
// index.js
const http = require('http')
const fs = require('fs')
const path = require('path')
const server = http.createServer((req, res) => {
let filePath = path.resolve(__dirname, req.url === '/' ? `index.html` : '1.jpg')
res.writeHead(200, {
'Content-Type': req.url === '/' ? 'text/html; charset=utf-8' : 'image/png',
'Cache-Control': 'max-age=86400', // 緩存一天
})
const fileStream = fs.createReadStream(filePath)
return fileStream.pipe(res)
})
server.on('clientError', (err, socket) => {
socket.end('HTTP/1.1 400 Bad Request\r\n\r\n')
})
server.listen(8080, () => {
console.log(`opened server on http://localhost:${server.address().port}`)
})
index.html
一個(gè)簡(jiǎn)單的頁(yè)面，包含一張圖片，因?yàn)槲覀儠?huì)直接通過(guò)瀏覽器的地址欄訪問(wèn) html，所以 html 的緩存策略會(huì)失效。這里我們判斷緩存是否生效是通過(guò)頁(yè)面中的圖片去判斷的。
<!-- index.html -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>Hello World</title>
</head>
<body>
<h1>Hello World!</h1>
<!-- 別忘記替換成你的圖片名稱 -->
<img src="./1.jpg" title="123">
</body>
</html>
然后隨便準(zhǔn)備兩張圖片就可以了，我們?cè)陧?xiàng)目的跟目錄使用 node index.js 來(lái)啟動(dòng)項(xiàng)目。如下圖提示，就表示啟動(dòng)成功，然后我們通過(guò)瀏覽器訪問(wèn) http://localhost:8080/ 就能看到我們的頁(yè)面了。
首次請(qǐng)求 我們主要看圖片的請(qǐng)求頭跟響應(yīng)頭就行（因?yàn)閔tml的緩存會(huì)失效）。
刷新頁(yè)面（非強(qiáng)制刷新）
第二次的請(qǐng)求可以看到請(qǐng)求的 Size 變成了 memory cache，并且 Time 也變?yōu)榱?0。再進(jìn)一步看請(qǐng)求頭和響應(yīng)頭，請(qǐng)求頭中的 Cache-Control: no-cache 屬性沒(méi)有了，并且瀏覽器會(huì)給出一個(gè)警告：Provisional headers are shown. Disable cache to see full headers.。大致意思就是當(dāng)前使用的是緩存的臨時(shí)文件，禁用緩存后才可以查看完整的請(qǐng)求頭。
驗(yàn)證緩存
上述的方法可能并不一定讓你相信我們使用的是緩存文件，而不是重新請(qǐng)求的資源文件。
一開(kāi)始我們準(zhǔn)備了兩張圖片，現(xiàn)在使用的是 1.jpg，還有一個(gè) 2.jpg，我們把 1.jpg 刪除了，然后把2.jpg 改名成 1.jpg，然后刷新頁(yè)面（非強(qiáng)制刷新），就會(huì)發(fā)現(xiàn)雖然我們圖片更改了，但是圖片并不是我們后面改名的那個(gè)圖片，還是之前的圖片。
強(qiáng)制刷新后就能看到，我們替換的圖片生效了，請(qǐng)求頭中也帶上了 Cache-Control: no-cache 屬性。
2、協(xié)商緩存
利用瀏覽器和服務(wù)器之間的通信來(lái)確定是否需要重新獲取資源。
協(xié)商緩存有兩種實(shí)現(xiàn)方式：If-Modified-Since 和 ETag
當(dāng)瀏覽器第一次請(qǐng)求資源時(shí)，服務(wù)器會(huì)返回該資源的 ETag 值和 Last-Modified 時(shí)間。當(dāng)瀏覽器再次請(qǐng)求該資源時(shí)，它會(huì)將這些值作為請(qǐng)求頭部的 If-Modified-Since 和 If-None-Match 字段發(fā)送給服務(wù)器。服務(wù)器會(huì)比較這些值與資源的當(dāng)前狀態(tài)，如果資源沒(méi)有發(fā)生變化，服務(wù)器返回 304 Not Modified 響應(yīng)，告訴瀏覽器可以使用緩存的資源。
如果資源已經(jīng)發(fā)生了變化，服務(wù)器會(huì)返回新的資源，并更新 ETag 和 Last-Modified 。
2.1、If-Modified-Since ??????????
利用響應(yīng)頭的 Last-Modified 來(lái)設(shè)置緩存，并在下次請(qǐng)求的請(qǐng)求頭中攜帶 If-Modified-Since 來(lái)判斷該資源是否發(fā)生變化，如果發(fā)生變化則返回新的資源，并更新 Last-Modified 屬性，如果沒(méi)有發(fā)生變化，則返回 304 跟空的 body。
對(duì)強(qiáng)緩存的例子稍微修改一下
// index.js
const http = require('http')
const fs = require('fs')
const path = require('path')
const server = http.createServer((req, res) => {
let filePath = path.resolve(__dirname, req.url === '/' ? `index.html` : '1.jpg')
const stat = fs.statSync(filePath)
const lastModified = stat.mtime.toUTCString()
const header = {
'Content-Type': req.url === '/' ? 'text/html; charset=utf-8' : 'image/png',
'Last-Modified': lastModified
}
// 判斷資源是否發(fā)生變化
if (req.headers['if-modified-since'] === lastModified) {
res.writeHead(304, header)
res.end()
} else {
res.writeHead(200, header)
const fileStream = fs.createReadStream(filePath)
return fileStream.pipe(res)
}
})
server.on('clientError', (err, socket) => {
socket.end('HTTP/1.1 400 Bad Request\r\n\r\n')
})
server.listen(8080, () => {
console.log(`opened server on http://localhost:${server.address().port}`)
})
首次請(qǐng)求
響應(yīng)頭攜帶 Last-Modified: Mon, 05 Jun 2023 08:57:17 GMT 屬性，告訴瀏覽器這個(gè)文件需要緩存。
刷新頁(yè)面（非強(qiáng)制刷新）
第二次請(qǐng)求，響應(yīng)狀態(tài)碼變?yōu)?304，并在請(qǐng)求頭中攜帶 If-Modified-Since: Mon, 05 Jun 2023 08:57:17 GMT 屬性，表示瀏覽器使用緩存文件。
改變html文件
把 html 中 的 Hello World! 改為 Web Html，并刷新頁(yè)面（非強(qiáng)制刷新），發(fā)現(xiàn)響應(yīng)狀態(tài)碼變?yōu)?200 ，并且更新了頁(yè)面和響應(yīng)頭的 Last-Modified 屬性。
注意??：如果資源的修改時(shí)間只精確到秒，而不是毫秒，可能會(huì)導(dǎo)致緩存失效。此外，如果服務(wù)器上的資源被修改了，但修改時(shí)間沒(méi)有更新，也會(huì)導(dǎo)致緩存失效
2、ETag ??????????
ETag 基本上與 If-Modified-Since 一致， 利用響應(yīng)頭的 Etag 來(lái)設(shè)置緩存，并在下次請(qǐng)求的請(qǐng)求頭中攜帶 if-none-match 來(lái)判斷該資源是否發(fā)生變化，如果發(fā)生變化則返回新的資源，并更新 Etag 屬性，如果沒(méi)有發(fā)生變化，則返回 304 跟空的 body。
const http = require('http')
const fs = require('fs')
const path = require('path')
const crypto = require('crypto')
const server = http.createServer((req, res) => {
let filePath = path.resolve(__dirname, req.url === '/' ? `index.html` : '1.jpg')
const fileContent = fs.readFileSync(filePath)
const hash = crypto.createHash('md5').update(fileContent).digest('hex')
const etag = `"${hash}"` // etag需要加雙引號(hào)
const header = {
'Content-Type': req.url === '/' ? 'text/html; charset=utf-8' : 'image/png',
'Etag': etag
}
if (req.headers['if-none-match'] === etag) {
res.writeHead(304, header)
res.end()
} else {
res.writeHead(200, header)
const fileStream = fs.createReadStream(filePath)
return fileStream.pipe(res)
}
})
server.on('clientError', (err, socket) => {
socket.end('HTTP/1.1 400 Bad Request\r\n\r\n')
})
server.listen(8080, () => {
console.log(`opened server on http://localhost:${server.address().port}`)
})
這里的測(cè)試證明就不寫(xiě)，不然這文章的字?jǐn)?shù)就太水了，如果你們有興趣可以自己嘗試一下
原文：https://juejin.cn/post/7241095368179957820
作者：——樹(shù)深遇鹿
Node 社群
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