目的
浏览器缓存(Browser Caching)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。
简单释义
浏览器缓存其实就是浏览器保存通过HTTP获取的所有资源,是浏览器将网络资源存储在本地的一种行为。浏览器的缓存机制是根据HTTP报文的缓存标识进行的。
种类
浏览器缓存主要有两类:强制缓存:Expires,cache-control 和缓存协商:Last-modified ,Etag
强制缓存
Expires
response header里的过期时间,浏览器再次加载资源时,如果在这个过期时间内,则命中强制缓存。
Cache-Control
当值设为max-age=300时,则代表在这个请求正确返回时间(浏览器也会记录下来)的5分钟内再次加载资源,就会命中强缓存。
Expires和Cache-Control的区别
- Expires 是http1.0的产物,Cache-Control是http1.1的产物
- 两者同时存在的话,Cache-Control优先级高于Expires;
- 在某些不支持HTTP1.1的环境下,Expires就会发挥用处。所以Expires其实是过时的产物,现阶段它的存在只是一种兼容性的写法
- Expires是一个具体的服务器时间,这就导致一个问题,如果客户端时间和服务器时间相差较大,缓存命中与否就不是开发者所期望的。Cache-Control是一个时间段,控制就比较容易
协商缓存
ETag和If-None-Match
这两个要一起说。Etag是上一次加载资源时,服务器返回的response header,是对该资源的一种唯一标识,只要资源有变化,Etag就会重新生成。浏览器在下一次加载资源向服务器发送请求时,会将上一次返回的Etag值放到request header里的If-None-Match里,服务器接受到If-None-Match的值后,会拿来跟该资源文件的Etag值做比较,如果相同,则表示资源文件没有发生改变,命中协商缓存。
Last-Modified和If-Modified-Since
这两个也要一起说。Last-Modified是该资源文件最后一次更改时间,服务器会在response header里返回,同时浏览器会将这个值保存起来,在下一次发送请求时,放到request header里的If-Modified-Since里,服务器在接收到后也会做比对,如果相同则命中协商缓存。
ETag和Last-Modified区别
- 在方式上,Etag是对资源的一种唯一标识,而Last-Modified是该资源文件最后一次更改时间
- 在精确度上,Etag要优于Last-Modified。Last-Modified的时间单位是秒,如果某个文件在1秒内改变了多次,那么他们的Last-Modified其实并没有体现出来修改,但是Etag每次都会改变确保了精度;如果是负载均衡的服务器,各个服务器生成的Last-Modified也有可能不一致。
- 在性能上,Etag要逊于Last-Modified,毕竟Last-Modified只需要记录时间,而Etag需要服务器通过算法来计算出一个hash值。
- 在优先级上,服务器校验优先考虑Etag。
浏览器缓存过程
- 浏览器第一次加载资源,服务器返回200,浏览器将资源文件从服务器上请求下载下来,并把response header及该请求的返回时间一并缓存;
- 下一次加载资源时,先比较当前时间和上一次返回200时的时间差,如果没有超过cache-control设置的max-age,则没有过期,命中强缓存,不发请求直接从本地缓存读取该文件(如果浏览器不支持HTTP1.1,则用expires判断是否过期);如果时间过期,则向服务器发送header带有If-None-Match和If-Modified-Since的请求;
- 服务器收到请求后,优先根据Etag的值判断被请求的文件有没有做修改,Etag值一致则没有修改,命中协商缓存,返回304;如果不一致则有改动,直接返回新的资源文件带上新的Etag值并返回200;
- 如果服务器收到的请求没有Etag值,则将If-Modified-Since和被请求文件的最后修改时间做比对,一致则命中协商缓存,返回304;不一致则返回新的last-modified和文件并返回200;
用户行为对浏览器缓存的控制
- 地址栏访问,链接跳转是正常用户行为,将会触发浏览器缓存机制;
- F5刷新,浏览器会设置max-age=0,跳过强缓存判断,会进行协商缓存判断;
- ctrl+F5刷新,跳过强缓存和协商缓存,直接从服务器拉取资源。
问题
浏览器的缓存存放在哪里,如何在浏览器中判断强制缓存是否生效?
判断是否命中强制缓存:当命中强制缓存时,状态码为200, 请求对应的Size值则代表该缓存存放的位置,分别为from memory cache 和 from disk cache。
from memory cache代表使用内存中的缓存,from disk cache则代表使用的是硬盘中的缓存,浏览器读取缓存的顺序为memory > disk。
1.内存缓存(from memory cache):内存缓存具有两个特点,分别是快速读取和时效性:
快速读取:内存缓存会将编译解析后的文件,直接存入该进程的内存中,占据该进程一定的内存资源,以方便下次运行使用时的快速读取。
时效性:一旦该进程关闭,则该进程的内存则会清空。
2.硬盘缓存(from disk cache):硬盘缓存则是直接将缓存写入硬盘文件中,读取缓存需要对该缓存存放的硬盘文件进行I/O操作,然后重新解析该缓存内容,读取复杂,速度比内存缓存慢。退出进程不会清空。
一般JS,字体,图片等会放在内存中,而CSS则会放在硬盘缓存中
为什么CSS会放在硬盘缓存中?
因为CSS文件加载一次就可渲染出来,我们不会频繁读取它,所以它不适合缓存到内存中,但是js之类的脚本却随时可能会执行,如果脚本在磁盘当中,我们在执行脚本的时候需要从磁盘取到内存中来,这样IO开销就很大了,有可能导致浏览器失去响应。
三级缓存原理 (访问缓存优先级)
- 先在内存中查找,如果有,直接加载。
- 如果内存中不存在,则在硬盘中查找,如果有直接加载。
- 如果硬盘中也没有,那么就进行网络请求。
- 请求获取的资源缓存到硬盘和内存。