网页缓存相关的HTTP头部信息详解

前言

之前看完了李智慧老师著的《大型网站技术架构-核心原理与案例分析》这本书，书中多次提起浏览器缓存的话题，恰是这几天生产又遇到了一个与缓存的问题，发现自己书是没少看，正经走心的内容却不多，这次就借着工作中遇到的问题，一并把与网页缓存相关的HTTP头部信息总结一番，一来总结给自己看，以便后期查阅；二来把自己的想法和园中朋友分享，互相指点，如此，岂不妙哉！！！

简单的总结来说，在HTTP中与网页缓存相关的HTTP头部信息分为以下三组：

• Last-Modified和If-Modified-Since
• ETags和If-None-Match
• Expires和Cache-Control

下面就分别对这三组HTTP头进行详细的说明和总结！

Last-Modified和If-Modified-Since

在HTTP中Last-Modified与If-Modified-Since都是用于记录页面最后修改时间的HTTP头信息，二者的区别如下：

• Last-Modified是由服务器往客户端发送的HTTP头；
• If-Modified-Since是由客户端往服务器发送的头。

所以，请牢牢记住上述基本知识点，这样才能工作中分析请求包时不会晕头转向。

如上图所示，用户通过浏览器第一次请求相关网页时，服务器会返回一个Last-Modified:Mon, 26 Apr 2019 13:22:17 GMT这样的请求头；当用户再次访问对应的网页时，浏览器会将服务器响应的Last-Modified值赋给If-Modified-Since，接下来，浏览器会带着If-Modified-Since:Mon, 26 Apr 2019 13:22:17 GMT这样的请求头去访问服务器应用。服务器收到请求后，会将这个对应网页的更新时间与If-Modified-Since进行比对以决定是返回304重定向码还是200成功码。

ETags和If-None-Match

通过上面的总结，我们知道Last-Modified和If-Modified-Since只能判断资源的最后修改时间，以此来决定是否使用缓存。而ETags和If-None-Match则比较更高级一点。通过ETags和If-None-Match，我们可以对资源的任何属性进行判断，以此判断是否使用缓存。同样的，我们也需要记住ETags和If-None-Match的两个知识点：

• ETags是由服务器往客户端发送的HTTP头；
• If-None-Match是由客户端往服务器发送的头。

请求逻辑与Last-Modified和If-Modified-Since大致一样，不同之处就是在服务器端的判断。比如有些特定的场合下，一些静态的文件，可能会被频繁的更新，但是文件内容没有变化，这时候如果使用Last-modified，服务器端始终返回最新的内容给浏览器，而Etag是根据文件内容来的，如果内容没有变化的话，始终会让浏览器使用本地缓存的文件。所以，使使用ETag可以更好的避免一些不必要的服务器相应。

Expires和Cache-Control

添加Expires头能有效的利用浏览器的缓存能力来改善页面的性能，能在后续的页面中有效避免很多不必要的HTTP请求，WEB服务器使用Expires头来告诉Web客户端它可以使用一个组件的当前副本，直到指定的时间为止。例如：Expires：Thu，15 Apr 2019 20：00：00 GMT;这个告诉浏览器缓存有效性持续到2019年4月15日为止，在这个时间之内相同的请求使用缓存，这个时间之外使用HTTP请求。与上面说到的Last-Modified和If-Modified-Since和ETags和If-None-Match相比，是能够节省一点带宽的，因为可能会少发一次HTTP请求。

但是Expires有一个明显的缺点；由于返回的到期时间是服务器端的时间，这样存在一个问题，如果客户端的时间与服务器的时间相差很大，那么误差就很大，所以在HTTP 1.1版开始，使用Cache-Control:max-age=秒替代。如果Cache-Control与Expires同时存在，Cache-Control生效。

由于现在基本上都在使用Cache-Control，所以有必要对Cache-Control进行详细的总结一下。

• Cache-Control的可缓存性：

  取值	说明
  public	HTTP返回的时候在Heaher中设置Cache-Control的值为public。它代表，这个HTTP请求它返回的内容所经过的任何路径中，包括中间的一些HTTP代理服务器以及发出请求的客户端浏览器，都可以进行对返回内容的缓存操作
  private	发起请求的浏览器才能使用返回数据的缓存
  no-cache	可以在本地或者proxy服务器进行缓存，每次发起请求都要去服务器验证，服务器返回可以使用缓存，才可以真正使用本地缓存，任何节点都不能直接使用缓存

• Cache-Control的有效期
  |取值|说明|
  |----|---|
  |max-age=seconds|最常用模式，表示过期的秒数|
  |s-maxage=seconds|只有在代理服务器才会生效，且代理服务器会优先使用s-maxage|
  |max-stale=seconds|它是发起请求方，主动去带着的header；在max-age过期后，但还在max-stale的有效期内，还可以使用过期的缓存，不需要去原服务器请求新的内容|

• Cache-Control的其它取值
  |取值|说明|
  |----|---|
  |no-store|浏览器或者proxy服务器都不能存返回数据的缓存，永远都需要去服务器请求新的数据|
  |no-transform|主要用在proxy服务器，表示不要去随意改动返回的内容，比如压缩什么的|

总结

这些细小的知识点，平时很少主动去关注，但是真正到分析问题的时候，很多时候却是卡在这些细小的知识点上。还是那句话，细节决定成败！大的知识点，大的流程，大家都可以说出一二，但是一旦细化了，才知道自己有好多的不懂，有好多的说不清楚。只有退潮了，才知道谁在裸泳！！！

2019年7月21日 于内蒙古呼和浩特。