我们通常说的网站缓存,最常用的其实是基于浏览器缓存实现的。
浏览器缓存是网站缓存的其中一种形式,如果想对缓存更深了解,请参考网站缓存种类一文。
浏览器缓存
浏览器缓存的知识是前端工程师必须要掌握的,因为这些知识直接影响到你的页面的用户体验,影响到你的页面的加载策略。接下来将要详细的讲述浏览器缓存的概念和原理以及控制机制,新人要仔细阅读,甚至要多次反刍,缓存的知识除了和浏览器有关,还涉及到HTTP协议,所以这也是比较难于掌握的内容。
一般在硬件中,缓存在硬件中分一级缓存,二级缓存。但在软件中的缓存却不一样。
狭义上讲缓存就叫高速缓存,严格讲就是将数据暂时存放到某个地方。先要声明下,我的定义可能不严格,但这是我的理解,通俗易懂。
至于存到什么地方就有很多方式,可放到文件,内存中(如session),还有cache(高速缓存),还有 cookie,session,viewstate,这些是我们经常用到的,但可以认为他们是缓存数据。其实cache跟session有相似功能,但 cache可在代码中设置过期时间,依赖项。所谓依赖项(例如:微软的类cachedependcy sqlCacheDependency)当依赖项变动了,系统会通知cache过期,无效。以上只是说缓存,缓存可是有服务器缓存,客户端缓存啊。
近些天研究了下客户端缓存(即浏览器缓存),我想跟大家分享,有什么不同意见可评论。
估计大多数人很少说客户端缓存,包括我在内。那是因为我们编程时基本不考虑客户端缓存,书上也写得少。其实浏览器自动会管理缓存,但了解它至少知道有这么回事,有事编程还要控制客户端缓存。
浏览器缓存就是当你打开一个网页,浏览器会自动下载副本到你电脑上,就相当于你另存为网页到某个地方而已,只不过这里是自动而已。当然不是浏览器能把各种网页都能下载到本地电脑上,它是有特殊情况。一般html,后者request是get请求,而post一般不缓存。(这个后面会说到)
当然客户端缓存是否需要是可以在服务端代码上控制的。那就是响应头。
响应头告诉缓存器不要保留缓存,缓存器就不会缓存相应内容;
如果请求信息是需要认证或者安全加密的,相应内容也不会被缓存;
校验参数非常重要,如果回应中1个参数都不存在,并且没有任何信息说明保鲜期(Expires或Cache-Control)的情况下,缓存将不会存储任何副本; 最常见的校验参数是文档的最后修改时间,通过最后Last-Modified头信息可以,当一份缓存包含Last-Modified信息,他基于此信息,通过添加一个If-Modified-Since请求参数,向服务器查询:这个副本从上次查看后是否被修改了。HTTP 1.1介绍了另外一个校验参数: ETag,服务器是服务器生成的唯一标识符ETag,每次副本的标签都会变化。由于服务器控制了ETag如何生成,缓存服务器可以通过If-None-Match请求的返回没变则当前副本和原件完全一致。 所有的缓存服务器都使用Last-Modified时间来确定副本是否够新,而ETag校验正变得越来越流行。
响应头如果是POST模式递交数据,则返回的页面大部分不会被浏览器缓存,如果你发送内容通过URL和查询(通过GET模式),则返回的内容可以缓存下来供以后使用。
HTTP协议中关于缓存的信息头关键字包括Cache-Control(HTTP1.1),Pragma(HTTP1.0),last-Modified,Expires等。
缓存控制头 Cache-Control
Cache-Control 是最重要的规则。这个字段用于指定所有缓存机制在整个请求/响应链中必须服从的指令。这些指令指定用于阻止缓存对请求或响应造成不利干扰的行为。这些指令 通常覆盖默认缓存算法。缓存指令是单向的,即请求中存在一个指令并不意味着响应中将存在同一个指令。
cache-control 定义是:Cache-Control = “Cache-Control” “:” cache-directive。表 1 展示了适用的值。
表 1. 常用 cache-directive 值
Cache-directive | 说明 |
---|---|
public | 所有内容都将被缓存 |
private | 内容只缓存到私有缓存中 |
no-cache | 所有内容都不会被缓存 |
no-store | 所有内容都不会被缓存到缓存或 Internet 临时文件中 |
must-revalidation/proxy-revalidation | 如果缓存的内容失效,请求必须发送到服务器/代理以进行重新验证 |
max-age=xxx (xxx is numeric) | 缓存的内容将在 xxx 秒后失效, 这个选项只在HTTP 1.1可用, 并如果和Last-Modified一起使用时, 优先级较高 |
表 2 表明在不同的情形下,浏览器是将请求重新发送到服务器还是使用缓存的内容。
表 2. 对 cache-directive 值的浏览器响应
Cache-directive | 打开一个新的浏览器窗口 | 在原窗口中单击 Enter 按钮 | 刷新 | 单击 Back 按钮 |
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public | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器重新发送请求到服务器 | 浏览器呈现来自缓存的页面 |
private | 浏览器重新发送请求到服务器 | 第一次,浏览器重新发送请求到服务器;此后,浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器重新发送请求到服务器 | 浏览器呈现来自缓存的页面 |
no-cache/no-store | 浏览器重新发送请求到服务器 | 浏览器重新发送请求到服务器 | 浏览器重新发送请求到服务器 | 浏览器重新发送请求到服务器 |
must-revalidation/proxy-revalidation | 浏览器重新发送请求到服务器 | 第一次,浏览器重新发送请求到服务器;此后,浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器重新发送请求到服务器 | 浏览器呈现来自缓存的页面 |
max-age=xxx (xxx is numeric) | 在 xxx 秒后,浏览器重新发送请求到服务器 | 在 xxx 秒后,浏览器重新发送请求到服务器 | 浏览器重新发送请求到服务器 | 在 xxx 秒后,浏览器重新发送请求到服务器 |
Cache-Control是关于浏览器缓存的最重要的设置,因为它覆盖其他设置,比如 Expires 和 Last-Modified。另外,由于浏览器的行为基本相同,这个属性是处理跨浏览器缓存问题的最有效的方法。
Expires
Expires 头部字段提供一个日期和时间,响应在该日期和时间后被认为失效。失效的缓存条目通常不会被缓存(无论是代理缓存还是用户代理缓存)返回,除非首先通过原始 服务器(或者拥有该实体的最新副本的中介缓存)验证。(注意:cache-control max-age 和 s-maxage 将覆盖 Expires 头部。)
Expires 字段接收以下格式的值:“Expires: Sun, 08 Nov 2009 03:37:26 GMT”。如果查看内容时的日期在给定的日期之前,则认为该内容没有失效并从缓存中提取出来。反之,则认为该内容失效,缓存将采取一些措施。表 3-6 表明针对不同用户操作的不同浏览器的行为。
表 3. 当用户打开一个新的浏览器窗口时的失效操作
Firefox 3.5 | IE 8 | Chrome 3 | Safari 4 | |
---|---|---|---|---|
内容没有失效 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器呈现来自缓存的页面 |
内容失效 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 |
表4.当用户在原始浏览器窗口中单击 Enter 按钮时的失效操作
Firefox 3.5 | IE 8 | Chrome 3 | Safari 4 | |
---|---|---|---|---|
内容没有失效 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 |
内容失效 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 |
表5.当用户按 F5 键刷新页面时的失效操作
Firefox 3.5 | IE 8 | Chrome 3 | Safari 4 | |
---|---|---|---|---|
内容没有失效 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 |
内容失效 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 |
表6.当用户单击 Back 或 Forward 按钮时的失效操作
Firefox 3.5 | IE 8 | Chrome 3 | Safari 4 | |
---|---|---|---|---|
内容没有失效 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器呈现来自缓存的页面 |
内容失效 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 |
注意:所有浏览器都假定为使用默认设置运行。
控制文件是否有修改 Last-Modified/E-Tag
Last-Modified 实体头部字段值通常用作一个缓存验证器。简单来说,如果实体值在 Last-Modified 值之后没有被更改,则认为该缓存条目有效。ETag 响应头部字段值是一个实体标记,它提供一个 “不透明” 的缓存验证器。这可能在以下几种情况下提供更可靠的验证:不方便存储修改日期;HTTP 日期值的 one-second 解决方案不够用;或者原始服务器希望避免由于使用修改日期而导致的某些冲突。
不同的浏览器有不同的配置行为。表 7-10 表明针对不同用户操作的不同浏览器的行为。
表7.当用户打开一个新的浏览器窗口时的 Last-Modified E-Tag 操作
Firefox 3.5 | IE 8 | Chrome 3 | Safari 4 | |
---|---|---|---|---|
内容自上次访问以来没有被修改 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 |
内容自上次访问以来已经被修改 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 |
表8.当用户在原始浏览器窗口中单击 Enter 按钮时的 Last-Modified E-Tag 操作
Firefox 3.5 | IE 8 | Chrome 3 | Safari 4 | |
---|---|---|---|---|
内容自上次访问以来没有被修改 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 |
内容自上次访问以来已经被修改 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 |
表9.当用户按 F5 键刷新页面时的 Last-Modified E-Tag 操作
Firefox 3.5 | IE 8 | Chrome 3 | Safari 4 | |
---|---|---|---|---|
内容自上次访问以来没有被修改 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 304 |
内容自上次访问以来已经被修改 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 |
表10.没有缓存设置且用户单击 Back 或 Forward 按钮
Firefox 3.5 | IE 8 | Chrome 3 | Safari 4 | |
---|---|---|---|---|
内容自上次访问以来没有被修改 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器呈现来自缓存的页面 |
内容自上次访问以来已经被修改 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器呈现来自缓存的页面 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 |
不进行任何缓存相关设置
如果您不定义任何缓存相关设置,则不同的浏览器有不同的行为。有时,同一个浏览器在相同的情形下每次运行时的行为都是不同的。情况可能很复杂。另外,有些不该缓存的内容如果被缓存,将会导致安全问题。 不同的浏览器有不同的行为。表 11 展示了不同的浏览器行为。
表 11. 没有缓存设置且用户打开一个新的浏览器窗口
Firefox 3.5 | IE 8 | Chrome 3 | Safari 4 | |
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打开一个新页面 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 |
在原始窗口中单击 Enter 按钮 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器呈现来自缓存的页面。 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 |
按 F5 键刷新 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 |
单击 Back 或 Forward 按钮 | 浏览器呈现来自缓存的页面。 | 浏览器呈现来自缓存的页面。 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 | 浏览器重新发送请求到服务器。返回代码是 200 |
浏览器缓存结论
最后, 浏览器缓存结论概况如下:
操作 | 行为 |
---|---|
打开新窗口 | 如果指定cache- control的值为private、no-cache、must-revalidate,那么打开新窗口访问时都会重新访问服务器。而如果指定了 max-age值,那么在此值内的时间里就不会重新访问服务器,例如:Cache-control: max-age=5 表示当访问此网页后的5秒内再次访问不会去服务器. |
在地址栏回车 | 如果值为private或must-revalidate,则只有第一次访问时会访问服务器,以后就不再访问。如果值为no-cache,那么每次都会访问。如果值为max-age,则在过期之前不会重复访问。 |
按后退按扭 | 如果值为private、must-revalidate、max-age,则不会重访问,而如果为no-cache,则每次都重复访问. |
按刷新按扭 | 无论为何值,都会重复访问. |