HTTP缓存

HTTP 缓存：提升 Web 性能的核心机制

HTTP 缓存是优化 Web 性能的关键技术，通过在客户端（如浏览器）存储已请求的资源副本，减少重复向服务器请求的次数，从而降低网络延迟、节省带宽并提升用户体验。其核心逻辑是：客户端首次请求资源时缓存数据，后续请求优先使用缓存（若有效），否则向服务器重新获取。

HTTP 缓存的工作流程可概括为：

首次请求：客户端向服务器请求资源，服务器返回资源并在响应头中附加缓存规则（如过期时间、修改标识）。
缓存存储：客户端将资源和缓存规则一起保存到本地缓存（如浏览器的内存、磁盘）。
后续请求：客户端先检查本地缓存是否有效：
- 若缓存有效，直接使用缓存数据（缓存命中）；
- 若缓存无效，向服务器重新请求资源，并更新缓存（缓存失效）。

HTTP 缓存通过响应头中的字段定义缓存策略，主要分为基于过期时间的缓存和基于资源修改的缓存两大类，两者可协同工作。

这类规则通过指定资源的 “有效期”，让客户端直接判断缓存是否可用，无需向服务器确认，属于强缓存（不发起网络请求，直接使用缓存）。

作用：响应头字段，值为一个具体的 GMT 时间（如Expires: Wed, 23 Aug 2025 12:00:00 GMT），表示资源的过期时间。
判断逻辑：客户端下次请求时，若当前时间早于Expires 值，则直接使用缓存；否则认为缓存失效，需重新请求服务器。
局限性：
- 依赖客户端本地时间，若客户端时间与服务器时间不一致（如时区偏差、时钟错误），会导致缓存判断失效。
- 仅在 HTTP/1.0 中使用，HTTP/1.1 中被Cache-Control替代。

Cache-Control是 HTTP/1.1 中定义的核心缓存控制字段，优先级高于Expires，支持更灵活的缓存策略，其取值可组合使用。

常见取值及含义：

public：客户端和代理服务器（如 CDN）都可缓存该资源（适合公开资源）。
private：仅客户端可缓存，代理服务器不可缓存（适合用户私有数据，如个人主页）。
max-age=xx：资源的有效期为xx秒（从请求成功时开始计时），优先级高于Expires。例如max-age=3600表示缓存 1 小时内有效。
s-maxage=xx：仅对代理服务器生效，覆盖max-age（如 CDN 缓存时间）。
no-cache：缓存有效，但使用前必须向服务器确认资源是否更新（不直接使用缓存，需配合后续验证机制）。
no-store：完全禁止缓存，客户端和服务器都不存储任何资源副本（适合敏感数据，如支付信息）。
must-revalidate：缓存过期后，必须向服务器验证资源有效性，不可使用过期缓存。

示例：

Cache-Control: public, max-age=3600, must-revalidate

表示资源可被客户端和代理缓存，有效期 1 小时，过期后必须验证是否更新。

当强缓存（Expires/Cache-Control）失效时，客户端需向服务器确认资源是否已更新，属于协商缓存（需发起网络请求，但可能不返回完整资源）。

Last-Modified：服务器在响应头中返回的资源最后修改时间（如Last-Modified: Tue, 20 Aug 2025 08:00:00 GMT）。
If-Modified-Since：客户端后续请求时，在请求头中携带该字段，值为上次获取的Last-Modified时间，用于询问服务器 “资源在该时间后是否被修改”。

验证逻辑：

若服务器判断资源未被修改（最后修改时间 ≤ If-Modified-Since），返回状态码304 Not Modified，不返回资源体，客户端使用缓存。
若资源已被修改（最后修改时间 > If-Modified-Since），返回状态码200 OK和新资源，客户端更新缓存。

局限性：

为解决Last-Modified的局限性，HTTP 引入了基于资源内容的唯一标识机制。

验证逻辑：

优势：

HTTP 缓存规则的生效顺序如下：

Cache-Control（HTTP/1.1）优先级最高，若存在则忽略Expires。
若Cache-Control中max-age未过期，直接使用强缓存。
若强缓存失效，客户端发起请求，携带If-Modified-Since（对应Last-Modified）和If-None-Match（对应ETag）。
服务器优先验证ETag（精度更高），再验证Last-Modified，返回304或200。

示例流程：

客户端首次请求style.css，服务器返回：

HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: max-age=3600
Last-Modified: Tue, 20 Aug 2025 08:00:00 GMT
ETag: "v1.0"
Content-Length: 1024

客户端缓存style.css，有效期 1 小时。

2 小时后请求：max-age过期，客户端发送请求：

GET /style.css HTTP/1.1
If-Modified-Since: Tue, 20 Aug 2025 08:00:00 GMT
If-None-Match: "v1.0"

静态资源（如 CSS、JS、图片）：
- 适用强缓存：设置较长的max-age（如max-age=31536000，1 年）。
- 配合版本控制：资源更新时修改文件名（如style.v2.css），避免缓存干扰。
动态资源（如 API 接口）：
- 禁用强缓存：使用Cache-Control: no-cache强制每次验证。
- 启用协商缓存：通过ETag或Last-Modified减少重复传输。
敏感资源（如用户信息、支付页面）：
- 禁用缓存：Cache-Control: no-store，确保每次从服务器获取最新数据。
CDN 缓存：
- 使用public和s-maxage控制 CDN 缓存时间，减轻源服务器压力。