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解读HTTP缓存：从强缓存到协商缓存，提升网页性能

前端

在当今快速发展的互联网时代，网页加载速度对于用户体验和网站优化至关重要。浏览器缓存作为一种有效提升网页性能的技术，通过存储先前访问过的资源，可以在后续请求中避免重复下载，从而显著缩短加载时间。HTTP缓存主要分为两种类型：强缓存和协商缓存。它们在工作原理和应用场景上存在着显著差异，理解和区分这两种缓存类型对于提高网站性能和优化用户体验具有重要意义。

一、强缓存：简单粗暴，高效省时

强缓存，顾名思义，是一种简单粗暴却高效省时的缓存方式。当浏览器向服务器请求资源时，如果资源具有强缓存策略，浏览器将直接从本地缓存读取资源，而无需向服务器发送请求。这使得强缓存成为提高网页加载速度的利器，因为它完全消除了网络延迟和服务器处理时间，让资源加载变得异常迅速。

1. Expires：指定缓存到期时间

Expires是强缓存中最常见、最简单的一种策略。它通过在HTTP响应头中设置一个Expires时间戳来指定资源的缓存到期时间。当浏览器在缓存中找到该资源时，它会检查Expires时间戳。如果当前时间早于该时间戳，则资源仍然有效，浏览器将直接从缓存中加载该资源；如果当前时间晚于该时间戳，则资源已过期，浏览器将向服务器发送请求以获取更新的资源。

2. Cache-Control：灵活控制缓存行为

Cache-Control是强缓存中另一重要策略，它提供了比Expires更灵活的缓存控制选项。Cache-Control指令可以指定缓存的生存时间、是否允许缓存、缓存的范围以及缓存验证的方式等。

例如，设置Cache-Control: max-age=3600表示资源在缓存中最多可保存3600秒（1小时）；设置Cache-Control: no-cache表示资源不能被缓存；设置Cache-Control: public表示资源可以被公共缓存（如CDN）缓存；设置Cache-Control: private表示资源只能被私有缓存（如浏览器缓存）缓存。

二、协商缓存：谨慎验证，确保最新

协商缓存是一种更谨慎的缓存方式。与强缓存不同，协商缓存不会直接从缓存中加载资源，而是向服务器发送请求，并附带一些条件头信息，例如Last-Modified或ETag。服务器收到请求后，会检查这些条件头信息，如果资源自上次请求后未发生变化，则返回304 Not Modified状态码，浏览器将继续使用缓存中的资源；如果资源自上次请求后发生了变化，则服务器返回200 OK状态码和更新的资源，浏览器将用更新的资源替换缓存中的旧资源。

1. Last-Modified和If-Modified-Since：基于时间戳验证

Last-Modified和If-Modified-Since是协商缓存中常用的条件头信息。Last-Modified表示资源最后修改时间，If-Modified-Since表示资源上次请求的时间。浏览器在向服务器发送请求时，会将If-Modified-Since设置为上次请求的时间。服务器收到请求后，会检查资源最后修改时间是否晚于If-Modified-Since时间。如果是，则返回304 Not Modified状态码，浏览器继续使用缓存中的资源；如果不是，则返回200 OK状态码和更新的资源，浏览器替换缓存中的旧资源。

2. ETag和If-None-Match：基于实体标签验证

ETag和If-None-Match是协商缓存中另一种常用的条件头信息。ETag是服务器为每个资源分配的一个唯一标识符，If-None-Match表示客户端缓存中的资源的ETag值。浏览器在向服务器发送请求时，会将If-None-Match设置为缓存中资源的ETag值。服务器收到请求后，会检查资源的ETag值是否与If-None-Match值相同。如果相同，则返回304 Not Modified状态码，浏览器继续使用缓存中的资源；如果不相同，则返回200 OK状态码和更新的资源，浏览器替换缓存中的旧资源。

三、强缓存与协商缓存的优缺点对比

强缓存和协商缓存各有优缺点，在不同的场景下发挥着不同的作用。

强缓存的优点：

  • 速度快：强缓存可以完全避免向服务器发送请求，因此速度非常快。
  • 降低服务器负载：强缓存可以减少服务器的请求数量，从而降低服务器负载。
  • 节省带宽：强缓存可以节省带宽，因为资源不需要重复下载。

强缓存的缺点：

  • 可能导致缓存失效：强缓存可能会导致缓存失效，因为资源可能会在缓存过期之前发生变化。
  • 不适合动态资源：强缓存不适合缓存动态资源，因为动态资源经常发生变化。

协商缓存的优点：

  • 确保最新：协商缓存可以确保浏览器总是使用最新的资源，因为服务器会在每次请求时检查资源是否发生变化。
  • 适合动态资源：协商缓存适合缓存动态资源，因为服务器会在每次请求时检查资源是否发生变化。

协商缓存的缺点：

  • 速度较慢：协商缓存需要向服务器发送请求，因此速度比强缓存慢。
  • 增加服务器负载：协商缓存会增加服务器的请求数量，从而增加服务器负载。
  • 消耗带宽：协商缓存会消耗带宽，因为资源需要重复下载。

四、结语

强缓存和协商缓存是HTTP缓存的两种主要类型，它们在工作原理、应用场景和优缺点上存在着显著差异。理解和区分这两种缓存类型对于提高网站性能和优化用户体验具有重要意义。在实际应用中，可以根据资源的特性和性能要求选择合适的缓存策略。例如，对于静态资源，可以使用强缓存来提高速度和降低服务器负载；对于动态资源，可以使用协商缓存来确保最新和避免缓存失效。通过合理运用HTTP缓存技术，可以有效提升网页加载速度，从而改善用户体验和提高网站性能。