浏览器缓存机制

it2024-10-13  41

浏览器缓存机制

数据请求步骤:

网络请求

后端处理

浏览器响应

浏览器缓存可以帮助我们在第一和第三步骤中优化性能。比如说直接使用缓存而不发起请求,或者发起了请求但后端存储的数据和前端一致,那么就没有必要再将数据回传回来,这样就减少了响应数据。

浏览器缓存机制

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缓存位置

Service WorkerMemory CacheDisk CachePush Cache网络请求

Service Worker

Service Worker 是运行在浏览器背后的独立线程,一般可以用来实现缓存功能。使用 Service Worker的话,传输协议必须为 HTTPS。因为 Service Worker 中涉及到请求拦截,所以必须使用 HTTPS 协议来保障安全。

实现缓存功能步骤:

注册 Service Worker

监听 install 事件,回调中缓存所需文件

拦截所有请求事件,如果缓存中已经有请求的数据就直接用缓存,否则去请求数据

// index.js if (navigator.serviceWorker) { navigator.serviceWorker .register('sw.js') .then(function(registration) { console.log('service worker 注册成功') }) .catch(function(err) { console.log('servcie worker 注册失败') }) } // sw.js // 监听 `install` 事件,回调中缓存所需文件 self.addEventListener('install', e => { e.waitUntil( caches.open('my-cache').then(function(cache) { return cache.addAll(['./index.html', './index.js']) }) ) }) // 拦截所有请求事件 // 如果缓存中已经有请求的数据就直接用缓存,否则去请求数据 self.addEventListener('fetch', e => { e.respondWith( caches.match(e.request).then(function(response) { if (response) { return response } console.log('fetch source') }) ) })

Service Worker 可以让我们自由控制缓存哪些文件、如何匹配缓存、如何读取缓存,并且缓存是持续性的。

当 Service Worker 没有命中缓存的时候,我们需要去调用 fetch 函数获取数据。也就是说,如果我们没有在 Service Worker 命中缓存的话,会根据缓存查找优先级去查找数据。但是不管我们是从 Memory Cache 中还是从网络请求中获取的数据,浏览器都会显示我们是从 Service Worker 中获取的内容。

Memory Cache

Memory Cache 也就是内存中的缓存读取内存中的数据肯定比磁盘快。但是内存缓存虽然读取高效,可是缓存持续性很短,会随着进程的释放而释放。 一旦我们关闭 Tab 页面,内存中的缓存也就被释放了

Disk Cache

存储在硬盘中的缓存读取速度慢点,但是什么都能存储到磁盘中覆盖面是最大 它会根据 HTTP Herder 中的字段判断哪些资源需要缓存,哪些资源可以不请求直接使用,哪些资源已经过期需要重新请求。并且即使在跨站点的情况下,相同地址的资源一旦被硬盘缓存下来,就不会再次去请求数据。

Push Cache

Push Cache 是 HTTP/2 中的内容,当以上三种缓存都没有命中时,它才会被使用。并且缓存时间也很短暂,只在会话(Session)中存在,一旦会话结束就被释放。 所有的资源都能被推送,但是 Edge 和 Safari 浏览器兼容性不怎么好可以推送 no-cache 和 no-store 的资源一旦连接被关闭,Push Cache 就被释放多个页面可以使用相同的 HTTP/2 连接,也就是说能使用同样的缓存Push Cache 中的缓存只能被使用一次浏览器可以拒绝接受已经存在的资源推送你可以给其他域名推送资源

网络请求

如果所有缓存都没有命中的话,那么只能发起请求来获取资源了。

缓存策略

强缓存协商缓存

强缓存

强缓存可以通过设置两个HTTP Header实现:Expires和Cache-Control强缓存表示在缓存期间不需要请求,state code为200
Expire 设置过期时间
Expires: Wed, 22 Oct 2018 08:41:00 GMT 表示资源会在Wed, 22 Oct 2018 08:41:00 GMT 后过期,需要再次Expire受限于本地时间,如果修改了本地时间,可能造成缓存失败
Cache-control
Cache-control: max-age=30 Cache-Control 出现于 HTTP/1.1,优先级高于 Expires 。该属性值表示资源会在 30 秒后过期,需要再次请求。Cache-Control可以在请求头或响应头中设置,并且可以组合使用多种指令,以下是常见指令 public:表示响应可以被客户端和代理服务器缓存private:表示响应只可以被客户端缓存max-age=30:缓存30秒后过期,需要重新请求s-maxage=30:覆盖max-age,作用一样,只在代理服务器中生效no-store:不缓存任何响应no-cache:资源被缓存,但是立即失效,下次会发起请求验证资源是否过期max-stale=30:30秒内,及时缓存过期,也使用该缓存min-fresh=30:希望在30秒内获取最新响应

协商缓存

如果缓存过期了,就需要发起请求验证资源是否有更新。协商缓存可以通过设置两种 HTTP Header 实现:Last-Modified 和 ETag 。当浏览器发送请求验证资源时,如果资源没有改变,那么服务器就会返回304状态码(304 Not Modified),并且更新浏览器有效期
Last-Modified和If-Modified-Since
Last-Modified表示本地文件最后修改日期,If-Modified-Since会将Last-Modified的值发送给服务器,并询问服务器在该日期后资源十分有更新,有更新会将新的资源发送回来,否则返回304
Last-Modified弊端
如果本地打开缓存文件,即使没有对文件进行修改,还是会造成Last-Modified被修改,服务器不能命中缓存导致发送相同的资源因为Last-Modified只能以秒计时,如果在不可感知的时间内修改完成文件,那么服务端会认为资源还是命中了,不会返回正确的资源所有出现了ETag

ETag 和 If-None-Match

ETag类似于指纹If-None-Match会将当前ETag发送给服务器,询问该资源Etag是否变动,有变动的话将新的资源发送回来ETag优先级比Last-Modified高
如果什么缓存策略都没有设置
通常会取响应头中的 Date 减去 Last-Modified 值的 10% 作为缓存时间。

实际场景应用缓存策略

频繁变动的资源

首先需要使用Cache-Control: no-cache使浏览器每次都请求服务器,然后配合Etag或者Last-Modified来验证资源十分有效不能节省请求数量,但是能显著减少响应数据大小

代码文件

这里特指除了 HTML 外的代码文件,因为 HTML 文件一般不缓存或者缓存时间很短。 一般来说,现在都会使用工具来打包代码,那么我们就可以对文件名进行哈希处理,只有当代码修改后才会生成新的文件名。基于此,我们就可以给代码文件设置缓存有效期一年 Cache-Control: max-age=31536000,这样只有当 HTML 文件中引入的文件名发生了改变才会去下载最新的代码文件,否则就一直使用缓存。
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