緩存優點
通常所說的Web緩存指的是可以自動保存常見http請求副本的http設備。對於前端開發者來說，浏覽器充當了重要角色。除此外常見的還有各種各樣的代理服務器也可以做緩存。當Web請求到達緩存時，緩存從本地副本中提取這個副本內容而不需要經過服務器。這帶來了以下優點：
- 緩存減少了冗余的數據傳輸，節省流量
- 緩存緩解了帶寬瓶頸問題。不需要更多的帶寬就能更快加載頁面
- 緩存緩解了瞬間擁塞，降低了對原始服務器的要求。
- 緩存降低了距離延時， 因為從較遠的地方加載頁面會更慢一些。
緩存種類
緩存可以是單個用戶專用的，也可以是多個用戶共享的。專用緩存被稱為私有緩存，共享的緩存被稱為公有緩存。
私有緩存
私有緩存只針對專有用戶，所以不需要很大空間，廉價。Web浏覽器中有內建的私有緩存——大多數浏覽器都會將常用資源緩存在你的個人電腦的磁盤和內存中。如Chrome浏覽器的緩存存放位置就在：C:\Users\Your_Account\AppData\Local\Google\Chrome\User Data\Default中的Cache文件夾和Media Cache文件夾。
公有緩存
公有緩存是特殊的共享代理服務器，被稱為緩存代理服務器或代理緩存（反向代理的一種用途）。公有緩存會接受來自多個用戶的訪問，所以通過它能夠更好的減少冗余流量。
下圖中每個客戶端都會重復的向服務器訪問一個資源（此時還不在私有緩存中），這樣它會多次訪問服務器，增加服務器壓力。而使用共享的公有緩存時，緩存只需要從服務器取一次，以後不用再經過服務器，能夠顯著減輕服務器壓力。
事實上在實際應用中通常采用層次化的公有緩存，基本思想是在靠近客戶端的地方使用小型廉價緩存，而更高層次中，則逐步采用更大、功能更強的緩存在裝載多用戶共享的資源。
緩存處理流程
而對於前端開發者來說，我們主要跟浏覽器中的緩存打交道，所以上圖流程簡化為：
下面這張圖展示了某一網站，對不同資源的請求結果，其中可以看到有的資源直接從緩存中讀取，有的資源跟服務器進行了再驗證，有的資源重新從服務器端獲取。
注意，我們討論的所有關於緩存資源的問題，都僅僅針對GET請求。而對於POST, DELETE, PUT這類行為性操作通常不做任何緩存
新鮮度限值
HTTP通過緩存將服務器資源的副本保留一段時間，這段時間稱為新鮮度限值。這在一段時間內請求相同資源不會再通過服務器。HTTP協議中Cache-Control 和 Expires可以用來設置新鮮度的限值，前者是HTTP1.1中新增的響應頭，後者是HTTP1.0中的響應頭。二者所做的事時都是相同的，但由於Cache-Control使用的是相對時間，而Expires可能存在客戶端與服務器端時間不一樣的問題，所以我們更傾向於選擇Cache-Control。
Cache-Control
下面我們來看看Cache-Control都可以設置哪些屬性值：
- max-age（單位為s）指定設置緩存最大的有效時間，定義的是時間長短。當浏覽器向服務器發送請求後，在max-age這段時間裡浏覽器就不會再向服務器發送請求了。
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=no" />
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=EDGE" />
<title>Web Cache</title>
<link rel="shortcut icon" href="./shortcut.png">
<script>
</script>
</head>
<body class="claro">
<img src="./cache.png">
</body>
</html>var http = require('http');
var fs = require('fs');
http.createServer(function(req, res) {
if (req.url === '/' || req.url === '' || req.url === '/index.html') {
fs.readFile('./index.html', function(err, file) {
console.log(req.url)
//對主文檔設置緩存，無效果
res.setHeader('Cache-Control', "no-cache, max-age=" + 5);
res.setHeader('Content-Type', 'text/html');
res.writeHead('200', "OK");
res.end(file);
});
}
if (req.url === '/cache.png') {
fs.readFile('./cache.png', function(err, file) {
res.setHeader('Cache-Control', "max-age=" + 5);//緩存五秒
res.setHeader('Content-Type', 'images/png');
res.writeHead('200', "Not Modified");
res.end(file);
});
}
}).listen(8888)當在5秒內第二次訪問頁面時，浏覽器會直接從緩存中取得資源
- public 指定響應可以在代理緩存中被緩存，於是可以被多用戶共享。如果沒有明確指定private，則默認為public。
- private 響應只能在私有緩存中被緩存，不能放在代理緩存上。對一些用戶信息敏感的資源，通常需要設置為private。
no-cache 表示必須先與服務器確認資源是否被更改過（依靠
If-None-Match和Etag），然後再決定是否使用本地緩存。
如果上文中關於cache.png的處理改成下面這樣，則每次訪問頁面，浏覽器都需要先去服務器端驗證資源有沒有被更改。fs.readFile('./cache.png', function(err, file) { console.log(req.headers); console.log(req.url) if (!req.headers['if-none-match']) { res.setHeader('Cache-Control', "no-cache, max-age=" + 5); res.setHeader('Content-Type', 'images/png'); res.setHeader('Etag', "ffff"); res.writeHead('200', "Not Modified"); res.end(file); } else { if (req.headers['if-none-match'] === 'ffff') { res.writeHead('304', "Not Modified"); res.end(); } else { res.setHeader('Cache-Control', "max-age=" + 5); res.setHeader('Content-Type', 'images/png'); res.setHeader('Etag', "ffff"); res.writeHead('200', "Not Modified"); res.end(file); } } });
no-store 絕對禁止緩存任何資源，也就是說每次用戶請求資源時，都會向服務器發送一個請求，每次都會下載完整的資源。通常用於機密性資源。
關於Cache-Control的使用，見下面這張圖（來自大額）
客戶端的新鮮度限值
Cache-Control不僅僅可以在響應頭中設置，還可以在請求頭中設置。浏覽器通過請求頭中設置Cache-Control可以決定是否從緩存中讀取資源。這也是為什麼有時候點擊浏覽器刷新按鈕和在地址欄回車，在NetWork模塊中看到完全不同的結果
Expires
不推薦使用Expires，它指定的是具體的過期日期而不是秒數。因為很多服務器跟客戶端存在時鐘不一致的情況，所以最好還是使用Cache-Control.
服務器再驗證
浏覽器或代理緩存中緩存的資源過期了，並不意味著它和原始服務器上的資源有實際的差異，僅僅意味著到了要進行核對的時間了。這種情況被稱為服務器再驗證。
- 如果資源發生變化，則需要取得新的資源，並在緩存中替換舊資源。
- 如果資源沒有發生變化，緩存只需要獲取新的響應頭，和一個新的過期時間，對緩存中的資源過期時間進行更新即可。
HTTP1.1推薦使用的驗證方式是If-None-Match/Etag，在HTTP1.0中則使用If-Modified-Since/Last-Modified。
Etag與If-None-Match
根據實體內容生成一段hash字符串，標識資源的狀態，由服務端產生。浏覽器會將這串字符串傳回服務器，驗證資源是否已經修改，如果沒有修改，過程如下(圖片來自淺談Web緩存)：
上文的demo中我們見到過服務器端如何驗證Etag：
由於Etag有服務器構造，所以在集群環境中一定要保證Etag的唯一性
If-Modified-Since與Last-Modified
這兩個是HTTP1.0中用來驗證資源是否過期的請求/響應頭，這兩個頭部都是日期，驗證過程與Etag類似，這裡不詳細介紹。使用這兩個頭部來驗證資源是否更新時，存在以下問題：
- 有些文檔資源周期性的被重寫，但實際內容沒有改變。此時文件元數據中會顯示文件最近的修改日期與
If-Modified-Since不相同，導致不必要的響應。 - 有些文檔資源被修改了，但修改內容並不重要，不需要所有的緩存都更新（比如代碼注釋）
關於緩存的更新問題，請大家看看這裡張雲龍的回答，本文就不詳細展開了。
本文demo代碼如下：
<!DOCTYPE HTML>
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=no" />
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=EDGE" />
<title>Web Cache</title>
<link rel="shortcut icon" href="./shortcut.png">
<script>
</script>
</head>
<body class="claro">
<img src="./cache.png">
</body>
</html>var http = require('http');
var fs = require('fs');
http.createServer(function(req, res) {
if (req.url === '/' || req.url === '' || req.url === '/index.html') {
fs.readFile('./index.html', function(err, file) {
console.log(req.url)
//對主文檔設置緩存，無效果
res.setHeader('Cache-Control', "no-cache, max-age=" + 5);
res.setHeader('Content-Type', 'text/html');
res.writeHead('200', "OK");
res.end(file);
});
}
if (req.url === '/shortcut.png') {
fs.readFile('./shortcut.png', function(err, file) {
console.log(req.url)
res.setHeader('Content-Type', 'images/png');
res.writeHead('200', "OK");
res.end(file);
})
}
if (req.url === '/cache.png') {
fs.readFile('./cache.png', function(err, file) {
console.log(req.headers);
console.log(req.url)
if (!req.headers['if-none-match']) {
res.setHeader('Cache-Control', "max-age=" + 5);
res.setHeader('Content-Type', 'images/png');
res.setHeader('Etag', "ffff");
res.writeHead('200', "Not Modified");
res.end(file);
} else {
if (req.headers['if-none-match'] === 'ffff') {
res.writeHead('304', "Not Modified");
res.end();
} else {
res.setHeader('Cache-Control', "max-age=" + 5);
res.setHeader('Content-Type', 'images/png');
res.setHeader('Etag', "ffff");
res.writeHead('200', "Not Modified");
res.end(file);
}
}
});
}
}).listen(8888)