HTTP 缓存机制 强制缓存/协商缓存
发布人：shili8
发布时间：2025-01-26 02:47
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**HTTP 缓存机制**
在 HTTP 协议中，缓存是为了减少网络请求次数而设计的机制。它可以显著提高网页加载速度和降低服务器负载。缓存分为强制缓存和协商缓存两种类型。
### 强制缓存强制缓存是指浏览器直接从缓存中读取资源，而不向服务器发送请求。这类缓存通常由服务器通过 HTTP 头部中的 `Cache-Control` 和 `Expires` 指令来控制。
#### Cache-Control 指令`Cache-Control` 是一个多值指令，用于指定缓存的行为。它可以包含以下值：
* `max-age`: 缓存有效时间（以秒为单位）。
* `public`: 允许任何中间缓存器缓存资源。
* `private`: 只允许客户端缓存资源。
* `no-cache`: 不缓存资源，需要向服务器发送请求来获取最新的资源。
* `no-store`: 不缓存任何资源。
#### Expires 指令`Expires` 指令指定缓存过期时间。它是一个 HTTP 头部指令，表示资源在指定时间后失效。
max-age=3600// 缓存过期时间为2024-03-1614:30:00Expires: Sat,16 Mar202414:30:00 GMT
### 协商缓存协商缓存是指浏览器向服务器发送请求，询问资源是否有更新。这种缓存通常由服务器通过 HTTP 头部中的 `Last-Modified` 和 `ETag` 指令来控制。
#### Last-Modified 指令`Last-Modified` 指令指定资源最后修改时间。它是一个 HTTP 头部指令，表示资源在指定时间后被修改。
资源最后修改时间为2024-03-1614:30:00Last-Modified: Sat,16 Mar202414:30:00 GMT
#### ETag 指令`ETag` 指令指定资源的唯一标识符。它是一个 HTTP 头部指令，表示资源在指定时间后被修改。
资源的唯一标识符为"1234567890" ETag: "1234567890"
### 缓存控制算法缓存控制算法用于确定浏览器是否可以使用缓存。常见的缓存控制算法包括：
* **强制缓存**: 浏览器直接从缓存中读取资源。
* **协商缓存**: 浏览器向服务器发送请求，询问资源是否有更新。
### 缓存失效机制缓存失效机制用于确定缓存何时失效。常见的缓存失效机制包括：
* **时间戳**: 缓存失效时间由服务器指定。
* **版本号**: 缓存失效版本号由服务器指定。
### 缓存优化策略缓存优化策略用于提高缓存的有效性。常见的缓存优化策略包括：
* **缓存层级结构**: 分层缓存以减少请求次数。
* **缓存失效机制**: 定义缓存失效条件。
### 缓存控制实例以下是一个 HTTP 请求和响应示例，演示了强制缓存和协商缓存的使用：
请求头部GET /index.html HTTP/1.1Host: example.comCache-Control: max-age=3600// 响应头部HTTP/1.1200 OKContent-Type: text/html; charset=UTF-8Last-Modified: Sat,16 Mar202414:30:00 GMTETag: "1234567890" Cache-Control: public, max-age=3600// 响应体<!DOCTYPE html> <html> <head> <title>Example</title> </head> <body> <h1>Hello World!</h1> </body> </html>
在这个示例中，浏览器向服务器发送请求，并指定缓存控制头部 `Cache-Control` 和 `max-age=3600`。服务器响应资源，并指定缓存控制头部 `Last-Modified`、`ETag` 和 `Cache-Control`。
### 缓存控制代码示例以下是一个 Java代码示例，演示了如何使用强制缓存和协商缓存：
javaimport java.io.IOException;
import java.util.Date;
import javax.servlet. />import javax.servlet. />import javax.servlet. />
public class CacheServlet extends HttpServlet {
@Override public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {
// 强制缓存 String cacheControl = request.getHeader("Cache-Control");
if (cacheControl != null && cacheControl.contains("max-age")) {
int maxAge = Integer.parseInt(cacheControl.split("=")[1]);
Date expiresDate = new Date(System.currentTimeMillis() + maxAge *1000);
response.setHeader("Expires", expiresDate.toString());
return;
}
// 协商缓存 String lastModifiedHeader = request.getHeader("If-Modified-Since");
if (lastModifiedHeader != null) {
Date lastModifiedDate = new Date(lastModifiedHeader);
Date resourceLastModifiedDate = new Date(2024,3,16,14,30,0); // 资源最后修改时间 if (resourceLastModifiedDate.after(lastModifiedDate)) {
response.setStatus(HttpServletResponse.SC_NOT_MODIFIED);
return;
}
}
// 响应资源 String resource = "Hello World!";
response.setContentType("text/plain");
response.getWriter().write(resource);
}
}
在这个示例中，Servlet 检查请求头部中的 `Cache-Control` 和 `If-Modified-Since` 头部，以确定是否可以使用缓存。根据这些头部的值，Servlet 决定是否返回资源或响应304 状态码。
### 缓存控制总结缓存是 HTTP 协议中用于减少网络请求次数的机制。强制缓存和协商缓存是两种常见的缓存类型。缓存控制算法、缓存失效机制和缓存优化策略都是提高缓存有效性的关键因素。通过理解这些概念和示例代码，开发者可以更好地利用缓存来改善网页加载速度和降低服务器负载。
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