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浏览器缓存

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2019/03/11 Share

浏览器缓存机制

注意此知识点属于性能优化领域

缓存可以说是性能优化中简单高效的一种优化方式了,它可以显著减少网络传输所带来的损耗。

对于一个数据请求来说,可以分为发起网络请求、后端处理、浏览器响应步骤。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,或者发起了请求但是后端存储的数据和前端一致,那么久没有必要再将数据回传回来,这样就减少了响应数据。

接下来可以从几个部分来探讨浏览器缓存机制:

  • 缓存位置
  • 缓存策略
  • 实际场景应用缓存策略

缓存位置


从缓存位置上来说可以分为四种,并且各自有优先级,当依次查找缓存且都没有找到的时候,才会去请求网络;

  1. Service Worker
  2. Memory Cache
  3. Disk Cache
  4. Push Cache
  5. 网络请求

Service Worker


Service Worker 的缓存与浏览器其他内建的缓存机制不同,它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没有找到缓存的时候,我们需要去调用fetch函数获取数据。也就是说,如果我们在Service Worker中没有找到缓存的话,会根据缓存查找优先级去查找数据。但是我们不管是从Memory Cache中还是从网络请求当中获取数据,浏览器都会显示我们是从 Service Worker当中获取的内容

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。

当我们访问过页面以后,再次刷新页面,可以发现很多数据都来自于内存缓存。

那么既然内存缓存这么高效,我们是不是能让数据都存放在内存中呢?

答案肯定是不可能的。首先计算机中的内存一定比硬盘容量小得多,操作系统需要精打细算内存的使用,所以能让我们使用的内存必然不多。内存中其实可以存储大部分的文件,比如说 JSS、HTML、CSS、图片等等。但是浏览器会把哪些文件丢进内存这个过程就很玄学了,我查阅了很多资料都没有一个定论。

  • 对于大文件来说,大概率是不存储在内存当中的,反之则优先。
  • 当前系统内存使用率很高的话,文件优先存进硬盘。

Disk Cache


Disk Cache 也就是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,比之 Memory Cache 胜在容量存储时效性上。

在所有浏览器缓存中,Disk Cache 覆盖面基本是最大的。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找到时,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

Push Cache 在国内能够查到的资料很少,也是因为 HTTP/2 在国内不够普及,但是 HTTP/2 将会是日后的一个趋势。这里推荐阅读 HTTP/2 push is tougher than I thought
这篇文章,但是内容是英文的,下面书写下文章中的几个结论,有能力的朋友还是推荐自己阅读

  • 所有资源都能被推送,但是Edge 和 Safari 浏览器的兼容性不是很好。
  • 可以推送 no-cacheno-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意见存在的资源推送。
  • 你也可以给其他域名推送资源。

网络请求


如果上述的缓存都没找到的话,那么就只能发请求来获取资源了。

实际场景应用

单纯的了解理论而不付诸于时间是没有意义的,接下来我们来通过几个场景学习下如何运用这些理论。

频繁变动的资源


对于频繁变动的资源,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 来验证资源是否是有效。这样的做法虽然不能节省请求数量,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文件,那么我们就可以对文件进行哈希处理,只有当代码修改时才会生成新的文件名。这里,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请求最新的代码文件,否则就是一直使用缓存。

本文内容基本来自掘金小册 面试之道

CATALOG
  1. 1. 浏览器缓存机制
    1. 1.1. 缓存位置
      1. 1.1.1. Service Worker
      2. 1.1.2. Memory Cache
      3. 1.1.3. Disk Cache
      4. 1.1.4. Push Cache
      5. 1.1.5. 网络请求
  2. 2. 实际场景应用
    1. 2.1. 频繁变动的资源
    2. 2.2. 代码文件