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缓存定义

• 本地副本

• 优点

  • 降低距离时延
  • 本地网络带宽通常大于远程带宽
  • 减少长途的数据传输，节省费用
  • 降低原始服务器符合

缓存命中/未命中

• 容量有限
  • 本地有副本：cache hit
  • 本地无副本：cache miss

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• 缓存再验证
  • 验证副本与原始内容是否一致
    • 新鲜度检测
    • revalidation

  • If-Modified-Since (IMS)

  • 通常在用户发起请求，且副本足够旧时，才发起对副本的再验证

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• 再验证命中
  • revalidate hit
  • 内容无变化
  • HTTP 304: Not Modified
  • 标记副本为新鲜
  • 比缓存命中慢
    • 需要与原始服务器核对
  • 比再验证未命中快
    • 不需要从原始服务器拉取对象
• 再验证未命中
  • 传输完整对象内容
  • HTTP 200: OK
• 删除
  • 原始服务器已将对象删除
  • HTTP 404: Not Found
  • 缓存将副本删除

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• 命中率（cache hit rate）
  • 文档命中率（document hit rate）
    • 请求命中比率
  • 字节命中率
    • 对于大文件，访问次数少，流量占用高，统计字节命中率比文档命中率更有意义

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• 区分命中/未命中
  • 响应码
    • 都是 200
    • 无法区分
  • 首部
    • Date
    • Age
    • 相当于判断数据版本

缓存拓扑结构

• 私有缓存
  • 单个用户
  • 浏览器内
• 公有缓存
  • 某用户群体共享
  • 缓存代理服务器（caching proxy server）

缓存处理步骤

1. 接收
   • 请求
2. 解析
   • URL
   • 首部
3. 查询
   • 本地有没有副本
4. 新鲜度检测
   • 如果数据足够旧，需要缓存再验证，判断是否需要更新
5. 创建响应
6. 发送
7. 日志

缓存相关首部

• Cache-Control
  • public: 响应可以被缓存（默认）
  • private: 浏览器可以缓存，不允许中继缓存
  • no-store: 禁止缓存
  • no-cache: 浏览器可以缓存，但是未经新鲜度检查之前不可使用
  • max-age: 相对时间，单位秒
    • Date + max-age 为绝对过期时间
• Expires
  • value: date
  • HTTP/1.0
  • 绝对时间
• Date
  • value: date
  • response 报文
  • 响应时的时间
• Last-Modified
  • value: date
  • response 报文
  • 最后被修改的时间
• If-Modified-Since
  • value: date
  • request 报文
  • 用于新鲜度检查
    • 如未修改，更新缓存文档的 Date，并提供缓存副本
    • 如已修改，重新缓存新的文档，并提供新缓存的副本
• If-None-Match
  • value: tag
  • request 报文
  • 告知服务器，这些版本有对应的缓存
  • 配合 Etag 使用
  • Response Code
    • 304: Not Modified
      • 响应头与 200 OK 的情况一样
    • 200: OK
      • Cache-Control
      • Content-Location
      • Date
      • ETag
      • Expires
      • Vary
    • 412: Precondition Failed
      • 能够引发服务器状态改变
• Pragma
  • value: no-cache 等
  • HTTP/1.0
  • 相当于 Cache-Control

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过期时间相关响应首部

• Expires
  • HTTP/1.0+
  • 响应头
  • 绝对过期时间
  • 弊端：电脑本地时间可能不准确
  • 例
    • Expires: Thu, 15 Apr 2020 20:00:00 GMT
• Cache-Control
  • HTTP/1.1
  • 响应头
  • 相对过期时间
  • 优先级高于 Expires
  • max-age: 单位秒
  • 例
    • Cache-Control: max-age=135360000
• Pragma
  • HTTP/1.0
  • 很少用

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再验证相关请求首部

常用

• If-Modified-Since
  • 配合 Last-Modified
  • 例
    • If-Modified-Since: Fri, 12 May 2006 18:53:33 GMT
• If-None-Match
  • 最后修改时间验证弊端
    • 周期性重写，内容不变
    • 已修改，但是不重要，不需要同步
    • 有些服务器无法判断最后修改日期
    • 文档修改时间周期低于 1s
  • 配合 Etag 使用
    • 如果已缓存标签和服务器文档的标签有所不同
      • If-None-Match 首部就会执行所请求的方法
  • 例
    • If-None-Match: “abcd1234…abcd1234” (Etag)
  • 如果 HTTP/1.1 服务器收到的请求同时有 If-Modified-Since 和 If-None-Match
    • 需要两个都满足才能返回 304

不常用

• If-Unmodified-Since
• If-Range
• If-Match

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