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前言

缓存是优化手法中不可或缺的一部分，面试时也常常问到，它能够加速页面的呼应速度、减轻服务器的压力。很多人对这方面的了解都是看过相关文章，可是没有实际操作过，今天我带咱们手把手走一遍这个流程，让浏览器缓存知识变成真正属于自己的知识。

建立 express 服务端

首要咱们先用 express 结构建立一个简单的服务端。

三部曲运行服务器

三部曲第一步：创建一个空文件夹，进入终端生成一个 package.json 文件。

npm init -y

三部曲第二步：装置 express 依靠。

npm install express --save

三部曲第三步：创建一个 index.js 文件。

const express = require('express')
const app = express()
const port = 3000
app.get('/', (req, res) => {
  res.send('Hello World!')
})
app.listen(port, () => {
  console.log(`Example app listening on port ${port}`)
})

浏览器翻开 localhost:3000 看看刚起的服务：

不出意外咱们看到的是这个画面。紧接着就能够进行下一步了。

打印恳求资源途径

接下来咱们要做一件事 —— 将每次向服务端恳求资源的途径都打印出来 。这样便利咱们后续对缓存未射中，调查哪些资源是需求从头向服务端恳求的。

app.all("*", function (req, res, next) {
    console.log(req.originalUrl);
    next();
});
app.use('/public', express.static(__dirname + '/public', {
    ...
}))

这儿要留意顺序之分，先 app.all 再 app.use 。

静态文件映射

假如你想把所有的静态文件途径都前缀”/static”, 你能够使用“挂载”功用。假如req.url不包含这个前缀, 挂载过的中间件不会执行。当function被执行的时分,这个参数不会被传递。这个只会影响这个函数，后边的中间件里得到的req.url里将会包含”/static”

// GET /static/javascripts/jquery.js
// GET /static/style.css
// GET /static/favicon.ico
app.use(express.static('/public'));

declare namespace serveStatic {
    var mime: typeof m;
    interface ServeStaticOptions<R extends http.ServerResponse = http.ServerResponse> {
        cacheControl?: boolean | undefined;
        etag?: boolean | undefined;
        maxAge?: number | string | undefined;
        lastModified?: boolean | undefined;
    }
    ...
}

首要咱们 禁用所有缓存 。具体的，依据 ts 文件咱们能够知道，etag、cacheControl 以及 lastModified 都能够接受一个 Boolean 值，那么咱们能够给它们三个设置 false，表明禁用，而 maxAge 咱们能够设置一个 0，表明禁用。

app.use(express.static('/static', {
    etag: false,
    cacheControl: false,
    lastModified: false,
    maxAge: 0
}))

功用测验

接下来拜访 localhost:3000/public/index.html 进行测验：

终端资源恳求途径：

ps：小伙伴们测验缓存的时分重点关注 status 和 size 这两栏就好了，后边不再赘述。

不论改写多少次，状况码都是是 200，Size 栏那边也没有任何表明 test.js 是从缓存中读取的信息，而且每次改写时，终端中都会打印这两个文件 —— 这说明每次都是从服务端直接获取的。

强缓存

首要咱们测验强缓存 —— 在设定的过期时刻内，浏览器都不会再向服务器恳求资源，而是直接从浏览器缓存中加载资源。

Expires

Expires 是 HTTP 1.0 时期提出的一个 表明资源过期的肯定时刻 的头部。

测验

接下来咱们测验给呼应的资源加上 Expires 头部：

app.use('/public', express.static(__dirname + '/public', {
    ...
    setHeaders: function (res, path, stat) {
        res.append('Expires', new Date(new Date().getTime() + 15 * 1000));
    }
}))

这儿咱们将 资源过期时刻 设置为 15 秒，即 15 秒后，强缓存失效，需求向服务端从头恳求资源。

重启服务，然后再次拜访 localhost:3000/public/index.html，咱们来看看浏览器中恳求的结果以及终端里当时恳求的资源途径：

初次拜访页面时加载了 index.html 文件以及 test.js 文件：
15 秒内，改写页面从头加载 test.js 文件，此刻强缓存仍有用，不必向服务端建议资源恳求，而是直接从浏览器缓存中获取资源：
超出 15 秒后，从头加载 test.js 文件，发现强缓存失效，需求从头向服务端建议资源恳求：

具体过程：

浏览器初次加载资源时向服务端宣布资源恳求，随后服务端呼应资源，一起设置了 Expires 呼应头，表明资源过期的肯定时刻 ，浏览器接纳资源的一起会将这个 Response Header 缓存下来。
15 秒内再次加载该资源时，经过比对此前缓存的 Response Header 中 Expires 的时刻，断定射中了强缓存，会直接从浏览器缓存中加载资源，状况码 200，一起 Size 栏显现 momory cache 。
15 秒后加载该资源时，相同经过比对，发现超出过期时刻，则断定强缓存失效，会从头向服务端发送资源恳求，浏览器接纳呼应资源的一起缓存该 Response Header 。

缺陷

咱们从上面能够知道，Expires 是服务端往呼应头中设置的 肯定时刻，假如说服务器和浏览器的时刻不一致的话，是很不稳定的 —— 客户端修正本地时刻时或许时区不一致时，都或许产生问题。

Cache-Control

HTTP 1.1 时期增加 Cache-Control 呼应头来改善这个问题。

测验

Cache-Control 的默认值为 public, max-age=0 。因而咱们要修正 maxAge 特点。

cacheControl?: boolean | undefined;
maxAge?: number | string | undefined;

经过 ts 文件咱们能够看出 cacheControl 接纳的是 Boolean 值，咱们要将它设置为 true 。一起，将 maxAge 特点设置为 15 秒（留意这儿的 maxAge 特点单位是毫秒，呼应头的 max-age 单位是秒，因而要留意单位换算）。

app.use('/public', express.static(__dirname + '/public', {
    etag: false,
    cacheControl: true,
    lastModified: false,
    maxAge: 15 * 1000, // 留意这儿的 maxAge 单位是毫秒，呼应头的 max-age 单位是秒
    // setHeaders: function (res, path, stat) {
    //     res.append('Expires', new Date(new Date().getTime() + 15 * 1000));
    // }
}))

重启服务，然后拜访 localhost:3000/public/index.html：

初次拜访页面时加载了 index.html 文件以及 test.js 文件：
15 秒内，改写页面从头加载 test.js 文件，此刻强缓存仍有用，不必向服务端建议资源恳求，而是直接从浏览器缓存中获取资源：
超出 15 秒后，从头加载 test.js 文件，发现强缓存失效，需求从头向服务端建议资源恳求：

喜爱看动图的小伙伴看这儿：

具体过程：

15 秒后，相同的操作，可是发现超出 当时时刻，断定强缓存过期，于是从头向服务端发送资源恳求，浏览器接纳资源的一起将缓存该呼应头。
浏览器初次加载资源时向服务端宣布资源恳求，随后服务端呼应资源，一起设置了 Cache-Control 呼应头，表明资源过期的相对时刻 ，浏览器接纳资源的一起会将这个 Response Header 缓存下来。
15 秒内再次加载该资源时，经过比对此前缓存的 Response Header 中的资源过期时刻 Cache-Control + 资源恳求时刻 Date，发现 未超出当时时刻 ，则断定射中了强缓存，会直接从浏览器缓存中加载资源，状况码 200，一起 Size 栏显现 momory cache 。
15 秒后加载该资源时，相同经过比对，发现 超出当时时刻 ，则断定强缓存失效，会从头向服务端发送资源恳求，浏览器接纳呼应资源的一起缓存该 Response Header 。

Cache-Control 和 Expires 的优先级

假如 Cache-Control 和 Expires 一起存在会以谁的时刻为准呢？咱们来测验一下：

app.use('/public', express.static(__dirname + '/public', {
    etag: false,
    cacheControl: true,
    lastModified: false,
    maxAge: 10 * 1000,
    setHeaders: function (res, path, stat) {
        res.append('Expires', new Date(new Date().getTime() + 15 * 1000));
    }
}))

重启服务，然后拜访 localhost:3000/public/index.html。

能够发现强缓存在 10 秒后就失效了。

因而当 Cache-Control 和 Expires 一起存在时，会以 Cache-Control 的时刻为准。

小结

经过上面的了解，咱们应当知道：

强缓存 Expires ，表明的是一个 服务端为准的肯定时刻。
强缓存 Cache-Control ，表明的是一个过期秒数，过期时刻是以 客户端为准的相对时刻 。
两者均存在则以 Cache-Control 的时刻为准。
加载资源时，假如射中强缓存（在有用期内），则呼应状况码 200，且有 memory cache 字样，表明该资源是从浏览器缓存中加载的。若缓存失效后会从头向服务端建议资源恳求，服务器呼应资源，浏览器接纳呼应的一起将 Response Header 缓存下来。
强缓存是由服务器设置的，可是是由浏览器来判断缓存是否还有用。

洽谈缓存

假如没有射中强缓存，就会判断是否射中洽谈缓存，此刻浏览器会向服务端发送恳求，确认资源是否被修正（是否有用），假如资源未修正则告知浏览器仍可用缓存的资源，不然服务端呼应时会将资源一并呼应。

Last-Modified 和 If-Modified-Since

洽谈缓存的完成都是成双成对的，咱们先介绍 Last-Modified 和 If-Modified-Since。Last-Modified 表明资源的最终修正时刻，相似这样：

测验

lastModified?: boolean | undefined;

从 ts 文件中咱们能够知道 lastModified 特点接纳一个 boolean 值，true 表明敞开，咱们来测验一下：

app.use('/public', express.static(__dirname + '/public', {
    etag: false,
    cacheControl: true,
    lastModified: true,
    maxAge: 10 * 1000,
}))

咱们看看效果：

具体过程：

浏览器初次加载资源时向服务端宣布资源恳求，随后服务端呼应资源，一起设置了 Expires 和 Last-Modified 呼应头，浏览器接纳资源的一起会将这个 Response Header 缓存下来。
10 秒内再次加载该资源时，经过比对此前缓存的 Response Header 中 Expires 的时刻，断定射中了强缓存，会直接从浏览器缓存中加载资源，状况码 200，一起 Size 栏显现 momory cache 。
10 秒后加载该资源时，相同经过比对，发现超出过期时刻，则断定强缓存失效，会从头向服务端发送资源恳求，验证是否射中洽谈缓存。此次恳求会将缓存的 Response Header 中的 Last-Modified 值作为这次恳求头 If-Modified-Since 的值，服务端接纳恳求后，将恳求头中 If-Modified-Since 与所恳求资源的最终修正时刻比对，依据是否修正来断定是否过期 ，假如资源未修正则回来状况码 304 Not Modified，表明射中洽谈缓存；不然从头回来资源和 新的最终修正时刻。

缺陷

乍一看好像这样挺好的，没啥缺点，真的是这样吗？

为了便利测验洽谈缓存的缺陷，咱们直接封闭 cacheControl 强缓存，使用 Expires ，然后将强缓存设置为当时时刻之前，如此一来强缓存会一向过期：

app.use('/public', express.static(__dirname + '/public', {
    etag: false,
    cacheControl: false,
    lastModified: true,
    maxAge: 0,
    setHeaders: function (res, path, stat) {
        res.append('Expires', new Date(new Date().getTime() - 15 * 1000));
    }
}))

咱们刚刚说到，lastModified 表明的是资源的最终修正时刻，那么这个最终修正时刻必定精确更新吗？

咱们先右键特点看看 test.js 文件的最终修正时刻：

时刻是 22:21:06。再看看呼应头中 Last-Modified 的值：

这儿的时刻是 GMT 时刻 ，咱们是在东八区，因而需求加上 8 小时，即 14:21:06 + 8:00 也便是 22:21:06。

这么看来最终修正时刻是没问题的，接下来咱们来测验。

这是此刻 test.js 文件中的内容：

// test.js
console.log(123);

接下来咱们进行修正，留意不要保存：

// test.js
console.log(1234);

然后再修正回去，保存。

接下来咱们拜访 localhost:3000/public/index.html：

咱们惊讶的发现 test.js 的 文件内容没有修正 ，可是 Last-Modified 的值变了，而且状况码回来 200，咱们再次改写后状况码又变成 304，也便是射中了洽谈缓存。

有的小伙伴说：那你的确便是改了文件啊，“最终修正时刻”变了不应该吗？

没错，逻辑没缺点，可是它现已不符合咱们的需求了 —— 缓存资源 。咱们想想为什么要缓存资源？因为它 内容没变化 ，所以咱们不应该让服务器回来咱们恳求的资源的。test.js 的文件内容并没有变化，从需求上来看应该射中洽谈缓存的，但是没有 。这便是 Last-Modified 这个形式的弊端了 —— 不行精确。

除此之外，假如在极短时刻内修正文件一起进行恳求，那么“最终修正时刻”也有或许没变。

ETag 和 If-None-Match

结论为先，ETag 会依据 文件的内容 + 文件修正时刻 生成一个 hash 值。

这个和 Last-Modified 的断定逻辑差不多，不赘述了：

需求留意的是，由于 ETag 是依据 文件的内容 + 文件修正时刻 生成的 hash 值，因而 Last-Modified 的缺陷它也有 —— 文件内容不变但 ETag 的值变了，缓存失效。

可是最少它能解决 Last-Modified 的另一个缺陷。

小结

强缓存未射中时，会进行洽谈缓存断定，假如洽谈缓存射中，则状况码为 304 Not Modified。洽谈缓存未射中，则回来资源，一起更新对应的呼应头。
Last-Modified 是依据恳求头中 If-Modified-Since 的值与资源的最终修正时刻来断定是否射中洽谈缓存的，容易误判。
ETag 是依据恳求头中 If-None-Match 的值与资源生成的 hash 值来断定是否射中洽谈缓存的。

流程图

结束语

本文就到此结束了，信任这么一番操作后，咱们对浏览器缓存的了解更加深刻了。

假如小伙伴们有其他想法，欢迎留言，让咱们一起学习进步。

假如文中有不对的地方，或是咱们有不同的见解，欢迎指出。

假如咱们觉得所有收成，欢迎一键三连。

「代码实操」从根儿上理解浏览器缓存

前言

建立 express 服务端

三部曲运行服务器

打印恳求资源途径

静态文件映射

功用测验

强缓存

Expires

测验

缺陷

Cache-Control

测验

Cache-Control 和 Expires 的优先级

小结

洽谈缓存

Last-Modified 和 If-Modified-Since

测验

缺陷

ETag 和 If-None-Match

小结

流程图

结束语

作者信息

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「代码实操」 从根儿上理解浏览器缓存

前言

建立 express 服务端

三部曲运行服务器

打印恳求资源途径

静态文件映射

功用测验

强缓存

Expires

测验

缺陷

Cache-Control

测验

Cache-Control 和 Expires 的优先级

小结

洽谈缓存

Last-Modified 和 If-Modified-Since

测验

缺陷

ETag 和 If-None-Match

小结

流程图

结束语

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