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缓存

缓存控制是网站性能优化中至为常见及重要的一环，好的缓存控制，除了使网站在性能方面有所提升，在财务方面也有重要提升: 更好的缓存策略意味着更少的请求，更少的流量，更少的峰值带宽，从而节省一大笔服务器或者 CDN 的费用。

缓存控制策略就是 http caching 的策略，化繁为简，最有效的策略往往是很简单的。在最简单的粗略下，你对 http cache 只需要了解一个 Cache-Control 的头部。

一个较好的缓存策略只需要两部分，而它们只需要通过 Cache-Control 控制：

  • 带指纹资源: 永久缓存
  • 非带指纹资源: 每次进行新鲜度校验

带指纹资源: 永久缓存​

Cache-Control: public,max-age=31536000,immutable

天下武功，无坚不摧，唯快不破。资源请求最快的方式就是不向服务器发起请求，通过以上响应头可以对资源设置永久缓存。

静态资源带有 hash 值，即指纹 对资源设置一年过期时间，即 31536000，一般认为是永久缓存 在永久缓存期间浏览器不需要向服务器发送请求 那为什么带有 hash 值的资源可以永久缓存呢？

因为该文件的内容发生变化时，会生成一个带有新的 hash 值的 URL。 前端将会发起一个新的 URL 的请求。

非带指纹资源: 每次进行新鲜度校验​

Cache-Control: no-cache
Etag: helloshanyue

由于不带有指纹，每次都需要校验资源的新鲜度。(从缓存中取到资源，可能是过期资源) 如果校验为最新资源，则从浏览器的缓存中加载资源 index.html 为不带有指纹资源，如果把它置于缓存中，则如何保证服务器刷新数据时，被浏览器可以获取到新鲜的资源？

因此，使用 Cache-Control: no-cache 时，客户端每次对服务器进行新鲜度校验。

即使每次校验新鲜度，也不需要每次都从服务器下载资源: 如果浏览器/CDN 上缓存经校验没有过期。这被称为协商缓存，此时 http 状态码返回 304，指 Not Modified，即没有变更。

幸运的是，关于协商缓存，你无需管理，也无需配置， nginx 或者一些 OSS 都会自动配置协商缓存。

而对于协商缓存，也有它们自己的算法，协商缓存的背后基于响应头 Last-Modified/ETag。浏览器每次请求资源时，会携带上次服务器响应的 ETag/Last-Modified 作为标志，与服务端此时的 ETag/Last-Modified 作比较，来判断内容更改。

http 响应头中的 ETag 值是如何生成的？

而在操作系统底层，Last-Modified 往往通过文件系统(file system)中的 mtime 属性生成。而 ETag 提供比 Last-Modified 更精细的检验粒度，由文件内容的 hash 或者 mtime/size 生成。

为你的资源添加 Cache-Control 响应头​

如果不添加 Cache-Control 这个响应头会怎么样？

是不是每次都会自动去服务器校验新鲜度，很可惜，不是。 此时会对资源进行强制缓存，而对不带有指纹信息的资源很有可能获取到过期资源。 如果过期资源存在于浏览器上，还可以通过强制刷新浏览器来获取最新资源。但是如果过期资源存在于 CDN 的边缘节点上，CDN 的刷新就会复杂很多，而且有可能需要多人协作解决。

那默认的强制缓存时间是多少

首先要明确两个响应头代表的含义：

Date: 指源服务器响应报文生成的时间，差不多与发请求的时间等价 Last-Modified: 指静态资源上次修改的时间，取决于 mtime LM factor 算法认为当请求服务器时，如果没有设置 Cache-Control，如果距离上次的 Last-Modified 越远，则生成的强制缓存时间越长。

用公式表示如下，其中 factor 介于 0 与 1 之间：

MaxAge = (Date - LastModified) * factor

Bundle Splitting：尽量减少资源变更​

得益于单页应用与前端工程化的发展，经过打包后，基本上所有资源都是带有指纹信息的，这意味着所有的资源都是能够设置永久缓存。打包策略如下图所示：

缓存控制策略

但仅仅如此了吗？

如果你所有的 js 资源都打包成一个文件，它确实有永久缓存的优势。

但是当有一行文件进行修改时，这一个大包的指纹信息发生改变，永久缓存失效。

所以我们现在需要做到的是：当修改文件后，造成最小范围的缓存失效。

使用 webpack 把资源打包为多个 chunk，可

如典型的三部分 chunk

  • webpack-runtime.chunk.js
  • vendor.chunk.js
  • main.chunk.js

如何避免 CDN 为 PC 端缓存移动端页面​

如果 PC 端和移动端是一套代码则不会出现这个问题。这个问题出现在 PC 端和移动端是两套代码，却共用一个域名。

使用 nginx 配置如下，根据 UA 判断是否移动端，而走不同的逻辑 (判断 UA 是否移动端容易出问题)

location / {
    // 默认 PC 端
    root /usr/local/website/web;

    # 判断 UA，访问移动端
    if ( $http_user_agent ~* "(Android|webOS|iPhone|iPad|BlackBerry)" ){
        root /usr/local/website/mobile;
    }

    index index.html index.htm;
}

解决方案通常使用 Vary 响应头，来控制 CDN 对不同请求头的缓存。

此处可以使用 Vary: User-Agent ，代表如果 User-Agent 不一样，则重新发起请求，而非从缓存中读取页面

Vary: User-Agent

当然，User-Agent 实在过多，此时缓存失效就会过多。

但最好不要出现这种情况，PC 端和移动端如果是两套代码，建议用两个域名，理由如下

  • nginx 判断是否移动端容易出错
  • 对缓存不友好