网站搭建平台都有哪些,淘宝做基础销量网站,全国最新实时大数据,网站开发实现前后端分离在HTTP缓存策略中#xff0c;强缓存和协商缓存是两种常用的机制#xff0c;用于减少数据传输和提高网页加载速度。它们通过在客户端和服务器之间建立缓存来避免不必要的网络请求#xff0c;从而优化性能并提高用户体验。本文将详细介绍这两种缓存策略的原理、优势和适用场景…在HTTP缓存策略中强缓存和协商缓存是两种常用的机制用于减少数据传输和提高网页加载速度。它们通过在客户端和服务器之间建立缓存来避免不必要的网络请求从而优化性能并提高用户体验。本文将详细介绍这两种缓存策略的原理、优势和适用场景并提供一些最佳实践建议。
✅强缓存(Strong Cache / Local Cache)
强缓存是一种预先设定缓存时间的机制允许浏览器在设定的时间内直接使用本地缓存数据而无需向服务器发送请求。强缓存通过在HTTP响应头中设置Expires和Cache-Control字段来实现。
核心理念
不用问服务器直接用自己的 浏览器在发起请求前先检查本地是否有缓存副本并判断该副本是否还在有效期内。如果有效则完全不发送任何请求到服务器直接从本地缓存中读取资源。这是速度最快、对服务器压力最小的缓存方式。
实现方式
主要通过 HTTP 响应头设置有效期,即HTTP Header 中的 Expires 或 Cache-Control
Expires字段
指定资源的过期时间是一个绝对时间点。例如Expires: Wed, 21 Oct 2023 07:28:00 GMT。
该字段指定了缓存数据的过期时间浏览器在过期时间之前不会向服务器发送请求。
需要注意的是Expires字段基于服务器的时间因此如果服务器时间不准确可能会导致缓存失效。
Cache-Control字段
该字段提供了更强大和灵活的缓存控制功能。
通过设置不同的指令如max-age、no-cache、no-store等可以控制缓存的行为。
其中max-age指令指定了缓存数据的最大有效期no-cache指令表示需要向服务器进行验证而no-store指令则禁止浏览器存储任何数据。
常用的属性有 max-age以秒为单位指定资源的有效期。例如Cache-Control: max-age31536000 表示资源在 31536000 秒内1 年有效。
强缓存的优势在于它能够显著减少不必要的网络请求提高网页加载速度。
然而它也存在一些局限性。例如当缓存数据过期时浏览器仍然需要向服务器发送请求进行验证。此外对于动态内容或需要根据用户个性化设置的内容强缓存可能不是最佳选择。
强缓存案例
浏览器发起请求
1.用户访问页面需要加载 logo.png
2.示例请求: GET /static/logo.png
检查缓存头
// 可能的响应头示例
HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: max-age31536000 // 1年有效期
Expires: Wed, 21 Oct 2026 07:28:00 GMT
Content-Type: image/png
缓存验证决策树
强缓存命中场景
✅ 内存缓存: Status: 200 (from memory cache) (小文件/高频访问资源)
✅ 磁盘缓存: Status: 200 (from disk cache) (大文件/低频访问资源)
强缓存未命中场景
❌ 首次访问: 无缓存记录
❌ 缓存过期: max-age/Expires超时
❌ 用户强制刷新: CtrlF5
关键特征流程
1.时间轴对比
资源获取时间点: [2025-06-14 10:00:00]
max-age: 31536000秒 (1年)
────●───────────────────────────────●──── 时间线获取时间 过期时间2025-06-14 10:00:00 2026-06-14 10:00:00
2.缓存位置区分
┌──────────────────────────┐
│ Memory Cache │
│ (高频访问的小资源) │
│ ● logo.png (10KB) │
│ ● user-avatar.png (5KB) │
└──────────┬───────────────┘│
┌──────────▼───────────────┐
│ Disk Cache │
│ (低频访问的大资源) │
│ ● banner.jpg (2MB) │
│ ● video-intro.mp4 (8MB) │
└──────────────────────────┘
3.HTTP头对比表
类型示例值优先级Cache-Controlmax-age31536000, public高ExpiresWed, 21 Oct 2026 07:28:00 GMT低
4.强缓存完整流程图
✅协商缓存
协商缓存是一种基于请求和响应的缓存机制允许浏览器和服务器根据特定的规则和条件来确定是否使用缓存数据。协商缓存通过在HTTP请求和响应头中设置Etag和If-None-Match字段来实现。
协商缓存是在缓存过期后浏览器发送请求到服务器由服务器根据请求头中的特定字段判断资源是否更新。如果资源未更新服务器返回 304 Not Modified浏览器继续使用本地缓存
协商缓存核心理念 问问服务器我本地的这个副本还能不能用 当强缓存失效过期或者响应头明确要求使用协商缓存如 Cache-Control: no-cache时浏览器会向服务器发送一个请求。但这个请求不是直接要求完整资源而是携带一些“验证令牌”询问服务器我本地这个版本还新鲜吗 如果服务器判断资源没变就返回一个轻量级的 304 Not Modified 响应告诉浏览器“直接用你本地的吧”如果资源变了服务器就返回完整的 200 OK 响应和新资源。
协商缓存目标
在强缓存失效或不可用时避免传输未修改资源的完整内容只传输必要的头信息节省带宽
协商缓存实现方式
HTTP Header 中的 Last-Modified / If-Modified-Since 和 ETag / If-None-Match。 Last-Modified / If-Modified-Since
Last-Modified
服务器在响应中返回资源的最后修改时间。 If-Modified-Since
浏览器在请求中携带上次的 Last-Modified 值服务器根据此值判断资源是否更新。
Etag字段
该字段是一个由服务器生成的唯一标识符用于标识缓存数据的版本。当客户端向服务器发送请求时它会将Etag值包含在If-None-Match字段中。如果服务器判断客户端的Etag值与当前数据版本不一致则会返回新的数据否则服务器会返回一个304 Not Modified状态码表示客户端可以使用本地缓存数据。
If-None-Match字段
该字段用于在客户端向服务器发送请求时传递Etag值。通过比较客户端和服务器的Etag值服务器可以决定是否返回新的数据或让客户端使用本地缓存数据。
协商缓存的优势在于它能够更好地处理动态内容和用户个性化设置。
当数据发生更改时服务器会返回新的Etag值从而更新客户端的缓存数据。此外协商缓存还支持多级缓存代理的使用提高了缓存的效率和可靠性。
如果资源未修改服务器返回 304浏览器使用缓存,如果资源已修改服务器返回 200 和新的资源内容
协商缓存案例
验证流程 HTTP头交互示例
首次请求响应头
HTTP/1.1 200 OK
ETag: abc123
Last-Modified: Wed, 21 Oct 2025 07:28:00 GMT
Cache-Control: no-cache
Content-Type: application/json
条件请求头
GET /api/data.json HTTP/1.1
If-None-Match: abc123
If-Modified-Since: Wed, 21 Oct 2025 07:28:00 GMT
状态码说明
┌────────────┬─────────────────────────────────────┐
│ 状态码 │ 含义 │
├────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ 304 │ 资源未修改节省带宽 │
│ │ 响应头会更新缓存有效期 │
├────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ 200 │ 资源已修改返回完整数据 │
│ │ 更新本地缓存 │
└────────────┴─────────────────────────────────────┘ 时间线示意图
客户端缓存时间轴
[获取资源] [条件请求]2025-10-21 10:00 2025-10-22 10:00│ │└─────未修改────────┘服务器修改时间轴
[最后修改时间] [当前时间]2025-10-21 07:28 2025-10-22 07:28│ │└─────未触发更新─────┘
协商缓存完整流程图
协商缓存性能提示
-----------------------------
| 协商缓存优化点 |
| 1. 304响应仅传输约300B的头信息 |
| 2. 200响应平均节省60%带宽 |
| (相比无缓存重复传输完整数据) |
-----------------------------
✅强缓存和协商缓存关键点对比
关键区别总结
特性强缓存 (Strong Cache)协商缓存 (Conditional Cache)是否发请求不发请求 (直接本地读取)发请求 (带验证头询问服务器)目标完全避免网络交互避免传输未修改资源的完整内容 (节省带宽)关键头Cache-Control (max-age, public, private, immutable), ExpiresLast-Modified / If-Modified-Since, ETag / If-None-Match状态码200 (from disk/memory cache)304 (Not Modified) 或 200 (OK)速度最快 (零延迟)较快 (有验证请求的延迟但比传输完整资源快)服务器压力最小 (无请求)较低 (处理轻量级验证请求)更新及时性较低 (过期前用户看不到更新)较高 (每次过期都会检查服务器)典型配置Cache-Control: max-age31536000, immutable (带哈希的静态资源)Cache-Control: no-cache 或 Cache-Control: max-age0 ETag (需要及时更新的资源)
HTTP 状态码可视化
----------------------------------------
| 状态码 | 含义 |
----------------------------------------
| 200 (from cache) | 强缓存命中 |
| 304 | 协商缓存未修改 |
| 200 | 全新资源 |
----------------------------------------
缓存头作用域
┌───────────────────────────────────────┐
│ Cache-Control 指令 │
├──────────────┬────────────────────────┤
│ public │ 允许所有缓存 │
│ private │ 仅浏览器缓存 │
│ max-age3600 │ 缓存1小时 │
│ immutable │ 永久强缓存 │
│ no-cache │ 强制协商缓存 │
│ no-store │ 禁用所有缓存 │
└──────────────┴────────────────────────┘
✅缓存位置 (Disk Cache vs. Memory Cache)
当浏览器决定使用缓存无论是强缓存还是协商缓存后的 304时资源可能来自 Memory Cache (内存缓存) 存储位置 RAM。 特点 读取极快但容量小生命周期短随 Tab 关闭或进程结束而释放。 常见资源 当前导航中已下载的子资源脚本、样式、图片特别是较小的、高频访问的资源。开发者工具中显示 (from memory cache)。 Disk Cache (磁盘缓存) 存储位置 硬盘。 特点 读取相对慢但仍远快于网络容量大生命周期长可跨会话、跨重启。 常见资源 大文件如较大的 JS/CSS、图片、字体、访问频率较低的文件、设置了长时间 max-age 或 immutable 的文件。开发者工具中显示 (from disk cache) 或 (from ServiceWorker)如果通过 Service Worker 缓存。
浏览器根据自身算法资源大小、使用频率、可用内存等决定将资源放入 Memory Cache(内存缓存) 还是 Disk Cache(磁盘缓存)。开发者通常无法直接控制。
在实际应用中强缓存和协商缓存可以结合使用以充分利用它们的优点。例如对于静态资源如图片、CSS和JavaScript文件可以使用强缓存来减少不必要的网络请求而对于动态内容和用户个性化设置可以使用协商缓存来确保数据的实时性和准确性。
✅实践建议与注意事项
对静态资源使用强缓存 内容哈希 这是性能优化的黄金法则。给文件名添加内容哈希如 app.[contenthash:8].js。设置很长的 max-age (如一年 max-age31536000) 或 immutable。文件内容变哈希变URL变浏览器自动请求新文件。
对 HTML 文件谨慎使用强缓存 HTML 是入口文件通常需要及时更新。可以
设置较短的 max-age (如几分钟 max-age300) 或 no-cache ETag。这样用户刷新能看到更新。
或者完全 no-store (但牺牲了性能)。
或者利用服务器配置如 nginx 的 expires -1设置 Cache-Control: no-cache。
优先使用 Cache-Control 而非 Expires max-age 更精确可靠。
优先使用 ETag 而非 Last-Modified ETag 更精确能避免时间戳问题。
理解 no-cache 和 no-store 的区别 no-cache 不是不缓存是强制验证。no-store 才是真正的不缓存。
利用 Vary 头处理内容协商 如果资源内容会根据请求头如 Accept-Language, User-Agent) 变化使用 Vary 头告知缓存系统哪些请求头会影响响应内容。例如 Vary: User-Agent。
调试工具 浏览器开发者工具 (F12) 的 Network 面板是调试缓存行为的关键
查看请求和响应的完整 Headers (Cache-Control, ETag, Last-Modified, Expires)。
观察 Status 列 (200, 304, 200 (from cache))。
观察 Size 列 ((from disk cache), (from memory cache), 实际字节数)。
勾选 Disable cache 选项可完全禁用缓存用于开发调试。
服务器配置 缓存策略主要在服务器端配置Web 服务器如 Nginx/Apache或应用框架中间件。
Nginx 配置静态资源强缓存示例
location ~* \.(js|css|png|jpg|jpeg|gif|ico|svg|woff|woff2|ttf|eot)$ {expires 1y; # 设置 Expires 头 (一年)add_header Cache-Control public, max-age31536000, immutable; # 更优的 Cache-Control
}
Nginx 配置 HTML 协商缓存示例
location / {# ... other config ...add_header Cache-Control no-cache; # 或 max-age0etag on; # 启用 ETag 生成# 通常 also_last_modified on; 是默认的但明确 ETag 优先
}
用户行为影响 正常导航/跳转 遵循缓存策略。 地址栏回车 浏览器通常会发送请求可能触发协商缓存 (If-None-Match/If-Modified-Since)但可能使用较新的本地缓存副本如果可用且未过期。 刷新 (F5 / CtrlR / 浏览器刷新按钮) 浏览器通常会发送请求且可能在请求头中添加 Cache-Control: max-age0 或 Pragma: no-cache跳过强缓存检查直接触发协商缓存。 强制刷新 (CtrlF5 / CmdShiftR / 清除缓存并硬性重新加载) 浏览器在请求头中添加 Cache-Control: no-cache 和 Pragma: no-cache跳过所有缓存强缓存和协商缓存强制从服务器下载完整新资源。同时清除当前页面的本地缓存仅对该次请求有效
使用顺序
浏览器首先查看资源是否命中强缓存如果命中则直接使用缓存不发送请求。如果强缓存未命中浏览器会发送请求到服务器进入协商缓存流程。服务器根据请求头判断资源是否更新返回 304 或新的资源。浏览器根据服务器响应决定使用缓存或更新缓存。
✅对比总结
通过理解强缓存和协商缓存的原理、优势和适用场景我们可以更好地优化网页性能和改善用户体验。在实际应用中根据不同的需求选择合适的缓存策略是非常重要的。
对于静态资源强缓存是一种有效的优化手段
而对于动态内容和用户个性化设置协商缓存则提供了更好的解决方案。
同时结合使用这两种缓存策略可以进一步提高网页加载速度和响应能力。 强缓存 快如闪电过期前不问服务器。靠 Cache-Control (尤其是 max-age) 和 Expires 控制。 协商缓存 过期后问服务器“还能用吗”。靠 ETag/If-None-Match (推荐) 和 Last-Modified/If-Modified-Since 配合工作。304 表示能用200 表示要下载新的。 核心策略 带指纹内容哈希的静态资源用强缓存长 max-age/immutableHTML 文件用协商缓存no-cache ETag。 调试 浏览器 Network 面板是你的好朋友。 配置 在服务器端Nginx/Apache/应用服务器设置正确的响应头 ✅HTTP 状态码与缓存类型对照表
强缓存和协商缓存在浏览器开发者工具中的可视化差异对比
特征项强缓存 (200 from cache)协商缓存 (304 Not Modified)状态码显示200 (灰色) 且显示 (from disk cache) 或 (from memory cache)304 (浅蓝色)Size 列显示缓存来源 如 disk cache/memory cache显示实际传输大小 通常几百字节仅头信息请求头无 If-None-Match/If-Modified-Since必含以下之一 • If-None-Match: ETag • If-Modified-Since: 时间响应头无 ETag/Last-Modified直接从本地读取包含 • ETag即使未修改 • Last-Modified即使未修改时间消耗0ms无网络请求几毫秒~几百毫秒仅验证请求Waterfall 瀑布流无请求条目或显示灰色短条显示完整请求条但传输量极短触发条件Cache-Control: max-age 未过期Cache-Control: no-cache 或强缓存过期
