HTTP1.1缓存策略

　　以下是一幅虽然信息包含量有限、但足够以最简洁的方式说明了“什么是HTTP1.1缓存策略”的图

　 缓存和缓存策略

　　web缓存（web cache）或代理缓存（proxy cache）是一种特殊的HTTP代理服务器。缓存减少了冗余数据的传输、缓解带宽瓶颈、

　　降低距离时延。

　　缓存策略就是在采用缓存的情况，client、proxy cache、server三者是如何协同工作，实现正确且快速的数据传递。

　　在介绍缓存策略前，我们需要先明确的概念

　（a）缓存命中

　（b）缓存未命中

　（c）缓存再验证命中

　　出现以上三种情况的原因是缓存是否有效。很明显，当缓存有效的时候，我们肯定希望从缓存中获得数据，那怎么判断缓存是否有效呢？这就是接下来需要讨论的问题——新鲜度检测。与之相关的是两个很重要的头部，Expires和Cache-control:max-age，其中Expires来自http/1.0+，Cache-Control来自http/1.1。其中Cache-Control：max-age定义了文档的使用期，是一个相对时间，如Cache-Control：max-age=3600，单位为秒；Expires指定的是一个绝对时间。很明显相对时间比绝对时间靠谱多了。因为绝对时间是依赖于计算机时钟的设定的。但是很多时候两者都被设定了，主要原因是有些客户端不支持http/1.1，无法识别Cache-Control，这是一种兼容策略。当然，Expires和Cache-control同时存在的时候，Cache-Control的优先级是高于Expires的。

　　

　　我们还需要明确的一点就是——当文档在过期时间以内的时候，文档时新鲜的，即缓存和原始服务的数据是相吻合的，这一点我们承认，但是单单一个Expires或者是Cache-Control头部就说明缓存已经和原始服务器数据出现偏差，呈现无效状态，这种说法显然是欠考虑的。在文档过期时，缓存可以问下原始服务器，文档在某段时间后有没有发生变化，如果内容没有变化，缓存只要获取一个新的过期时间，重新标识缓存为有效，并将缓存中的数据响应给客户端，这就是缓存再验证命中；而如果缓存内容发生了变化，缓存需要得到新的数据信息，更新旧缓存，并将新的数据响应给客户端，这就是缓存未命中。~而这种缓存向原始服务器询问，就是“服务器再验证”。

 

　　与“服务器再验证”相关的最有用的头部是If-Modified-Since:<date>和If-None-Match:<tags>　　

　　If-Modified-Since和Last-Modified服务器响应首部

　　当缓存要对已缓存的文档进行再验证时，就会包含一个If-Modified-Since首部，其中有最后修改已缓存副本的日期，如果在此期间内容被修改，最后的修改日期就会有所不同，原始服务器就会返回新的文档以及一个新的过期时间；否则返回一个304 NOT Modified的响应，没有文档主体返回，但会返回一个新的过期时间。

　　If-None-Match实体标签再验证

　　If-None-Match的存在是因为If-Modify-Since仅仅以文档最后修改的时间为依据进行判断是够的。以下情况在合理的需求范围之内的，比如：

　　1.  有些文档可能被周期性的重写，但是数据可能是一样的，这样虽然文档的内容没有发生变化，但是文档的修改时间却发生了变化。

　　2.  有些文档虽然修改了，但是修改并不重要，因此不需要更新所有的缓存。

　　3.  有些服务器无法准确的判断文档的最后修改时间或无法正确的支持If-Modified-Since(比如，有的服务器是使用日期的字符串匹配比较而不是日期比较)

　　4.  对于文档变化小于1s的实时监控类应用，1s的粒度太大，需要更加精细的粒度控制。

　　Etag标签作为文档的版本号、序列号、指纹或者校验信息等参与再验证，并且Etag可以有多个。当第一次访问文档时，服务响应会包含ETag信息，然后之后再客户端请求时就会将最近的Etag信息添加到If-None-Match中，如果Etag匹配，服务器就会响应304 NOT Modified，否则服务器会返回新的文档和新的Etag。

 　有关缓存的其它头部信息：Cache-Control、Pragma

　　Cache-Control

　　cache-control作为请求头部的一部分时，可取的值为：max-age、max-stale、min-fresh、no-cache、no-store、no-transform、only-if-cached

　　max-age：如果指定max-age的值，那么在此值内的时间里是不会重新访问原始服务器的。比如，Cache-Control:max-age=5，表示当访问此网页后的5秒内不会再次访问服务器；

　　max-stale：客户端可以接受这个超过新鲜度的响应对象，但是前提条件是该响应时间的过期时间必须小于max-stale；

　　min-fresh：接受其新鲜生命期大于其当前age+min-fresh值的缓存对象；

　　no-cache：不是说不被缓存，而是会被缓存，只不过每次在向客户端提供响应数据时，缓存都要向原始服务器再验证缓存的有效性；

　　no-store：响应不被缓存；

　　no-transform：RFC里面的原话叫做“The no-transform” request directive indicates that an intermediary(whether or not it implements a cache) MUST NOT transfor the payload"。 当指定了该字段后，中间任何环节都不能再修改有效载荷。=。=其实我不太明白，不过脑子里有点印象，代理可以修改http头部，可能指的就是这个，待考证。。。。

　　only-if-cached：客户端希望响应来自缓存；所以作为响应有两种结果，一种是来自缓存的数据，一种是504响应；

　　cache-control作为响应头部的一部分时，可取的值为：must-revalidate、no-cache、no-store、no-transform、public、private、proxy-revalidate、max-age、s-maxage。

　　must-revalidate：缓存必须在向原始服务器再验证成功之后才可以再使用，否则将会响应504；

　　public：任何缓存代理都可以缓存服务器的响应；

　　private：响应针对私人用户，不能被共有缓存代理缓存下来；

　　proxy-revalidate：同样要求向原始服务器再验证，但是对私有缓存无效；

　　s-maxage：同max-age，但他只用于共享缓存；

　　Pragma

　　跟Cache-Control:no-cache相同,Pramma: no-cache兼容http 1.0，Cache-Control:no-cache是http1.1提供的。因此，Pragma:no-cache可以应用到http1.0和http1.1，而Cache-Control:no-cache只能应用于http1.1。　　

 

　　有没有想过，我们讨论都是http/1.1的策略，假如我们的策略碰上了一个老服务器、老客户端，会发生什么情况呢？本着一个原则，坚决不返回错误信息，以牺牲效率保证正确性。　　

　　

　　如果撇开细节不谈，缓存策略总结起来就是：实现client、cache、server三者之间最有效、最对等的信息交流。最有效包括时间有效、准确性的有效，时间的有效通过最大限度的利用缓存，减少交流成本（新鲜度检测时，只需要发送头部信息，只有的实在很必要的时候才发送文档主体，减少通信的数据传输量就是依照这个原则）以实现；准确性的有效同样是采用新鲜度检测的措施；最对等的信息交流就是server返回一个头部信息、client要有相应的头部信息最为响应发回。