缓存那点事

一、前端缓存和后端缓存区别

基本的网络请求就是三个步骤:请求,处理,响应。

后端缓存:主要集中于“处理”步骤,通过保留数据库连接,存储处理结果等方式缩短处理时间,尽快进入“响应”步骤。

前端缓存则可以在剩下的两步:“请求”和“响应”中进行。在“请求”步骤中,浏览器也可以通过存储结果的方式直接使用资源,直接省去了发送请求;而“响应”步骤需要浏览器和服务器共同配合,通过减少响应内容来缩短传输时间。

二、按缓存位置分类

它们的优先级是:(由上到下寻找,找到即返回;找不到则继续)

  1. Service Worker
  2. Memory Cache
  3. Disk Cache
  4. 网络请求

memory cache

 memory cache 是内存中的缓存,(与之相对 disk cache 就是硬盘上的缓存)。按照操作系统的常理:先读内存,再读硬盘。

disk cache

disk cache 也叫 HTTP cache,顾名思义是存储在硬盘上的缓存,因此它是持久存储的,是实际存在于文件系统中的。而且它允许相同的资源在跨会话,甚至跨站点的情况下使用,例如两个站点都使用了同一张图片。

disk cache 会严格根据 HTTP 头信息中的各类字段来判定哪些资源可以缓存,哪些资源不可以缓存;哪些资源是仍然可用的,哪些资源是过时需要重新请求的。当命中缓存之后,浏览器会从硬盘中读取资源,虽然比起从内存中读取慢了一些,但比起网络请求还是快了不少的。绝大部分的缓存都来自 disk cache。

Service Worker

上述的缓存策略以及缓存/读取/失效的动作都是由浏览器内部判断 & 进行的,我们只能设置响应头的某些字段来告诉浏览器,而不能自己操作。举个生活中去银行存/取钱的例子来说,你只能告诉银行职员,我要存/取多少钱,然后把由他们会经过一系列的记录和手续之后,把钱放到金库中去,或者从金库中取出钱来交给你。

但 Service Worker 的出现,给予了我们另外一种更加灵活,更加直接的操作方式。依然以存/取钱为例,我们现在可以绕开银行职员,自己走到金库前(当然是有别于上述金库的一个单独的小金库),自己把钱放进去或者取出来。因此我们可以选择放哪些钱(缓存哪些文件),什么情况把钱取出来(路由匹配规则),取哪些钱出来(缓存匹配并返回)。当然现实中银行没有给我们开放这样的服务。

Service Worker 能够操作的缓存是有别于浏览器内部的 memory cache 或者 disk cache 的。我们可以从 Chrome 的 F12 中,Application -> Cache Storage 找到这个单独的“小金库”。除了位置不同之外,这个缓存是永久性的,即关闭 TAB 或者浏览器,下次打开依然还在(而 memory cache 不是)。有两种情况会导致这个缓存中的资源被清除:手动调用 API cache.delete(resource) 或者容量超过限制,被浏览器全部清空。

如果 Service Worker 没能命中缓存,一般情况会使用 fetch() 方法继续获取资源。这时候,浏览器就去 memory cache 或者 disk cache 进行下一次找缓存的工作了。注意:经过 Service Worker 的 fetch() 方法获取的资源,即便它并没有命中 Service Worker 缓存,甚至实际走了网络请求,也会标注为 from ServiceWorker。这个情况在后面的第三个示例中有所体现。

请求网络

如果一个请求在上述 3 个位置都没有找到缓存,那么浏览器会正式发送网络请求去获取内容。之后容易想到,为了提升之后请求的缓存命中率,自然要把这个资源添加到缓存中去。具体来说:

  1. 根据 Service Worker 中的 handler 决定是否存入 Cache Storage (额外的缓存位置)。
  2. 根据 HTTP 头部的相关字段(Cache-controlPragma 等)决定是否存入 disk cache
  3. memory cache 保存一份资源 的引用,以备下次使用。

参考学习地址:https://github.com/easonyq/easonyq.github.io/blob/master/%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E8%AE%B0%E5%BD%95/others/cache.md

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