前端性能优化(Application Cache篇)

正巧看到在送书,于是乎找了找自己博客上记录过的一些东西来及其无耻的蹭书了~~~

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之前在segmentfault上刷问题看到一个关于manifest的问题,很好奇就研究了一下application cache。Application Cache是HTML5的新特性,允许浏览器在本地存储页面所需要的资源,使得页面离线也可以访问。之前研究的目的是为了在博客中使用,将一些不需要改动的CSS、JavaScript、图片文件离线缓存,这样加载速度必然飞起,希望能用在博客上,但是失败了,但还是记录一下学到的知识

Application Cache的配置文件

首先需要在服务器上建立一个文件,里面的内容确定了哪些文件需要缓存,哪些文件不需要,如果资源无法访问会使用什么页面等

这个文件一般为.appcache类型,称为缓存清单(cache manifest)文件,一个完整的缓存清单文件如下:

CACHE MANIFEST
# version xx.xx.xx
CACHE:
needBeCached.png
needBeCached2.js

NETWORK:
notNeedBeCached.html
notNeedBeCached2.css

FALLBACK:
/ 404.html

可以看到,文件的头部信息CACHE MANIFEST用来标注这个文件是缓存清单文件,其后一般情况下(最好是)跟着一行标明版本的注释,这行注释非常重要,将在后面文件加载部分详细介绍这行注释的重要性

CACHE部分

除了头部信息,这个缓存清单文件分为几部分,第一部分为CACHE部分:

CACHE:
needBeCached.png
needBeCached2.js

这一部分标注了哪些资源文件需要被缓存可以列出多个

如果有路径,如需要缓存blog下的blog.css文件,可以写成blog/blog.css

另外CACHE:可以被省略,让需要缓存的资源文件直接跟在注释之后

NETWORK部分

第二部分为NETWORK部分:

NETWORK:
notNeedBeCached.html
notNeedBeCached2.css

这一部分定义了哪些文件不需要缓存,这些文件需要与服务器连接

与CACHE一样,可以定义多个资源,而如果直接输入一个文件夹路径,也是合法的,比如/blog这样,blog文件夹下的所有文件都不会被缓存

可以使用通配符来,如除了上面CACHE中定义的资源,其他都必须与服务器连接:

NETWORK:
*

需要注意一点是,载有这个manifest文件的HTML文档将一定会缓存,这个会在后面再次提到

FALLBACK部分

第三部分为FALLBACK部分:

FALLBACK:
/ 404.html

这一部分指定了一个后备页面,当资源无法访问时,浏览器会使用该页面

同样可以定义多条记录,每条记录列出两个URI,一个表示资源,一个表示后备页面。需要注意的是两个资源文件都需要使用相对路径切与manifest文件同源

同样可以使用通配符

保存和引用manifest文件

manifest文件可以保存在服务器上,保存为.appcache后缀,但必须与应用本身同源。在HTML文档中,可以指定清单文件的相对路径和绝对URL。需要注意的是,manifest文件的MIME类型必须是text/cache-manifest

需要在HTML文档中引入manifest文件,可以使用类似如下代码:

<!doctype html>
<html manifest="manifest.appcache">
...
</html>

这样,HTML文档加载后,就会根据manifest.appcache的内容来缓存资源文件,在下次访问相同页面的时候,会直接使用缓存的资源文件来进行加速

缓存和加载机制

在第一次访问时,浏览器加载完HTML文档后,会查看其是否有引入manifest文件。若引入,则加载manifest文件,然后根据manifest的文件内容进行资源的缓存,并缓存当前文档

之后访问,浏览器首先会查看manifest文件是否被修改(无论是内容还是注释),如果被修改,将当做第一次访问,重新根据manifest文件内容进行缓存

如果应用缓存存在,且manifest没有被修改,浏览器直接从缓存中加载文档(注意:加载文档)和资源,不会访问网络(注意:无论联网与否,都不会访问网络)

在缓存多个资源文件时,浏览器下载资源文件会先放在一个临时的缓存中,如果有任何一个资源文件下载失败,浏览器将停止其他缓存资源的下载,并清除临时缓存。如果所有资源文件都被成功下载,浏览器将会把这些资源文件以及引用manifest文件的HTML文档移动到永久离线缓存中

满满的都是坑

一些小坑

  1. 需要注意的是manifest文件放在服务器上,MIME类型必须是text/cache-manifest,如果使用 Apache,需要修改.htaccess文件。IE下默认application/octet-stream,需要在服务器指定
  2. 每个需要缓存的页面的html都需要加入manifest属性
  3. 不要将manifest文件本身加入缓存,如果加入,浏览器将不会检测到服务器上manifest的更新,页面版本将万年不变
  4. 不要以为一个资源文件加载失败,其他文件就会被缓存,原因参见缓存和加载机制的最后一段

一些大坑

  1. 在manifest文件中定义的资源全部被成功加载后,这些资源文件连同引用manifest文件的HTML文档一并被移动到永久离线缓存中。所以如果想只缓存js、css、图片等文件,而不希望缓存HTML文档以保持获得最新内容的情况来说,这就是个大坑
  2. 根据Application Cache的加载机制,如果仅仅修改资源文件的内容(没有修改资源文件的路径或名称),浏览器将直接从本地离线缓存中获取资源文件。所以在每次修改资源文件的同时,需要修改manifest文件,以触发资源文件的重新加载和缓存。这其中,最有效的方式是修改manifest文件内部的版本注释(所以说那句注释相当重要)
  3. 如果资源没有被缓存,在而没有设置NETWORK的情况下,将会无法加载(浏览器不会去网络上进行加载),所以需要使用通配符来表明除了CACHE中确定的资源以外,其他资源都需要去网络上加载

使用iframe来避开一号坑?

网上传言避开一号坑的方法是使用iframe来指定需要缓存的资源,而避开HTML文档的缓存。具体做法是在HTML中嵌入一个iframe,iframe中的页面的HTML标签包含manifest属性引用manifest文件,里面定义了需要缓存的文件。这样就会只缓存iframe中的HTML文档,而持续更新主页面:

<!doctype html>
<html lang="zh">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>主页面</title>
    <link rel="stylesheet" href="css/style.css">
    <script src="js/javascript.js"></script>
</head>
<body>
    <iframe src="cache.html"></iframe>
</body>
</html>

可以看到,主页面的html标签中,并没有引入manifest文件。只是在其中加载了一个iframe,而这个iframe所加载的页面文档如下:

<!DOCTYPE html>
<html manifest="manifest.appcache">
<head>
    <meta charset=utf-8 />
    <title>缓存页面</title>
</head>
<body>
</body>
</html>

缓存页面中引入了manifest文件,这样浏览器就会缓存manifest文件中定义的资源列表,比如这里manifest文件的内容如下:

CACHE MANIFEST
# VERSION 1.0

CACHE:
css/someStyle.css
js/someJavaScript.js

NETWORK:
*

在chrome中运行,可以在命令行中看到如下效果:

Creating Application Cache with manifest http://localhost:8000/manifest.appcache
Application Cache Checking event
Application Cache Downloading event
Application Cache Progress event (0 of 2) http://localhost:8000/css/someStyle.css
Application Cache Progress event (1 of 2) http://localhost:8000/js/someJavaScript.js
Application Cache Progress event (2 of 2)
Application Cache Cached event 

浏览器缓存了manifest文件中定义的资源文件,其实同时还缓存了iframe中的缓存页面的文档,但不会缓存主页面,修改一下主页面,并按F5刷新

Document was loaded from Application Cache with manifest http://localhost:8000/manifest.appcache
Application Cache Checking event
Application Cache NoUpdate event 

可以看到主页面被更新了,但是someStyle.css和someJavaScript.js文件依旧从网络上加载了,而没有从cache中加载。打开chrome的chrome://appcache-internals/可以看到,里面cache.html、someStyle.css、someJavaScript.js确实被缓存了,去掉NETWORK段,结果也是一样

Flags       URL                                         Size (headers and data)
Master,     http://localhost:8000/cache.html            388 B
Explicit,   http://localhost:8000/css/someStyle.css     228 B
Explicit,   http://localhost:8000/js/someJavaScript.js  244 B
Manifest,   http://localhost:8000/manifest.appcache     316 B

在firefox、opera上测试也是一样,虽然被缓存了,但依旧会从网络上加载,而iframe的解答方法也是2011~2012年左右提出的,后来就没有相关文章了,估计已经彻底失效了

总结

Application主要是为了构建离线缓存,使得页面在离线模式下也能浏览。这比较适合一些页面上的应用以及静态的不经常变更的页面。其会缓存载体页面也是由于其机制。如果上面iframe机制实现有错误,或是有其他方法只缓存资源不缓存HTML文档,请联系我

参考资料

使用应用缓存

Application Cache 就是个坑

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