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头图

前言

大家好,我是林三心,用最通俗易懂的话讲最难的知识点是我的座右铭,基础是进阶的前提是我的初心

背景

无论是开发中或者是面试中,HTTP缓存都是非常重要的,这体现在了两个方面:

  • 开发中:合理利用 HTTP缓存 可以提高前端页面的性能
  • 面试中 HTTP缓存 是面试中的高频问点

所以本篇文章,我不讲废话,我就通过 Nodejs 的简单实践,给大家讲最通俗易懂的HTTP缓存,大家通过这篇文章一定能了解掌握它!!!

前置准备

准备

  • 创建文件夹 cache-study ,并准备环境

    npm init
  • 安装 Koa、nodemon

    npm i koa -D
    npm i nodemon -g
  • 创建 index.js、index.html、static文件夹
  • index.html

    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
    <link rel="stylesheet" href="./static/css/index.css">
    </head>
    <body>
    <div class="box">
    
    </div>
    </body>
    </html>
  • static/css/index.css

    .box {
    width: 500px;
    height: 300px;
    background-image: url('../image/guang.jpg');
    background-size: 100% 100%;
    color: #000;
    
    }
  • static/image/guang.jpg

  • index.js

    const Koa = require('koa')
    const fs = require('fs')
    const path = require('path')
    const mimes = {
    css: 'text/css',
    less: 'text/css',
    gif: 'image/gif',
    html: 'text/html',
    ico: 'image/x-icon',
    jpeg: 'image/jpeg',
    jpg: 'image/jpeg',
    js: 'text/javascript',
    json: 'application/json',
    pdf: 'application/pdf',
    png: 'image/png',
    svg: 'image/svg+xml',
    swf: 'application/x-shockwave-flash',
    tiff: 'image/tiff',
    txt: 'text/plain',
    wav: 'audio/x-wav',
    wma: 'audio/x-ms-wma',
    wmv: 'video/x-ms-wmv',
    xml: 'text/xml',
    }
    
    // 获取文件的类型
    function parseMime(url) {
    // path.extname获取路径中文件的后缀名
    let extName = path.extname(url)
    extName = extName ? extName.slice(1) : 'unknown'
    return mimes[extName]
    }
    
    // 将文件转成传输所需格式
    const parseStatic = (dir) => {
    return new Promise((resolve) => {
      resolve(fs.readFileSync(dir), 'binary')
    })
    }
    
    const app = new Koa()
    
    app.use(async (ctx) => {
    const url = ctx.request.url
    if (url === '/') {
      // 访问根路径返回index.html
      ctx.set('Content-Type', 'text/html')
      ctx.body = await parseStatic('./index.html')
    } else {
      const filePath = path.resolve(__dirname, `.${url}`)
      // 设置类型
      ctx.set('Content-Type', parseMime(url))
      // 设置传输
      ctx.body = await parseStatic(filePath)
    }
    })
    
    app.listen(9898, () => {
    console.log('start at port 9898')
    })

    启动页面

    现在你可以在终端中输入 nodemon index ,看到下方的显示,则代表成功启动了服务

此时你可以在浏览器链接里输入 http://localhost:9898/ ,打开看到如下页面,则代表页面访问成功!!!

HTTP缓存种类

HTTP缓存 常见的有两类:

  • 强缓存 :可以由这两个字段其中一个决定

    • expires
    • cache-control(优先级更高)
  • 协商缓存 :可以由这两对字段中的一对决定

    • Last-Modified,If-Modified-Since
    • Etag,If-None-Match(优先级更高)

强缓存

接下来我们就开始讲强缓存

expires

我们只需设置响应头里 expires 的时间为 当前时间 + 30s 就行了

app.use(async (ctx) => {
  const url = ctx.request.url
  if (url === '/') {
    // 访问根路径返回index.html
    ctx.set('Content-Type', 'text/html')
    ctx.body = await parseStatic('./index.html')
  } else {
    const filePath = path.resolve(__dirname, `.${url}`)
    // 设置类型
    ctx.set('Content-Type', parseMime(url))
    // 设置 Expires 响应头
    const time = new Date(Date.now() + 30000).toUTCString()
    ctx.set('Expires', time)
    // 设置传输
    ctx.body = await parseStatic(filePath)
  }
})

然后我们在前端页面刷新,我们可以看到请求的资源的响应头里多了一个 expires 的字段

并且,在30s内,我们刷新之后,看到请求都是走 memory ,这意味着,通过 expires 设置强缓存的时效是30s,这30s之内,资源都会走本地缓存,而不会重新请求

注意点:有时候你Nodejs代码更新了时效时间,但是发现前端页面还是在走上一次代码的时效,这个时候,你可以把这个 Disabled cache 打钩,然后刷新一下,再取消打钩

cache-control

其实 cache-control expires 效果差不多,只不过这两个字段设置的值不一样而已,前者设置的是 秒数 ,后者设置的是 毫秒数

app.use(async (ctx) => {
  const url = ctx.request.url
  if (url === '/') {
    // 访问根路径返回index.html
    ctx.set('Content-Type', 'text/html')
    ctx.body = await parseStatic('./index.html')
  } else {
    const filePath = path.resolve(__dirname, `.${url}`)
    // 设置类型
    ctx.set('Content-Type', parseMime(url))
    // 设置 Cache-Control 响应头
    ctx.set('Cache-Control', 'max-age=30')
    // 设置传输
    ctx.body = await parseStatic(filePath)
  }
})

前端页面响应头多了 cache-control 这个字段,且30s内都走本地缓存,不会去请求服务端

协商缓存

强缓存 不同的是, 强缓存 是在时效时间内,不走服务端,只走本地缓存;而 协商缓存 是要走服务端的,如果请求某个资源,去请求服务端时,发现 命中缓存 则返回 304 ,否则则返回所请求的资源,那怎么才算 命中缓存 呢?接下来讲讲

Last-Modified,If-Modified-Since

简单来说就是:

  • 第一次请求资源时,服务端会把所请求的资源的 最后一次修改时间 当成响应头中 Last-Modified 的值发到浏览器并在浏览器存起来
  • 第二次请求资源时,浏览器会把刚刚存储的时间当成请求头中 If-Modified-Since 的值,传到服务端,服务端拿到这个时间跟所请求的资源的最后修改时间进行比对
  • 比对结果如果两个时间相同,则说明此资源没修改过,那就是 命中缓存 ,那就返回 304 ,如果不相同,则说明此资源修改过了,则 没命中缓存 ,则返回修改过后的新资源
// 获取文件信息
const getFileStat = (path) => {
  return new Promise((resolve) => {
    fs.stat(path, (_, stat) => {
      resolve(stat)
    })
  })
}

app.use(async (ctx) => {
  const url = ctx.request.url
  if (url === '/') {
    // 访问根路径返回index.html
    ctx.set('Content-Type', 'text/html')
    ctx.body = await parseStatic('./index.html')
  } else {
    const filePath = path.resolve(__dirname, `.${url}`)
    const ifModifiedSince = ctx.request.header['if-modified-since']
    const fileStat = await getFileStat(filePath)
    console.log(new Date(fileStat.mtime).getTime())
    ctx.set('Cache-Control', 'no-cache')
    ctx.set('Content-Type', parseMime(url))
    // 比对时间,mtime为文件最后修改时间
    if (ifModifiedSince === fileStat.mtime.toGMTString()) {
      ctx.status = 304
    } else {
      ctx.set('Last-Modified', fileStat.mtime.toGMTString())
      ctx.body = await parseStatic(filePath)
    }
  }
})

第一次请求时,响应头中:

第二次请求时,请求头中:

由于资源并没修改,则命中缓存,返回304:

此时我们修改一下 index.css

.box {
  width: 500px;
  height: 300px;
  background-image: url('../image/guang.jpg');
  background-size: 100% 100%;
  /* 修改这里 */
  color: #333;
}

然后我们刷新一下页面, index.css 变了,所以会 没命中缓存 ,返回200和新资源,而 guang.jpg 并没有修改,则 命中缓存 返回304:

Etag,If-None-Match

其实 Etag,If-None-Match Last-Modified,If-Modified-Since 大体一样,区别在于:

  • 后者是对比资源最后一次修改时间,来确定资源是否修改了
  • 前者是对比资源内容,来确定资源是否修改

那我们要怎么比对资源内容呢?我们只需要读取资源内容,转成hash值,前后进行比对就行了!!

const crypto = require('crypto')

app.use(async (ctx) => {
  const url = ctx.request.url
  if (url === '/') {
    // 访问根路径返回index.html
    ctx.set('Content-Type', 'text/html')
    ctx.body = await parseStatic('./index.html')
  } else {
    const filePath = path.resolve(__dirname, `.${url}`)
    const fileBuffer = await parseStatic(filePath)
    const ifNoneMatch = ctx.request.header['if-none-match']
    // 生产内容hash值
    const hash = crypto.createHash('md5')
    hash.update(fileBuffer)
    const etag = `"${hash.digest('hex')}"`
    ctx.set('Cache-Control', 'no-cache')
    ctx.set('Content-Type', parseMime(url))
    // 对比hash值
    if (ifNoneMatch === etag) {
      ctx.status = 304
    } else {
      ctx.set('etag', etag)
      ctx.body = fileBuffer
    }
  }
})

验证方式跟刚刚 Last-Modified,If-Modified-Since 的一样,这里就不重复说明了。。。

总结

参考资料

结语

我是林三心,一个热心的前端菜鸟程序员。如果你上进,喜欢前端,想学习前端,那咱们可以交朋友,一起摸鱼哈哈,摸鱼群,加我请备注【思否】

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Sunshine_Lin
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