摘要：瀏覽器先向網(wǎng)關(guān)發(fā)起請(qǐng)求，網(wǎng)關(guān)服務(wù)器后面對(duì)應(yīng)著一臺(tái)或多臺(tái)負(fù)載均衡源服務(wù)器，會(huì)根據(jù)它們的負(fù)載請(qǐng)求，動(dòng)態(tài)將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到合適的源服務(wù)器上。雖然這種架構(gòu)負(fù)載均衡源服務(wù)器之間的緩存沒(méi)法共享，但卻擁有更好的處擴(kuò)展性。參考資料緩存機(jī)制系列

Web緩存是指一個(gè)Web資源（如html頁(yè)面，圖片，js，數(shù)據(jù)等）存在于Web服務(wù)器和客戶(hù)端（瀏覽器）之間的副本。緩存會(huì)根據(jù)進(jìn)來(lái)的請(qǐng)求保存輸出內(nèi)容的副本；當(dāng)下一個(gè)請(qǐng)求來(lái)到的時(shí)候，如果是相同的URL，緩存會(huì)根據(jù)緩存機(jī)制決定是直接使用副本響應(yīng)訪問(wèn)請(qǐng)求，還是向源服務(wù)器再次發(fā)送請(qǐng)求。比較常見(jiàn)的就是瀏覽器會(huì)緩存訪問(wèn)過(guò)網(wǎng)站的網(wǎng)頁(yè)，當(dāng)再次訪問(wèn)這個(gè)URL地址的時(shí)候，如果網(wǎng)頁(yè)沒(méi)有更新，就不會(huì)再次下載網(wǎng)頁(yè)，而是直接使用本地緩存的網(wǎng)頁(yè)。只有當(dāng)網(wǎng)站明確標(biāo)識(shí)資源已經(jīng)更新，瀏覽器才會(huì)再次下載網(wǎng)頁(yè)

Web應(yīng)用，特別是SNS類(lèi)型的應(yīng)用，往往關(guān)系比較復(fù)雜，數(shù)據(jù)庫(kù)表繁多，如果頻繁進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)，很容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)不堪重荷。為了提供查詢(xún)的性能，會(huì)將查詢(xún)后的數(shù)據(jù)放到內(nèi)存中進(jìn)行緩存，下次查詢(xún)時(shí)，直接從內(nèi)存緩存直接返回，提供響應(yīng)效率。比如常用的緩存方案有memcached等。

代理服務(wù)器緩存
代理服務(wù)器是瀏覽器和源服務(wù)器之間的中間服務(wù)器，瀏覽器先向這個(gè)中間服務(wù)器發(fā)起Web請(qǐng)求，經(jīng)過(guò)處理后（比如權(quán)限驗(yàn)證，緩存匹配等），再將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到源服務(wù)器。代理服務(wù)器緩存的運(yùn)作原理跟瀏覽器的運(yùn)作原理差不多，只是規(guī)模更大?？梢园阉斫鉃橐粋€(gè)共享緩存，不只為一個(gè)用戶(hù)服務(wù)，一般為大量用戶(hù)提供服務(wù)，因此在減少相應(yīng)時(shí)間和帶寬使用方面很有效，同一個(gè)副本會(huì)被重用多次。常見(jiàn)代理服務(wù)器緩存解決方案有Squid等

CDN緩存
CDN（Content delivery networks）緩存，也叫網(wǎng)關(guān)緩存、反向代理緩存。CDN緩存一般是由網(wǎng)站管理員自己部署，為了讓他們的網(wǎng)站更容易擴(kuò)展并獲得更好的性能。瀏覽器先向CDN網(wǎng)關(guān)發(fā)起Web請(qǐng)求，網(wǎng)關(guān)服務(wù)器后面對(duì)應(yīng)著一臺(tái)或多臺(tái)負(fù)載均衡源服務(wù)器，會(huì)根據(jù)它們的負(fù)載請(qǐng)求，動(dòng)態(tài)將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到合適的源服務(wù)器上。雖然這種架構(gòu)負(fù)載均衡源服務(wù)器之間的緩存沒(méi)法共享，但卻擁有更好的處擴(kuò)展性。

瀏覽器緩存根據(jù)一套與服務(wù)器約定的規(guī)則進(jìn)行工作，在同一個(gè)會(huì)話過(guò)程中會(huì)檢查一次并確定緩存的副本足夠新。如果你瀏覽過(guò)程中，比如前進(jìn)或后退，訪問(wèn)到同一個(gè)圖片，這些圖片可以從瀏覽器緩存中調(diào)出而即時(shí)顯現(xiàn)。

應(yīng)用層緩存指的是從代碼層面上，通過(guò)代碼邏輯和緩存策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)，頁(yè)面，圖片等資源的緩存，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇將數(shù)據(jù)存在文件系統(tǒng)或者內(nèi)存中，減少數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)或者讀寫(xiě)瓶頸，提高響應(yīng)效率。

所有的緩存都是基于一套規(guī)則來(lái)幫助他們決定什么時(shí)候使用緩存中的副本提供服務(wù)（假設(shè)有副本可用的情況下，未被銷(xiāo)毀回收或者未被刪除修改）。這些規(guī)則有的在協(xié)議中有定義（如HTTP協(xié)議1.0和2.0），有的則是由緩存的管理員設(shè)置（如DBA、瀏覽器的用戶(hù)、代理服務(wù)器管理員或者應(yīng)用開(kāi)發(fā)者）

對(duì)于瀏覽器端的緩存來(lái)講，這些規(guī)則是在HTTP協(xié)議頭和HTML頁(yè)面的Meta標(biāo)簽中定義的。他們分別從新鮮度和校驗(yàn)值兩個(gè)維度來(lái)規(guī)定瀏覽器是否可以直接使用緩存中的副本，還是需要去源服務(wù)器獲取更新的版本。

新鮮度（過(guò)期機(jī)制）：也就是緩存副本有效期。一個(gè)緩存副本必須滿足以下條件，瀏覽器會(huì)認(rèn)為它是有效的，足夠新的：

含有完整的過(guò)期時(shí)間控制頭信息（HTTP協(xié)議報(bào)頭Cache-Control與Expires），并且仍在有效期內(nèi)；

如果已經(jīng)超過(guò)有效期，發(fā)起請(qǐng)求到服務(wù)器驗(yàn)證Etag,如果沒(méi)有更新，還是使用瀏覽器緩存

滿足以上兩個(gè)情況的一種，瀏覽器會(huì)直接從緩存中獲取副本并渲染。
校驗(yàn)值（驗(yàn)證機(jī)制）：

Cache-Control與Expires的作用一致，都是指明當(dāng)前資源的有效期，控制瀏覽器是否直接從瀏覽器緩存取數(shù)據(jù)還是重新發(fā)請(qǐng)求到服務(wù)器取數(shù)據(jù)。只不過(guò)Cache-Control的選擇更多，設(shè)置更細(xì)致，如果同時(shí)設(shè)置的話，其優(yōu)先級(jí)高于Expires。

服務(wù)器返回資源的時(shí)候有時(shí)在控制頭信息帶上這個(gè)資源的實(shí)體標(biāo)簽Etag（Entity Tag），它可以用來(lái)作為瀏覽器再次請(qǐng)求過(guò)程的校驗(yàn)標(biāo)識(shí)。如過(guò)發(fā)現(xiàn)校驗(yàn)標(biāo)識(shí)不匹配，說(shuō)明資源已經(jīng)被修改或過(guò)期，瀏覽器需求重新獲取資源內(nèi)容。

如果檢測(cè)到本地的緩存還是有效的時(shí)間范圍內(nèi)，瀏覽器直接使用本地副本，不會(huì)發(fā)送任何請(qǐng)求。兩者一起使用時(shí)，Cache-Control/Expires的優(yōu)先級(jí)要高于Last-Modified/ETag。即當(dāng)本地副本根據(jù)Cache-Control/Expires發(fā)現(xiàn)還在有效期內(nèi)時(shí)，則不會(huì)再次發(fā)送請(qǐng)求去服務(wù)器詢(xún)問(wèn)修改時(shí)間（Last-Modified）或?qū)嶓w標(biāo)識(shí)（Etag）了。

一般情況下，使用Cache-Control/Expires會(huì)配合Last-Modified/ETag一起使用，因?yàn)榧词狗?wù)器設(shè)置緩存時(shí)間, 當(dāng)用戶(hù)點(diǎn)擊“刷新”按鈕時(shí)，瀏覽器會(huì)忽略緩存繼續(xù)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，這時(shí)Last-Modified/ETag將能夠很好利用304，從而減少響應(yīng)開(kāi)銷(xiāo)。

你可能會(huì)覺(jué)得使用Last-Modified已經(jīng)足以讓瀏覽器知道本地的緩存副本是否足夠新，為什么還需要Etag（實(shí)體標(biāo)識(shí)）呢？HTTP1.1中Etag的出現(xiàn)主要是為了解決幾個(gè)Last-Modified比較難解決的問(wèn)題：
Last-Modified標(biāo)注的最后修改只能精確到秒級(jí)，如果某些文件在1秒鐘以?xún)?nèi)，被修改多次的話，它將不能準(zhǔn)確標(biāo)注文件的新鮮度
如果某些文件會(huì)被定期生成，當(dāng)有時(shí)內(nèi)容并沒(méi)有任何變化，但Last-Modified卻改變了，導(dǎo)致文件沒(méi)法使用緩存
有可能存在服務(wù)器沒(méi)有準(zhǔn)確獲取文件修改時(shí)間，或者與代理服務(wù)器時(shí)間不一致等情形
Etag是服務(wù)器自動(dòng)生成或者由開(kāi)發(fā)者生成的對(duì)應(yīng)資源在服務(wù)器端的唯一標(biāo)識(shí)符，能夠更加準(zhǔn)確的控制緩存。Last-Modified與Etag是可以一起使用的，服務(wù)器會(huì)優(yōu)先驗(yàn)證Etag，一致的情況下，才會(huì)繼續(xù)比對(duì)Last-Modified，最后才決定是否返回304

用戶(hù)在使用瀏覽器的時(shí)候，會(huì)有各種操作，比如輸入地址后回車(chē)，按F5刷新等，這些行為會(huì)對(duì)緩存有什么影響呢？

通過(guò)上表我們可以看到，當(dāng)用戶(hù)在按F5進(jìn)行刷新的時(shí)候，會(huì)忽略Cache-Control/Expires的設(shè)置，會(huì)再次發(fā)送請(qǐng)求去服務(wù)器請(qǐng)求，而Last-Modified/ETag還是有效的，服務(wù)器會(huì)根據(jù)情況判斷返回304還是200；而當(dāng)用戶(hù)使用Ctrl+F5進(jìn)行強(qiáng)制刷新的時(shí)候，只是所有的緩存機(jī)制都將失效，重新從服務(wù)器拉去資源。

Web緩存機(jī)制系列