使用 HTTP 缓存防止不必要的网络请求

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通过网络提取资源既缓慢又昂贵：

• 大型响应需要在浏览器和服务器之间进行多次往返。
• 只有在网页的所有关键资源都已完全下载后，网页才会加载。
• 如果用户使用的是流量有限的移动流量套餐，那么每一次不必要的网络请求都会浪费他们的钱。

如何避免发出不必要的网络请求？浏览器的 HTTP 缓存是第一道防线。这不一定是最强大或最灵活的方法，而且您对缓存响应的生命周期的控制有限，但它很有效，所有浏览器都支持它，而且不需要太多工作。

本指南介绍了有效 HTTP 缓存实现的基础知识。

浏览器兼容性

实际上，没有一个名为 HTTP 缓存的单独 API。这是一系列 Web 平台 API 的通用名称。所有浏览器都支持以下 API：

Cache-Control

ETag

Last-Modified

HTTP 缓存的运作方式

浏览器发出的所有 HTTP 请求都会先路由到浏览器缓存，以检查是否有可用于执行请求的有效缓存响应。如果有匹配项，系统会从缓存中读取响应，从而消除网络延迟和传输产生的数据费用。

HTTP 缓存的行为由请求标头和响应标头共同控制。在理想情况下，您可以同时控制 Web 应用的代码（用于确定请求标头）和 Web 服务器的配置（用于确定响应标头）。

如需更深入地了解相关概念，请参阅 MDN 的 HTTP 缓存一文。

请求标头：请使用默认值（通常）

您的 Web 应用的传出请求中应包含许多重要标头，但浏览器在发出请求时几乎总会代表您设置这些标头。影响新鲜度检查的请求标头（例如 If-None-Match 和 If-Modified-Since）会根据浏览器对 HTTP 缓存中当前值的理解而显示。

这是一个好消息，这意味着您可以继续在 HTML 中添加 <img src="my-image.png"> 等标记，浏览器会自动为您处理 HTTP 缓存，而无需您额外付出努力。

响应标头：配置 Web 服务器

HTTP 缓存设置中最关键的部分是 Web 服务器向每个传出响应添加的标头。以下标头都会影响有效的缓存行为：

• Cache-Control。服务器可以返回 Cache-Control 指令，以指定浏览器和其他中间缓存应如何以及多长时间缓存各个响应。
• ETag。当浏览器发现已过期的缓存响应时，可以向服务器发送一个小型令牌（通常是文件内容的哈希值），以检查文件是否已更改。如果服务器返回相同的令牌，则表示文件相同，无需重新下载。
• Last-Modified。此标头的用途与 ETag 相同，但使用基于时间的策略来确定资源是否发生了更改，而 ETag 使用的是基于内容的策略。

某些 Web 服务器默认内置了对设置这些标头的支持，而其他 Web 服务器则会完全忽略这些标头，除非您明确进行配置。如何配置标头的具体详情因您使用的 Web 服务器而异，因此您应参阅服务器的文档，获取最准确的详细信息。

为方便您查找，下面列出了配置一些热门 Web 服务器的说明：

• Express 版
• Apache
• nginx
• Firebase 托管
• Netlify

省略 Cache-Control 响应标头并不会停用 HTTP 缓存！相反，浏览器会有效地猜测哪种类型的缓存行为最适合给定类型的内容。您可能希望获得更精细的控制，因此请花些时间配置响应标头。

您应使用哪些响应标头值？

在配置 Web 服务器的响应标头时，您应涵盖以下两种重要场景。

针对有版本控制的网址的长效缓存

在响应包含“指纹”或版本信息且内容永远不会更改的网址的请求时，请在响应中添加 Cache-Control: max-age=31536000。

设置此值会告知浏览器，如果它在接下来一年内（31,536,000 秒；支持的最大值）的任何时间需要加载同一网址，则可以立即使用 HTTP 缓存中的值，而无需向您的 Web 服务器发出网络请求。太棒了，您已立即获得了避免使用网络带来的可靠性和速度！

webpack 等构建工具可以自动执行向资源网址分配哈希指纹的流程。

对无版本网址进行服务器重新验证

很抱歉，您加载的部分网址没有版本号。您可能无法在部署 Web 应用之前添加构建步骤，因此无法向资源网址添加哈希。而且，每个 Web 应用都需要 HTML 文件，这些文件（几乎）永远不会包含版本信息，因为如果用户需要记住要访问的网址是 https://example.com/index.34def12.html，就不会费心使用您的 Web 应用。那么，您可以对这些网址执行哪些操作？

这是您需要承认失败的一个场景。仅靠 HTTP 缓存还不足以完全避免使用网络。（别担心，您很快就会了解服务工件，它将为您提供所需的支持，帮助您扭转局势。）不过，您可以采取一些措施，确保网络请求尽可能快速高效。

以下 Cache-Control 值可帮助您微调未版本化网址的缓存位置和方式：

• no-cache。这会指示浏览器每次都必须先与服务器重新验证，然后才能使用网址的缓存版本。
• no-store。这会指示浏览器和其他中间缓存（例如 CDN）永远不要存储文件的任何版本。
• private。浏览器可以缓存该文件，但中间缓存无法缓存。
• public。响应可以由任何缓存存储。

请参阅附录：Cache-Control 流程图，直观了解确定要使用的 Cache-Control 值的过程。Cache-Control 还可以接受以英文逗号分隔的指令列表。请参阅附录：Cache-Control 示例。

设置 ETag 或 Last-Modified 也可以有所帮助。如响应标头中所述，ETag 和 Last-Modified 具有相同的用途：确定浏览器是否需要重新下载已过期的缓存文件。我们建议使用 ETag，因为它更准确。

设置 ETag 或 Last-Modified 可让重新验证请求触发请求标头中提及的 If-Modified-Since 或 If-None-Match 请求标头，从而大大提高重新验证请求的效率。

当正确配置的 Web 服务器看到这些传入请求标头时，它可以确认浏览器在其 HTTP 缓存中已有的资源版本是否与 Web 服务器上的最新版本一致。如果匹配，服务器可以使用 304 Not Modified HTTP 响应进行响应，这相当于说“嘿，继续使用您已有的内容！”发送此类响应时，传输的数据非常少，因此通常比实际发回请求的实际资源的副本要快得多。

摘要

HTTP 缓存是一种有效的提升加载性能的方式，因为它可以减少不必要的网络请求。所有浏览器都支持此功能，而且设置起来也不费事。

以下 Cache-Control 配置是一个不错的起点：

• Cache-Control: no-cache - 适用于每次使用前都应与服务器重新验证的资源。
• Cache-Control: no-store（对于绝不应缓存的资源）。
• Cache-Control: max-age=31536000，适用于版本化资源。

ETag 或 Last-Modified 标头有助于您更高效地重新验证已过期的缓存资源。

了解详情

如果您想了解 Cache-Control 标头的使用基础知识以外的内容，请参阅 Jake Archibald 的缓存最佳实践和最大有效期注意事项指南。

如需有关如何针对回访者优化缓存用量的指导，请参阅善用缓存。

附录：更多提示

如果您有更多时间，可以通过以下方式进一步优化 HTTP 缓存的使用：

• 使用一致的网址。如果您在不同的网址上提供相同的内容，系统会多次提取和存储该内容。
• 最大限度地减少用户流失。如果资源的一部分（例如 CSS 文件）会频繁更新，而文件的其余部分不会更新（例如库代码），请考虑将频繁更新的代码拆分到单独的文件中，并针对频繁更新的代码使用短时效缓存策略，针对不经常更改的代码使用长时效缓存策略。
• 如果您的 Cache-Control 政策允许一定程度的过时，请查看新的 stale-while-revalidate 指令。

附录：Cache-Control 流程图

附录：Cache-Control 示例