使用 HTTP 缓存防止不必要的网络请求

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。
• 在所有关键资源完全下载之前，您的网页不会加载。
• 如果用户使用的是有限的移动流量套餐，那么每个不必要的网络请求都是在浪费他们的钱。

如何避免不必要的网络请求？浏览器的 HTTP 缓存是您的第一道防线。这种方法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，并且不需要太多工作。

本指南将向您介绍有效实现 HTTP 缓存的基础知识。

浏览器兼容性

实际上，并没有一个名为 HTTP 缓存的 API。它是 Web 平台 API 集合的通用名称。所有浏览器都支持这些 API：

Cache-Control

ETag

Last-Modified

HTTP 缓存的工作原理

浏览器发出的所有 HTTP 请求都会先路由到浏览器缓存，以检查是否存在可用于满足请求的有效缓存响应。如果匹配，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，您既可以控制 Web 应用的代码（决定请求标头），也可以控制 Web 服务器的配置（决定响应标头）。

如需更深入的概念性概览，请参阅 MDN 的 HTTP 缓存一文。

请求标头：通常使用默认值

Web 应用的传出请求中应包含许多重要标头，但浏览器几乎总会在发出请求时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，而无需额外工作。

响应标头：配置您的 Web 服务器

HTTP 缓存设置中最重要的部分是 Web 服务器添加到每个传出响应的标头。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，指定浏览器和其他中间缓存应如何缓存各个响应，以及缓存多长时间。
• ETag。当浏览器发现过期的缓存响应时，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），以检查文件是否发生了更改。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。此标头与 ETag 的用途相同，但它使用基于时间的策略来确定资源是否已更改，而 ETag 使用基于内容的策略。

有些 Web 服务器默认内置了对设置这些标头的支持，而其他服务器则会完全忽略这些标头，除非您明确配置它们。如何配置标头的具体细节因您使用的 Web 服务器而异，您应查阅服务器文档以获取最准确的详细信息。

为了节省您的搜索时间，下面提供了有关配置一些常用 Web 服务器的说明：

• Express 版
• Apache
• nginx
• Firebase Hosting
• Netlify

省略 Cache-Control 响应标头并不会停用 HTTP 缓存！相反，浏览器会有效猜测哪种类型的缓存行为对给定类型的内容最合理。您可能希望获得比这更多的控制权，因此请花时间配置响应标头。

您应该使用哪些响应标头值？

在配置 Web 服务器的响应标头时，您应涵盖两种重要场景。

对具有版本控制的网址使用长效缓存

在响应对包含“指纹”或版本控制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。

设置此值后，浏览器在接下来一年（31,536,000 秒；支持的最大值）内需要加载同一网址时，可以直接使用 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，您立即获得了避免网络带来的可靠性和速度！

webpack 等构建工具可以自动执行为资源网址分配哈希指纹的过程。

针对无版本网址的服务器重新验证

遗憾的是，并非您加载的所有网址都带有版本号。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。每个 Web 应用都需要 HTML 文件，这些文件（几乎）永远不会包含版本控制信息，因为如果用户需要记住要访问的网址是 https://example.com/index.34def12.html，那么没有人会费心使用您的 Web 应用。那么，您可以对这些网址采取哪些措施？

在这种情况下，您需要承认失败。仅靠 HTTP 缓存还不足以完全避免网络请求。（别担心，您很快就会了解 Service Worker，它将提供我们所需的支持，让您在战斗中重新占据优势。）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 值可帮助您微调无版本网址的缓存位置和方式：

• no-cache。这会指示浏览器，每次使用网址的缓存版本之前，都必须先向服务器重新验证。
• no-store。这会指示浏览器和其他中间缓存（如 CDN）一律不存储文件的任何版本。
• private。浏览器可以缓存文件，但中间缓存无法缓存。
• public。响应可由任何缓存存储。

请参阅附录：Cache-Control 流程图，直观了解如何决定要使用哪些 Cache-Control 值。Cache-Control 还可以接受逗号分隔列表的指令。请参阅附录：Cache-Control 示例。

设置 ETag 或 Last-Modified 也有助于解决此问题。如响应标头中所述，ETag 和 Last-Modified 的用途相同：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 可触发请求标头中提到的 If-Modified-Since 或 If-None-Match 请求标头，从而使重新验证请求更加高效。

当配置正确的网络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网络服务器上的最新版本一致。如果匹配，服务器可以返回 304 Not Modified HTTP 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，需要传输的数据非常少，因此通常比实际发送所请求资源的副本要快得多。

摘要

HTTP 缓存可减少不必要的网络请求，因此是提高加载性能的有效方法。所有浏览器都支持它，并且设置起来不需要太多工作。

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，适用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 标头可帮助您更高效地重新验证过期的缓存资源。

了解详情

如果您想了解 Cache-Control 标头的基本用法之外的内容，请参阅 Jake Archibald 的缓存最佳实践和 max-age 陷阱指南。

如需了解如何针对回访者优化缓存使用情况，请参阅善用缓存。

附录：更多提示

如果时间充足，您还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这些内容。
• 最大限度地减少玩家流失。如果资源的一部分（例如 CSS 文件）经常更新，而文件的其余部分（例如库代码）不经常更新，请考虑将经常更新的代码拆分到单独的文件中，并对经常更新的代码使用短期缓存策略，对不经常更改的代码使用长期缓存策略。
• 如果您的 Cache-Control 政策可以接受一定程度的过时，请查看新的 stale-while-revalidate 指令。

附录：Cache-Control流程图

附录：Cache-Control 示例