מניעת בקשות רשת מיותרות באמצעות מטמון ה-HTTP

שליפה של משאבים מהרשת היא תהליך איטי ויקר:

• תגובות גדולות דורשות פעולות "הלוך ושוב" רבות בין הדפדפן לשרת.
• הדף לא ייטען עד שכל המשאבים הקריטיים יושלמו במלואו.
• אם למשתמש באתר יש חבילת גלישה מוגבלת, כל בקשה מיותרת לרשת היא בזבוז של הכסף שלו.

איך אפשר להימנע מבקשות רשת מיותרות? מטמון ה-HTTP של הדפדפן הוא קו ההגנה הראשון. זו לא בהכרח הגישה הכי חזקה או גמישה, ויש לכם שליטה מוגבלת על משך החיים של תגובות שנשמרו במטמון, אבל היא יעילה, היא נתמכת בכל הדפדפנים ולא מצריכה עבודה רבה.

מדריך זה מציג את היסודות של יישום יעיל של שמירת HTTP במטמון.

תאימות דפדפן

מטמון ה-HTTP הוא השם הכללי של אוסף ממשקי API של פלטפורמת אינטרנט שנתמכים בכל הדפדפנים:

Cache-Control

ETag

Last-Modified

כיצד פועל מטמון HTTP

כל בקשות ה-HTTP שהדפדפן מבצע מנותבות ראשונות למטמון של הדפדפן, כדי לבדוק אם יש תגובה חוקית במטמון שאפשר להשתמש בה כדי למלא את הבקשה. אם יש התאמה, התגובה נקראת מהמטמון, וכך מתבטלת גם זמן האחזור ברשת וגם עלויות הנתונים של ההעברה.

ההתנהגות של מטמון ה-HTTP נשלטת על ידי שילוב של כותרות בקשות וכותרות תגובות. בתרחיש אידיאלי, יש לכם שליטה גם על קוד אפליקציית האינטרנט, שקובע את כותרות הבקשות וגם על ההגדרה של שרת האינטרנט, שקובעת את כותרות התגובות.

למידע מעמיק יותר על מושגים, תוכלו לעיין במאמר שמירת HTTP במטמון של MDN.

כותרות הבקשות: נשארות עם ברירות המחדל (בדרך כלל)

יש מספר כותרות חשובות שצריך לכלול בבקשות היוצאות של אפליקציית האינטרנט שלכם, אבל הדפדפן כמעט תמיד יטפל להגדיר אותן בשמכם כשהוא שולח בקשות. כותרות בקשה שמשפיעות על בדיקת העדכניות, כמו If-None-Match ו-If-Modified-Since מופיעות על סמך האופן שבו הדפדפן מבין את הערכים הנוכחיים במטמון ה-HTTP.

אלו חדשות טובות: המשמעות היא שאתם יכולים להמשיך להוסיף תגים כמו <img src="my-image.png"> ל-HTML, והדפדפן יטפל עבורכם באופן אוטומטי בשמירת HTTP במטמון ללא מאמץ נוסף.

כותרות תגובה: הגדרת שרת האינטרנט

החלק החשוב ביותר בהגדרת שמירת ה-HTTP הוא הכותרות ששרת האינטרנט מוסיף לכל תגובה יוצאת. הכותרות הבאות מביאות בחשבון את ההתנהגות האפקטיבית של השמירה במטמון:

Cache-Control

השרת יכול להחזיר הוראת Cache-Control כדי לציין איך, ולמשך כמה זמן, הדפדפן ומטמון הביניים האחרים צריכים לשמור את התגובה המסוימת במטמון.

ETag.

כשהדפדפן מוצא תגובה שנשמרה במטמון שפג תוקפה, הוא יכול לשלוח לשרת אסימון קטן (בדרך כלל גיבוב של תוכן הקובץ) כדי לבדוק אם הקובץ השתנה. אם השרת מחזיר את אותו האסימון, הקובץ זהה ואין צורך להוריד אותו מחדש.

Last-Modified

הכותרת הזו משרתת את אותה מטרה כמו ETag, אבל היא משתמשת באסטרטגיה מבוססת זמן כדי לקבוע אם המשאב השתנה, בניגוד לאסטרטגיה מבוססת-התוכן של ETag.

שרתי אינטרנט מסוימים כוללים תמיכה מובנית בהגדרת הכותרות האלה כברירת מחדל. אחרות משמיטות את הכותרות לחלוטין, אלא אם הגדרתם אותן במפורש. הפרטים הספציפיים לאופן ההגדרה של כותרות משתנים בהתאם לשרת האינטרנט שבו אתם משתמשים, וכדאי לעיין במסמכי התיעוד של השרת כדי לקבל את הפרטים המדויקים ביותר.

כדי לחסוך בחיפוש, לפניכם הוראות להגדרה של כמה שרתי אינטרנט פופולריים:

• אקספרס
• Apache
• nginx
• אירוח ב-Firebase
• Netlify

השמטת כותרת התגובה Cache-Control לא משביתה את שמירת ה-HTTP במטמון. במקום זאת, דפדפנים מנחשים ביעילות איזה סוג של התנהגות שמירה במטמון הוא המתאים ביותר לסוג נתון של תוכן. סביר להניח שאתם רוצים יותר שליטה ממה שיש לכם להציע, ולכן תצטרכו להקדיש זמן להגדרת כותרות התגובות.

באילו ערכים של כותרת תגובה כדאי להשתמש?

יש שני תרחישים חשובים שצריך להתייחס אליהם כשמגדירים את כותרות התגובות של שרת האינטרנט.

שמירה במטמון לטווח ארוך של כתובות URL עם גרסאות

כשאתם מגיבים לבקשות לכתובות URL שמכילות טביעת אצבע או מידע על גרסאות, והתוכן שלהן אף פעם לא אמור להשתנות, צריך להוסיף את הערך Cache-Control: max-age=31536000 לתשובות.

הערך הזה מורה לדפדפן שכאשר הוא צריך לטעון את אותה כתובת URL בכל זמן במהלך השנה הבאה (31,536,000 שניות הוא הערך הנתמך המקסימלי), הוא יוכל להשתמש באופן מיידי בערך במטמון HTTP, ללא כל צורך בשליחת בקשת רשת לשרת האינטרנט. זה נהדר – בזכות ההימנעות מחיבור לרשת, קיבלתם מיד את האמינות והמהירות שצברתם.

כלים לפיתוח כמו Webpack יכולים לבצע אוטומציה של התהליך של הקצאת טביעות אצבע דיגיטליות (hash) לכתובות ה-URL של הנכסים.

אימות מחדש של השרת עבור כתובות URL ללא גרסה

לצערנו, לא כל כתובות ה-URL שאתם טוענים הן גרסאות. ייתכן שלא תוכלו לכלול שלב build לפני פריסת אפליקציית האינטרנט, ולכן לא תוכלו להוסיף גיבובים לכתובות ה-URL של הנכסים. לכל אפליקציית אינטרנט נדרשים קובצי HTML, שכמעט אף פעם לא כוללים מידע על ניהול גרסאות, כי אף אחד לא טורח להשתמש באפליקציית האינטרנט שלכם אם הוא צריך לזכור שכתובת ה-URL שבה צריך להיכנס היא https://example.com/index.34def12.html. אז מה אפשר לעשות לגבי כתובות ה-URL האלה?

שמירת HTTP במטמון בלבד אינה חזקה מספיק כדי למנוע לחלוטין את הרשת. (אל דאגה – בקרוב תקראו על service worker, שמספקים תמיכה נוספת). עם זאת, יש כמה פעולות שאפשר לבצע כדי להבטיח שבקשות ברשת יהיו מהירות ויעילות ככל האפשר.

הערכים הבאים של Cache-Control יכולים לעזור לכם לכוונן את המיקום במטמון ואת האופן שבו כתובות URL ללא גרסה נשמרות במטמון:

• no-cache מורה לדפדפן שצריך לאמת אותו מחדש מול השרת בכל פעם לפני שמשתמשים בגרסה שנשמרה במטמון של כתובת ה-URL.
• no-store מורה לדפדפן ולמטמון ביניים אחרים (כמו CDN) לא לאחסן אף פעם גרסה של הקובץ.
• private: דפדפנים יכולים לשמור את הקובץ במטמון, אבל מטמוני הביניים לא יכולים.
• public: כל מטמון יכול לאחסן את התגובה.

ראו נספח: Cache-Control תרשים זרימה כדי להמחיש את תהליך ההחלטה באילו ערכי Cache-Control להשתמש. באמצעות Cache-Control אפשר גם לקבל רשימה של הנחיות שמופרדות בפסיקים. למידע נוסף, ראו נספח: Cache-Control דוגמאות.

גם הגדרה של ETag או של Last-Modified יכולה לעזור. כפי שצוין בכותרות תגובה, שתיהן ETag ו-Last-Modified משרתות את אותה מטרה: לקבוע אם הדפדפן צריך להוריד מחדש קובץ שמור במטמון שפג תוקפו. אנחנו ממליצים להשתמש ב-ETag כי הוא מדויק יותר.

אם מגדירים את הערך ETag או Last-Modified, בקשת האימות מחדש פועלת בצורה הרבה יותר יעילה, כי היא מאפשרת להפעיל את כותרות הבקשה If-Modified-Since או If-None-Match שצוינו בכותרות של בקשות.

כששרת אינטרנט שמוגדר כראוי רואה את הכותרות של הבקשות הנכנסות, הוא יכול לאשר אם גרסת המשאב שכבר יש לדפדפן במטמון ה-HTTP תואמת לגרסה האחרונה בשרת האינטרנט. אם יש התאמה, השרת יכול להגיב בתגובת HTTP של 304 Not Modified, שזהה כמו "היי, תמשיכו להשתמש במה שכבר יש לכם!" שולחים מעט מאוד נתונים כששולחים תשובה מהסוג הזה, כך שבדרך כלל זה הרבה יותר מהיר מאשר שליחה חוזרת של עותק של המשאב המבוקש בפועל.

סיכום

מטמון ה-HTTP הוא דרך יעילה לשפר את ביצועי העומס, כי הוא מפחית בקשות רשת מיותרות. יש תמיכה בכל הדפדפנים ולא נדרשת עבודה רבה כדי להגדיר אותה.

ההגדרות הבאות של Cache-Control הן התחלה טובה:

• Cache-Control: no-cache למשאבים שצריך לאמת מחדש מול השרת לפני כל שימוש.
• Cache-Control: no-store למשאבים שאף פעם לא אמורים להישמר במטמון.
• Cache-Control: max-age=31536000 למשאבים עם גרסאות.

הכותרת ETag או Last-Modified יכולה לעזור באימות מחדש של משאבי מטמון שתוקפם פג, ביעילות רבה יותר.

מידע נוסף

אם אתם מחפשים מידע מעבר לעקרונות הבסיסיים של השימוש בכותרת Cache-Control, כדאי לעיין במדריך של ג'ייק ארצ'יבלד שיטות מומלצות לשמירה במטמון וגיל מקסימלי של ג'ייק ארצ'יבלד.

ראו את המאמר אוהבים את המטמון כדי לקבל הנחיות לאופטימיזציה של השימוש במטמון למבקרים חוזרים.

נספח: טיפים נוספים

אם יש לכם עוד זמן, הנה עוד דרכים לבצע אופטימיזציה של השימוש במטמון ה-HTTP:

• השתמשו בכתובות URL עקביות. אם מציגים את אותו תוכן בכתובות URL שונות, הדפדפן יאחזר ויאחסן את התוכן מספר פעמים.
• צמצמו את הנטישה. אם חלק ממשאב (כמו קובץ CSS) מתעדכן לעיתים קרובות, ושאר הקובץ לא מתעדכן (כמו בקוד הספרייה), כדאי לפצל את הקוד שמעדכן בתדירות גבוהה לקובץ נפרד ולהשתמש באסטרטגיית שמירה במטמון למשך זמן קצר עבור הקוד שמתעדכן בתדירות גבוהה, ואסטרטגיה ארוכה של משך שמירה במטמון לקוד שלא משתנה לעיתים קרובות.
• אם המדיניות Cache-Control שלכם לא תקינה, כדאי לשקול את ההנחיה החדשה stale-while-revalidate .

נספח: תרשים זרימה Cache-Control

נספח: Cache-Control דוגמאות