浏览器缓存

在前端性能优化的方式中，最重要的当然是缓存了，使用好了缓存，对项目有很大的帮助。比如我们访问页面时,使用网页的后退功能，会加载很快，体验感很好，这就是缓存的力量。

什么是缓存？

当我们第一次访问网站的时候，比如junjin.cn ，电脑会把网站上的图片和数据下载到电脑上，当我们再次访问该网站的时候，网站就会从电脑中直接加载出来，这就是缓存。

缓存有什么好处？

1.缓解服务器的压力，不用每次都去请求某些数据。
2.提升性能，打开本地资源肯定比请求服务器来的快。
3.减少带宽消耗,当我们使用缓存时，只会产生很少的网络消耗，至于为什么打开本地资源也会产生网络消耗，下面有说明。

Web缓存种类：数据库缓存 CDN缓存 代理服务器缓存，浏览器缓存

所谓浏览器缓存其实就是指本地使用的计算机中开辟了一个内存区，同时也开辟一个硬盘区作为数据传输的缓冲区，
然后用这个缓冲区来暂停保存用户以前访问过的信息。
浏览器缓存的过程：强缓存，协商缓存。
浏览器缓存的位置一般分为四类：Service Worker —> Memory Cache —>Disk Cache —>Push Cashe.

1.强缓存

强缓存是当我们访问URL的时候，不会向服务器发送请求，直接从缓存中读取资源，但是会返回200的状态码。
如何设置强缓存？
我们第一次进入页面，请求服务器，然后服务器进行应答，浏览器会根据response Header 来判断是否对资源进行缓存，如果响应头expires、pragma 或者cache-control 字段，代表这是强缓存，浏览器就会把资源缓存到memory cache 或disk cache中。
第二次缓存中，浏览器判断请求参数，如果符合强缓存条件直接返回状态码200，从本地缓存中拿数据。否则把响应参数存在request header 请求头中，是否符合协商缓存，符合则返回状态码304，不符合则服务器会返回全新的资源。

expires

是HTTP1.0 控制网页缓存的字段，值为一个时间戳，准确来讲是格林威治时间，服务器返回该请求结果缓存的到期时间，意思是，再次发送请求时，如果未超过过期时间，直接使用该缓存，如果过期了则重新请求。
有个缺点，就是它判断是否过期是用本地时间来判断，本地时间是可以自己修改的。

Cache-Control

是HTTP1.1 中控制网页缓存的字段，当Cache-Control都存在时，Cache-Control优先级更高，主要的值为：
public:资源客户端和服务器都可以缓存。
privite:资源只有客户端可以缓存。
no-cache:客户端缓存资源，但是是否缓存需要经过协商缓存来验证。
no-store:不适用缓存。
max-age:缓存保质期。

Cache-Control 使用了max-age 相对时间，解决了exprires的问题。

pragma

这个是HTTP1.0中禁用网页缓存的字段，其取值为no-cache，和Cache-Control的no-cache 效果一样。

2.缓存位置

上面我们说，强缓存我们会把资源放到memory cache 和disk cache中，那什么资源放在memory cache，什么资源放到disk cache中？

存储图像和网页等资源主要缓存再disk cache，操作系统缓存文件等资源大部分都会缓存再memory cache中。具体操作浏览器自动分配，看谁的资源利用率不高就分给谁。

可以看到memory cache 请求时间都是0ms

查找浏览器缓存时会按顺序查找: Service Worker—>Memory Cache—>Disk Cache—>Push Cache

1.Service Worker

是运行在浏览器背后的独立线程，一般可以用来实现缓存功能。使用Service Worker的话，传输协议必须为HTTPS.因为Service Worker中涉及到请求拦截，所以必须使用HTTPS协议来保障安全。Service Worker的缓存与浏览器其他内存的缓存机制不同，他可以让我们自由控制缓存那些文件、如何匹配缓存、如何读取缓存，并且缓存是持续性的。

2.Memory Cache

内存中的缓存，主要包含的是当前中页面中已经抓取到资源，例如页面上已经下载的样式、脚本、图片等。读取内存中的数据肯定比磁盘快，内存缓存尽管读取高效，可是缓存持续性很短,会随着进程的释放而释放。一但我们关闭tab页面，内存中缓存也被释放了
3.Disk Cache
存储在硬盘中的缓存，读取的速度慢点，但是什么都能存储到磁盘中，比之Memory Cache 胜在容量和存储时效性上。
在所有浏览器缓存中，Disk Cache 覆盖面最大。它会根据HTTP Header 中字段判断那些资源需要缓存，那些资源可以并请求直接使用，那些资源已经过期需要重新请求。并且即使在跨站点的情况下，相同地址的资源一但被硬盘缓存下来了，就不会再次去请求数据。绝大部分的缓存都来自Disk Cache、
memory cache 要比disk cache 快的多。举个例子：从远程web服务器直接提取访问的文件可能需要500毫秒（半秒），那么磁盘访问可能需要10-20 毫秒，而内存访问只需要100纳秒，更高级的还有 L1缓存访问(最快和最小的 CPU 缓存)只需要0.5纳秒。

很神奇，我们又看到一个prefetch cache，这个有是什么
prefetch cache（预取缓存）
link标签上带了prefetch，再次加载会出现。
prefetch 是预加载的一种方式，被标记prefetch 的资源，将会被浏览器再空闲时间加载。

4.Push Cache

Push Cache(推送缓存)是HTTP/2中的内容，当以上三种缓存都没有选中时，它才会被使用。它之会再会话（session）中存在，一旦会话结束就被释放，并且缓存时间很短暂，再谷歌浏览器只有五分钟左右，同时它也并非严格执行HTTP头中的缓存指令。

5.CPU、内存、硬盘

CPU:中央处理单元(CntralPocessingUit)的缩写，也叫处理器，是计算机的运算核心和控制核心。电脑靠CPU来运算、控制。让电脑的各个部件顺利工作，起到协调和控制作用.
硬盘：存储资料和软件等数据的设备，有容量大，断电数据不丢失的特点。
内存：负责硬盘等硬件上的数据与CPU之间数据交换处理。特点是体积小，速度快，有电可存，无电清空，即电脑在开机状态时内存中可存储数据，关机后将自动清空其中的所有数据。

3.协商缓存

协商缓存就是强缓存失效后，浏览器携带标识向服务器发送请求，由服务器根据缓存标识来判定是否使用缓存的过程。
主要有两种情况
协商缓存生效，返回304

协商缓存失效，返回200和请求结果

如何设置协商缓存？

Last-Modified/If-modified-since

Last-Modified 是服务器响应的请求，返回该资源文件在服务器最后被修改的时间。

If-Modified-Since 则是客户端再次发送请求是，携带上次请求返回的Last-Modified的值，通过次字段告诉服务器该资源上次请求返回的最后被修改的时间。服务器收到请求后，发现请求头含有If-Modified-Since 字段，则会根据If-Modified-Since的字段值与该资源在服务器的最后被修改时间做对比，若服务器资源最后被修改的时间大于If-Modified-Since的字段值 ，则重新返回资源，状态码为200否则就返回304，代表资源无更新，可继续使用缓存文件。

Etab/If-None-Mathch

Etag 是服务器响应请求时，返回当前资源文件的唯一标识（由服务器生成）

If-None-Match 是客户端再次发送该请求时，携带上次请求返回的唯一标识Etag值，通过此字段值告诉服务器该资源上一次请求返回的唯一标识。服务器接受到该请求后，发现该请求头含有If-None-Match，则会根据If-None-Match的字段值与该资源在服务器的Etag值做对比，一致就返回304，代表资源无更新，继续使用缓存文件；不一致则重新返回资源文件，状态码为200

Etag / If-None-Match优先级高于Last-Modified / If-Modified-Since，同时存在则只有Etag / If-None-Match生效。

4.缓存方案

目前的项目大多使用这种缓存方案的：
Html：协商缓存；
css js 图片：强缓存，文件名带上hash。

5.强缓存和协商缓存的区别

1.强缓存不发请求到服务器，所以有时候资源更新了浏览器还不知道，但是协商缓存会发请求到服务器，所以资源是否更新，服务器肯定知道。
2.大部分web服务器都默认开启协商缓存。

6.刷新对于强缓存和协商缓存的影响

1.当Ctrl+f5 强制刷新网页的时候，直接从服务器加载，跳过强缓存和协商缓存。
2.当f5刷新网页时，跳过强缓存，但是会检查协商缓存。
3，浏览器地址栏中写入URL，回车浏览器发现缓存中有这个文件了，不用继续请求了，直接去缓存拿。（最快）