HTTP缓存机制详细讲解

一、HTTP缓存机制的基本概念

二、强制缓存

强制缓存生效的核心是缓存未过期+无禁用强缓存指令，二者缺一不可，任意条件不满足则进入协商缓存流程。

1.计算缓存新鲜期（TTL）

新鲜期是缓存的“保质期”，取值遵循优先级顺序，且区分客户端与代理服务器：
(1) 代理服务器（如CDN）：优先读取响应头的 s-maxage （单位：秒），仅对代理生效，优先级最高。
(2) 客户端服务器：若响应头无 s-maxage，读取max-age（单位：秒），优先级次之。
(3) 兜底方案：若以上两个字段都不存在，读取 Expires 字段（格式为GMT绝对时间），计算 Expires – 当前客户端时间 得到新鲜期 ；该方式受客户端本地时间影响，优先级最低。

2.计算缓存当前年龄

缓存当前年龄 = 当前时间 – 缓存存入时间

• 缓存存入时间的标准取值：响应头的 Date 字段（服务器返回响应的时间），而非客户端本地缓存的存储时间。
• 补充：若响应头有 Age 字段（通常由上游共享缓存添加），则当前年龄的初始值会优先取 Age（可能覆盖基于 Date 的计算），再加上当前缓存层的驻留时间。

3. 强缓存生效的完整条件

• 时间条件：缓存当前年龄 < 缓存新鲜期。
• 指令条件：响应头无 no-cache、no-store 等禁用强缓存指令：no-cache（强制跳过强缓存，直接进入协商缓存）；no-store（完全禁止缓存，每次都从服务器请求最新资源）。

若上述任一条件不满足，强缓存失效，触发协商缓存。

三、协商缓存

核心逻辑是客户端携带缓存标识向服务器验证资源是否更新，服务器返回“有效”则复用资源，返回“无效”则拉取新资源。

触发条件：1.强制缓存失效； 2.客户端主动刷新页面。

1.协商缓存的两组核心字段

协商缓存的标识分为 HTTP/1.1 优先级更高的 ETag 组 和 HTTP/1.0 的 Last-Modified 组，两组字段配对使用。

• 服务器端响应字段（第一次请求时返回）： ETag: “xxx”
• 含义：资源的唯一标识（通常是资源内容的哈希值），资源内容只要修改， ETag 就会变化。
• 优势：能识别内容的细微修改（如文件改了一个字符），弥补 Last-Modified 的精度缺陷。
• 客户端请求字段（第二次请求时携带）： If-None-Match: “xxx”
• 含义：携带第一次请求拿到的 ETag 值，传给服务器做比对。

• 服务器端响应字段（第一次请求时返回）： Last-Modified: Thurs, 15 Jan 2026 10:00:00 GMT
• 含义：资源最后一次修改的时间，精确到秒。
• 缺陷：无法识别 1 秒内的多次修改；文件内容未变但修改时间变了（如重新保存），会误判为资源更新。
• 客户端请求字段（第二次请求时携带）： If-Modified-Since: Thurs, 15 Jan 2026 10:00:00 GMT
• 含义：携带第一次请求拿到的 Last-Modified 值，传给服务器做比对。

2.协商缓存的判断流程（服务器侧）

• 若 If-None-Match 值 = 服务器当前资源的 ETag 值 → 资源未更新 → 返回 304 Not Modified 响应（无响应体，仅响应头），客户端复用本地缓存。
• 若不相等 → 资源已更新 → 返回 200 OK 响应（携带新资源和新的 ETag / Last-Modified ），客户端更新本地缓存。

• 若 If-Modified-Since 时间 ≥ 服务器当前资源的最后修改时间 → 资源未更新 → 返回 304。
• 若小于 → 资源已更新 → 返回 200 并携带新资源。

四、服务器如何生成“保质期”与“指纹”

• 静态资源（如图片、JS）：设置较长 max-age （如 max-age=86400 ，1天）。
• 动态资源（如接口）：设置 no-cache 或 max-age=0 ，强制走协商缓存。
• CDN资源：通过 s-maxage 单独设置共享缓存的保质期。

• ETag ：服务器对资源内容计算哈希（如MD5、SHA1），或使用文件版本号。
• Last-Modified ：服务器读取文件的最后修改时间，转换为GMT格式返回。

五、一些面试问题

• 强缓存不请求服务器，0 RTT；协商缓存必须请求服务器，1 RTT（返回304则不传输资源）。
• 强缓存靠 Cache-Control/Expires 判断；协商缓存靠 ETag/Last-Modified 校验。

• Last-Modified精度为秒，无法识别1秒内的多次修改；ETag基于内容哈希，能精准识别内容变化。
• 某些场景下文件内容未变，但修改时间会改变时（如重新上传），此时Last-Modified会误判，ETag不变，不会触发不必要的资源重新请求。