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前端缓存最佳实践之两种缓存方案

XAMPP新闻 admin 43浏览 0评论

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前言

缓存,这是一个老生常谈的话题,也常被作为前端面试的一个知识点。

本文,重点在与探讨在实际项目中,如何进行缓存的设置,并给出一个较为合理的方案。

在介绍缓存的时候,我们习惯将缓存分为强缓存和协商缓存两种。两者的主要区别是使用本地缓存的时候,是否需要向服务器验证本地缓存是否依旧有效。顾名思义,协商缓存,就是需要和服务器进行协商,最终确定是否使用本地缓存。

两种缓存方案的问题点

强缓存

我们知道,强缓存主要是通过 http 请求头中的 Cache-Control 和 Expire 两个字段控制。Expire 是 HTTP1.0 标准下的字段,在这里我们可以忽略。我们重点来讨论的 Cache-Control 这个字段。

一般,我们会设置 Cache-Control 的值为 “public, max-age=xxx”,表示在xxx秒内再次访问该资源,均使用本地的缓存,不再向服务器发起请求。

显而易见,如果在xxx秒内,服务器上面的资源更新了,客户端在没有强制刷新的情况下,看到的内容还是旧的。如果说你不着急,可以接受这样的,那是不是完美?然而,很多时候不是你想的那么简单的,如果发布新版本的时候,后台接口也同步更新了,那就gg了。有缓存的用户还在使用旧接口,而那个接口已经被后台干掉了。怎么办?

协商缓存

协商缓存最大的问题就是每次都要向服务器验证一下缓存的有效性,似乎看起来很省事,不管那么多,你都要问一下我是否有效。但是,对于一个有追求的码农,这是不能接受的。每次都去请求服务器,那要缓存还有什么意义。

最佳实践

缓存的意义就在于减少请求,更多地使用本地的资源,给用户更好的体验的同时,也减轻服务器压力。所以,最佳实践,就应该是尽可能命中强缓存,同时,能在更新版本的时候让客户端的缓存失效。

在更新版本之后,如何让用户第一时间使用最新的资源文件呢?机智的前端们想出了一个方法,在更新版本的时候,顺便把静态资源的路径改了,这样,就相当于第一次访问这些资源,就不会存在缓存的问题了。

伟大的 webpack 可以让我们在打包的时候,在文件的命名上带上 hash 值。

  1. entry:{
  2. main: path.join(__dirname, ./main.js ),
  3. vendor: [ react , antd ]
  4. },
  5. output:{
  6. path:path.join(__dirname, ./dist ),
  7. publicPath: /dist/ ,
  8. filname: bundle.[chunkhash].js
  9. }

综上所述,我们可以得出一个较为合理的缓存方案:

  1. HTML:使用协商缓存。
  2. CSS&JS&图片:使用强缓存,文件命名带上hash值。

哈希也有讲究

webpack 给我们提供了三种哈希值计算方式,分别是 hash、chunkhash 和 contenthash。那么这三者有什么区别呢?

  1. hash:跟整个项目的构建相关,构建生成的文件hash值都是一样的,只要项目里有文件更改,整个项目构建的hash值都会更改。
  2. chunkhash:根据不同的入口文件(Entry)进行依赖文件解析、构建对应的chunk,生成对应的hash值。
  3. contenthash:由文件内容产生的hash值,内容不同产生的contenthash值也不一样。

显然,我们是不会使用第一种的。改了一个文件,打包之后,其他文件的 hash 都变了,缓存自然都失效了。这不是我们想要的。

那 chunkhash 和 contenthash 的主要应用场景是什么呢?

在实际在项目中,我们一般会把项目中的 css 都抽离出对应的 css 文件来加以引用。如果我们使用 chunkhash,当我们改了 css 代码之后,会发现 css 文件 hash 值改变的同时,js 文件的 hash 值也会改变。这时候,contenthash 就派上用场了。

ETag计算

Nginx

Nginx 官方默认的 ETag 计算方式是为”文件最后修改时间16进制-文件长度16进制”。

例:ETag:“59e72c84-2404”

Express

Express 框架使用了 serve-static 中间件来配置缓存方案,其中,使用了一个叫 etag 的 npm 包来实现 etag 计算。从其源码可以看出,有两种计算方式:

方式一:使用文件大小和修改时间

  1. function stattag (stat) {
  2. var mtime = stat.mtime.getTime().toString(16)
  3. var size = stat.size.toString(16)
  4. return " + size + - + mtime + "
  5. }

方式二:使用文件内容的hash值和内容长度

  1. function entitytag (entity) {
  2. if (entity.length === 0) {
  3. // fast-path empty
  4. return "0-2jmj7l5rSw0yVb/vlWAYkK/YBwk"
  5. }
  6. // compute hash of entity
  7. var hash = crypto
  8. .createHash( sha1 )
  9. .update(entity, utf8 )
  10. .digest( base64 )
  11. .substring(0, 27)
  12. // compute length of entity
  13. var len = typeof entity === string
  14. ? Buffer.byteLength(entity, utf8 )
  15. : entity.length
  16. return " + len.toString(16) + - + hash + "
  17. }

ETag 与 Last-Modified 谁优先

协商缓存,有 ETag 和 Last-Modified 两个字段。那当这两个字段同时存在的时候,会优先以哪个为准呢?

在 Express 中,使用了 fresh 这个包来判断是否是最新的资源。主要源码如下:

  1. function fresh (reqHeaders, resHeaders) {
  2. // fields
  3. var modifiedSince = reqHeaders[ if-modified-since ]
  4. var noneMatch = reqHeaders[ if-none-match ]
  5. // unconditional request
  6. if (!modifiedSince && !noneMatch) {
  7. return false
  8. }
  9. // Always return stale when Cache-Control: no-cache
  10. // to support end-to-end reload requests
  11. // https://tools.ietf.org/html/rfc2616#section-14.9.4
  12. var cacheControl = reqHeaders[ cache-control ]
  13. if (cacheControl && CACHE_CONTROL_NO_CACHE_REGEXP.test(cacheControl)) {
  14. return false
  15. }
  16. // if-none-match
  17. if (noneMatch && noneMatch !== * ) {
  18. var etag = resHeaders[ etag ]
  19. if (!etag) {
  20. return false
  21. }
  22. var etagStale = true
  23. var matches = parseTokenList(noneMatch)
  24. for (var i = 0; i < matches.length; i++) {
  25. var match = matches[i]
  26. if (match === etag || match === W/ + etag || W/ + match === etag) {
  27. etagStale = false
  28. break
  29. }
  30. }
  31. if (etagStale) {
  32. return false
  33. }
  34. }
  35. // if-modified-since
  36. if (modifiedSince) {
  37. var lastModified = resHeaders[ last-modified ]
  38. var modifiedStale = !lastModified || !(parseHttpDate(lastModified) <= parseHttpDate(modifiedSince))
  39. if (modifiedStale) {
  40. return false
  41. }
  42. }
  43. return true
  44. }

我们可以看到,如果不是强制刷新,而且请求头带上了 if-modified-since 和 if-none-match 两个字段,则先判断 etag,再判断 last-modified。当然,如果你不喜欢这种策略,也可以自己实现一个。

后端需要怎么设置

上文主要说的是前端如何进行打包,那后端怎么做呢?我们知道,浏览器是根据响应头的相关字段来决定缓存的方案的。所以,后端的关键就在于,根据不同的请求返回对应的缓存字段。以 nodejs 为例,如果需要浏览器强缓存,我们可以这样设置:

  1. res.setHeader( Cache-Control , public, max-age=xxx );

如果需要协商缓存,则可以这样设置:

  1. res.setHeader( Cache-Control , public, max-age=0 );
  2. res.setHeader( Last-Modified , xxx);
  3. res.setHeader( ETag , xxx);

总结

在做前端缓存时,我们尽可能设置长时间的强缓存,通过文件名加 hash 的方式来做版本更新。在代码分包的时候,应该将一些不常变的公共库独立打包出来,使其能够更持久的缓存。

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