HTTP-Caching: Alles, was Sie wissen müssen

Detaillierte Erläuterung des HTTP-Caching-Mechanismus

HTTP-Caching ist eine Technologie, die die Leistung von Webseiten verbessert, indem sie die Serverlast reduziert, die Client-Reaktion beschleunigt und Netzwerkbandbreite spart. HTTP-Caching wird hauptsächlich in zwei Typen unterteilt: erzwungenes Caching und ausgehandeltes Caching.

Caching erzwingen

Durch erzwungenes Caching kann der Client innerhalb eines bestimmten Zeitraums direkt lokal zwischengespeicherte Ressourcen nutzen, ohne eine Anfrage an den Server zu senden. Das erzwungene Caching wird durch den vom Server angegebenen Antwortheader gesteuert, hauptsächlich durch zwei Felder: Cache-Control und Expires.

Cache-Kontrolle

Cache-Control ist ein allgemeiner Header, der die maximale Gültigkeitsdauer der Ressource (max-age) angibt, ob der Cache gemeinsam genutzt werden kann (öffentlich oder privat) und ob Änderungen zulässig sind (no-age). Cache oder kein -Store).

Beispiel:

<code>Cache-Control: max-age=3600</code>

Das oben Gesagte bedeutet, dass die Ressource 3600 Sekunden lang gültig ist und zwischengespeichert werden kann.

Läuft ab

Expires ist ein veraltetes Feld, das die absolute Ablaufzeit des Caches angibt.

Beispiel:

<code>Expires: Wed, 23 Aug 2024 03:36:26 GMT</code>

Das bedeutet, dass die Ressource am 23. August 2024 um 3:36:26 Uhr abläuft.

Wenn sowohl Cache-Control als auch Expires vorhanden sind, hat Cache-Control Vorrang.

Verhandlungscache

Beim Aushandeln von Caching muss der Client bei jeder Anfrage prüfen, ob die Serverressource aktualisiert wurde. Wenn keine Aktualisierung erfolgt, gibt der Server den Statuscode 304 und einen leeren Antworttext zurück, sodass der Client den lokalen Cache weiterhin verwenden kann. Bei einer Aktualisierung gibt der Server den Statuscode 200 und die neue Ressource zurück und ersetzt so den lokalen Cache. Das Aushandeln des Caches umfasst Server- und Client-Header, hauptsächlich Last-Modified/If-Modified-Since und ETag/If-None-Match.

Letzte Änderung/Wenn-Änderung seit

Last-Modified ist ein serverseitiges Feld, das den Zeitpunkt der letzten Änderung der Ressource angibt. Beispiel:

<code>Last-Modified: Tue, 22 Aug 2024 02:36:26 GMT</code>

Das bedeutet, dass die Ressource zuletzt am 22. August 2024 um 02:36:26 Uhr geändert wurde.

If-Modified-Since ist ein clientseitiges Feld, das angibt, wann die Ressource das letzte Mal abgerufen wurde. Beispiel:

<code>If-Modified-Since: Tue, 22 Aug 2024 02:36:26 GMT</code>

Das bedeutet, dass der Client die Ressource am 22. August 2024 um 02:36:26 Uhr abgerufen hat.

Wenn die beiden Zeitstempel gleich sind oder Last-Modified früher liegt, wird die Ressource nicht aktualisiert. Wenn Last-Modified später liegt, wurde die Ressource aktualisiert.

ETag/If-None-Match

ETag ist ein serverseitiges Feld, das eine eindeutige Kennung für eine Ressource darstellt. Beispiel:

<code>ETag: '5d3a9f6d-1f86'</code>

Das bedeutet, dass die Kennung der Ressource „5d3a9f6d-1f86“ lautet.

If-None-Match ist ein clientseitiges Feld, das die erwartete Kennung der Ressource angibt. Beispiel:

<code>If-None-Match: '5d3a9f6d-1f86'</code>

Das bedeutet, dass der Client eine Ressourcenkennung von „5d3a9f6d-1f86“ erwartet.

Wenn die beiden Werte übereinstimmen, wird die Ressource nicht aktualisiert. Wenn sie unterschiedlich sind, wurde die Ressource aktualisiert.

Best Practices für HTTP-Caching

Durch die Kombination von ausgehandeltem Caching und erzwungenem Caching können unnötige Netzwerkanfragen effektiv reduziert werden, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass Benutzer immer über die neuesten Inhalte verfügen.

Allgemeine Methode:

Caching erzwingen: Legen Sie für statische Ressourcen (z. B. CSS, JS, Bilder) eine längere Cache-Dauer fest. Dadurch kann der Browser Ressourcen direkt aus dem lokalen Speicher abrufen, ohne den Server zu kontaktieren.

Verhandlungscache: Für Ressourcen, die sich ändern können, verwenden Sie den Verhandlungscache. Der Browser sendet eine Anfrage, um zu überprüfen, ob sich die Ressource geändert hat. Wenn nicht, gibt der Server die Antwort 304 Not Modified zurück, sodass der Browser den lokalen Cache verwenden kann. Wenn sich die Ressource geändert hat, gibt der Server 200 OK und die aktualisierte Ressource zurück.

Beispielimplementierung:

Angenommen, wir verwenden Express.js als Backend-Framework:

<code>Cache-Control: max-age=3600</code>

Wichtige Überlegungen

• Versionierung: Um die Effektivität des erzwungenen Caching zu maximieren, fügen Sie Versionsinformationen in die Ressourcen-URL ein, z. B. /static/js/main.2024082301.js. Wenn eine Ressource aktualisiert wird, ändern Sie die Versionsnummer, um sicherzustellen, dass Benutzer immer die neueste Version erhalten.
• Kosten des Negotiation Caching: Obwohl Negotiation Caching unnötige Datenübertragungen reduziert, ist dennoch ein Netzwerk-Roundtrip erforderlich. Bei Ressourcen, die sich selten ändern, kann das Erzwingen der Zwischenspeicherung effizienter sein.

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