http キャッシュ メカニズムとは何ですか?

http キャッシュ メカニズムには、キャッシュ ヘッダー、キャッシュ戦略、キャッシュ ヒット、キャッシュの無効化、キャッシュのリサイクル、キャッシュの一貫性、キャッシュ置換戦略、プロキシ キャッシュ、ブラウザ キャッシュ、圧縮とエンコード、CDN キャッシュなどが含まれます。詳細な紹介: 1. キャッシュ ヘッダー (HTTP 要求と応答に含まれるメタデータであり、キャッシュの動作を制御するために使用されます)、2. キャッシュ ポリシー、Web サーバーはキャッシュ ポリシーを使用してキャッシュ要求の処理方法を決定します、3. キャッシュ ヒット、閲覧時 ブラウザが同じリソースを再度リクエストしたとき、そのリソースがすでにキャッシュ内にある場合、ブラウザはそのリソースをキャッシュから直接取得します。

このチュートリアルのオペレーティング システム: Windows 10 システム、DELL G3 コンピューター。

HTTP キャッシュ メカニズムは、共通データまたは再利用データを保存することで Web アプリケーションのパフォーマンスを向上させるテクノロジーです。 HTTP キャッシュ メカニズムは、不必要なネットワーク送信とサーバーの負荷を軽減し、Web アプリケーションの応答速度を高速化するのに役立ちます。 HTTP キャッシュ メカニズムの主な内容は次のとおりです:

1. キャッシュ ヘッダー: キャッシュ ヘッダーは、HTTP 要求と応答に含まれるメタデータであり、キャッシュの動作を制御するために使用されます。一般的なキャッシュ ヘッダーの一部を次に示します。

Expires: サーバーによって送信され、応答の有効期限が切れる時間を定義し、有効期限前にキャッシュされたコピーを引き続き使用できることをブラウザーに伝えます。
• Max-Age: クライアントによって送信され、応答をキャッシュできる最大時間を定義し、サーバーに新しいコピーを送信せず、キャッシュされたコピーを使用するように指示します。
• If-Modified-Since: クライアントによって送信され、リソースが最後のリクエスト以降に変更されていない場合に新しいコピーを送信するようにサーバーに指示します。
• ETag: サーバーによって送信される、特定のリソースのバージョン識別子であり、リソースのバージョンが変更されたかどうかを比較するために使用されます。

2. キャッシュ ポリシー : Web サーバーはキャッシュ ポリシーを使用して、キャッシュ リクエストの処理方法を決定します。一般的なキャッシュ戦略をいくつか示します:

• 強制更新 (強制リロード): ブラウザにキャッシュを強制的に無視させ、リソースをリロードします。ブラウザのアドレス バーに URL を入力するか、Shift F5 キーの組み合わせを使用してブラウザにページを強制的に更新します。
• 条件付きキャッシュ: If-Modified-Since ヘッダーと ETag ヘッダーを使用して、リソースのバージョンが変更されたかどうかを比較し、リソースが変更された場合にのみ新しいコピーを送信します。
• 永続的キャッシュ: Expires ヘッダーでリソースの有効期限を定義し、有効期限前にキャッシュされたコピーを引き続き使用できることをブラウザーに伝えます。

3. キャッシュ ヒット : ブラウザーが同じリソースを再度リクエストするとき、そのリソースがすでにキャッシュ内で利用可能な場合、ブラウザーはそのリソースをキャッシュから直接取得します。サーバーにリクエストを送信する代わりに、サーバーからリソースを取得します。これをキャッシュヒットといいます。

4. キャッシュ ミス : キャッシュ ミスは、ブラウザが要求されたリソースをキャッシュ内で見つけられない場合に発生します。この場合、ブラウザはサーバーにリクエストを送信して最新のリソースを取得します。

5. キャッシュの再検証 : ブラウザは、キャッシュ内のリソースを更新する必要がある場合、キャッシュのリサイクル メカニズムを使用して、不必要なネットワーク送信を回避できます。ブラウザは、If-Modified-Since ヘッダーを含むリクエストを送信し、最後のリクエスト以降リソースが変更されていない場合は新しいコピーを送信するようにサーバーに指示します。サーバーはリソースのバージョンが変更されたかどうかを確認し、それに応じて新しいコピーを送信するか、リソースが変更されていないことを確認します。

6. キャッシュの一貫性: 分散システムでは、複数のキャッシュ ノードが同じリソースのコピーを保存することがあります。キャッシュの一貫性を確保するには、異なるキャッシュ ノード間でデータを同期するために何らかのメカニズムを使用する必要があります。一般的なキャッシュ整合性プロトコルには、HTTP/1.1 の ETag および If-None-Match ヘッダー、Redis プロトコルなどが含まれます。

7. キャッシュ置換ポリシー: キャッシュ領域は限られているため、新しいエントリに対応するために古いキャッシュ エントリを置換する戦略が必要です。一般的なキャッシュ置換戦略には、最も最近使用されていない (LRU)、最も頻繁に使用されていない (LFU) などが含まれます。これらのポリシーは、アクセス頻度、リソース サイズ、リソース タイプなどの要素に基づいて、どのエントリを置換する必要があるかを決定できます。

8. プロキシ キャッシュ: 分散システムでは、プロキシ サーバーはクライアントとサーバーの間の中間エージェントとして機能し、リクエストのキャッシュと転送を支援します。プロキシ サーバーは、キャッシュされたデータを複数のユーザーおよびリクエスト間で共有できるため、ネットワーク トラフィックが削減され、パフォーマンスが向上します。

9. ブラウザのキャッシュ : ブラウザは、HTTP 応答の保存、HTML ドキュメント内のリソースのリンクなど、ローカル キャッシュの管理を担当します。ブラウザーは、HTTP ヘッダーの Cache-Control ディレクティブに基づいて、キャッシュからリソースを直接取得する、新しいリソースを取得するためにサーバーにリクエストを送信するなど、キャッシュ リクエストの処理方法を決定できます。

10. 圧縮とエンコーディング : HTTP プロトコルは、Gzip 圧縮、Deflate 圧縮などの応答の圧縮とエンコーディングをサポートしています。これらの手法により応答のサイズが削減され、ネットワーク転送時間と帯域幅の消費が削減されます。同時に、ブラウザはローカルで使用するために応答をデコードおよび解凍することもできます。

11、CDN キャッシング(CDN キャッシング): コンテンツ配信ネットワーク (CDN) は、世界中のエッジ サーバーにリソースをキャッシュして、ユーザーにサービスをより速く提供できます。 CDN キャッシュ テクノロジは、ネットワーク遅延を削減し、オリジン サーバーの負荷を軽減しながらユーザー エクスペリエンスを向上させることができます。

要約すると、HTTP キャッシュ メカニズムには、さまざまなキャッシュ ヘッダー、キャッシュ戦略、キャッシュ ヒット、キャッシュ無効化、キャッシュのリサイクル、キャッシュの一貫性、キャッシュ置換戦略、プロキシ キャッシュ、ブラウザ キャッシュ、CDN キャッシュなどのテクノロジが含まれます。これらのテクノロジーは連携して、Web アプリケーションのパフォーマンスの向上、ネットワーク送信とサーバーの負荷の軽減、ユーザー エクスペリエンスの向上などを実現します。 HTTP キャッシュ メカニズムを適切に構成して使用すると、開発者が Web アプリケーションのパフォーマンスと応答性を最適化するのに役立ちます。

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