更好的緩存技術(shù)可以提高網(wǎng)站響應(yīng)速度

務(wù)器端優(yōu)化我們網(wǎng)站的速度時(shí)，緩存是最關(guān)鍵的技術(shù)之一。

加速站點(diǎn)需要緩存：它不是讓服務(wù)器為每個(gè)請(qǐng)求動(dòng)態(tài)創(chuàng)建HTML輸出，而是僅在第一次請(qǐng)求HTML之后創(chuàng)建HTML，緩存它，然后從此開始提供緩存版本，緩存提供更快的響應(yīng)，并釋放服務(wù)器中的資源。從服務(wù)器端優(yōu)化我們站點(diǎn)的速度時(shí)，緩存是最重要的任務(wù)之一。

生成頁面的HTML輸出時(shí)，如果它包含具有用戶狀態(tài)的代碼，例如為登錄用戶打印歡迎消息“Hello {{User name}}！”，則無法緩存該頁面。否則，如果有人首先訪問該站點(diǎn)，并且緩存了HTML輸出，那么所有用戶都會(huì)受到“Hello！”的歡迎。

因此，緩存插件通常會(huì)在用戶登錄時(shí)禁用緩存，如下面的插件WP Super Cache所示：

禁用已登錄用戶的緩存是不可取的，應(yīng)該避免使用，因?yàn)榧词咕哂杏脩魻顟B(tài)的HTML代碼量與頁面中的靜態(tài)內(nèi)容相比最小，仍然不會(huì)緩存任何內(nèi)容，原因是要緩存的實(shí)體是頁面，而不是頁面中HTML代碼的特定部分，因此通過包含一行不能緩存的代碼，就不會(huì)緩存任何內(nèi)容，這是一種全有或全無的情況。

通常為了解決這個(gè)問題，我們會(huì)搭建服務(wù)器，以避免在服務(wù)器端使用用戶狀態(tài)呈現(xiàn)HTML代碼，并在通過API獲取所需數(shù)據(jù)后，僅在客戶端呈現(xiàn)它，通過從服務(wù)器上呈現(xiàn)的代碼中刪除用戶狀態(tài)，即使用戶已登錄，也可以緩存該頁面。

?我們也正在探索一種增強(qiáng)網(wǎng)站緩存的方法，主要是為了即使在用戶登錄時(shí)也能在網(wǎng)站上啟用緩存，策略依賴于僅對(duì)那些需要用戶狀態(tài)的頁面禁用緩存，以及使用哪些組件可以決定是在客戶端還是在服務(wù)器端呈現(xiàn)，具體取決于訪問用戶狀態(tài)的頁面。

最后我們堅(jiān)信一個(gè)網(wǎng)站緩存技術(shù)發(fā)展，從而提供更快的響應(yīng)和更好的用戶體驗(yàn)。

述

HTTP協(xié)議的緩存是通過6個(gè)報(bào)文頭完成的，通過兩層協(xié)商使web資源能夠不那么頻繁地在服務(wù)器與客戶端之間傳遞，從而節(jié)約了流量，提高瀏覽速度。以從客戶端到服務(wù)器的順序，第一層協(xié)商為Cache-Control與Expires；第二層協(xié)商為Last-Modified與Etag。

Cache-Control

請(qǐng)求/響應(yīng)報(bào)文頭，緩存控制字段，也就是用于給資源生命期，是http/1.1引入的屬性。Cache-Control的取值可細(xì)分為兩類，一類是對(duì)緩存有直接決定性的值，他們會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的第二層協(xié)商被跳過，包括：no-store、public、private；另一類是類似Expires的值，只是規(guī)定了有效期，后續(xù)的第二層協(xié)商不受影響，包括no-cache、max-age=x、s-maxage=x。

Cache-Control的取值如下：

形如：

Cache-Control:max-age=0

Expires

響應(yīng)報(bào)文頭，代表資源過期時(shí)間，由服務(wù)器返回提供，是http1.0的屬性，在與Cache-Control共存的情況下，優(yōu)先級(jí)要低。Expires的功能基本與Cache-Control的max-age相似，但它是指定一個(gè)過期時(shí)間點(diǎn)，而Cache-Control的max-age是指定了過期前的秒數(shù)。

形如：

Expires:Fri, 10 Apr 2020 16:30:04 GMT

Last-Modified

響應(yīng)報(bào)文頭，資源最新修改時(shí)間，由服務(wù)器告訴瀏覽器。

形如：

Last-Modified:Mon, 23 Mar 2020 18:39:50 GMT

If-Modified-Since

請(qǐng)求報(bào)文頭，與Last-Modified相對(duì)應(yīng)，瀏覽器把服務(wù)器最后一次給的Last-Modified返回，服務(wù)器將以此進(jìn)行對(duì)比，判斷資源是否需要更新。

形如：

If-Modified-Since:Fri, 10 Apr 2020 14:45:24 GMT

Etag

響應(yīng)報(bào)文頭，資源內(nèi)容唯一標(biāo)識(shí)，由服務(wù)器告訴瀏覽器。

形如：

Etag:58b66ccbe349d0d931df877c00d8101d037243dc

If-None-Match

請(qǐng)求報(bào)文頭，與Etag相對(duì)應(yīng)，瀏覽器把服務(wù)器最后一次給的Etag返回，服務(wù)器將以此進(jìn)行對(duì)比，判斷資源是否需要更新。

形如：

If-None-Match:58b66ccbe349d0d931df877c00d8101d037243dc

協(xié)商流程

以下假定資源已經(jīng)獲取過一次，并且運(yùn)行在HTTP/1.1環(huán)境下，現(xiàn)在進(jìn)行二次訪問。

流程圖如下：

說明：

客戶端是有可能因?yàn)榫彺嬖虿幌蚍?wù)器發(fā)起任何請(qǐng)求的，圖中200狀態(tài)（from cache）就是這種情況。
服務(wù)器根據(jù)回傳的If-Modified-Since與Last-Modified比對(duì)，如果不同則說明這個(gè)文件修改過，需要更新。但在這種判斷精度是秒，如果是一秒內(nèi)的改動(dòng)，就需要進(jìn)一步對(duì)比回傳的If-None-Match與ETag的值。
服務(wù)器返回304的意思就是不需要重新獲取新資源，直接使用本地緩存即可。

緩存多久合適

生存時(shí)間（TTL）指令告訴瀏覽器應(yīng)該緩存某個(gè)資源多久，即Cache-Control或Expires的值。找到給定資源的最佳TTL值并沒有完美的科學(xué)方法，只能憑經(jīng)驗(yàn)給出一些指導(dǎo)原則。

指導(dǎo)原則：

純靜態(tài)內(nèi)容，例如圖片或帶版本的數(shù)據(jù)，可以在客戶端永久緩存；
CSS/JS和個(gè)性化資源，緩存時(shí)間大約是會(huì)話（交互）平均時(shí)間的兩倍；
其他類型資源取決于新數(shù)據(jù)對(duì)舊數(shù)據(jù)的容忍極限。

瀏覽器操作對(duì)HTTP緩存的影響

緩存改進(jìn)方案

md5/hash緩存：通過不緩存html，為靜態(tài)文件添加MD5或者h(yuǎn)ash標(biāo)識(shí)，解決瀏覽器無法跳過緩存過期時(shí)間主動(dòng)感知文件變化的問題。
CDN緩存：CDN是構(gòu)建在網(wǎng)絡(luò)之上的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，依靠部署在各地的邊緣服務(wù)器，通過中心平臺(tái)的負(fù)載均衡、內(nèi)容分發(fā)、調(diào)度等功能模塊，使用戶就近獲取所需內(nèi)容，降低網(wǎng)絡(luò)擁塞，提高用戶訪問響應(yīng)速度和命中率。

言

本篇文章主要介紹了前端HTML5幾種存儲(chǔ)方式的總結(jié) ，主要包括本地存儲(chǔ)localstorage，本地存儲(chǔ)sessionstorage，離線緩存（application cache），Web SQL，IndexedDB。有興趣的可以了解一下。

正文開始~

總體情況

h5之前，存儲(chǔ)主要是用cookies。cookies缺點(diǎn)有在請(qǐng)求頭上帶著數(shù)據(jù)，大小是4k之內(nèi)。主Domain污染。

主要應(yīng)用：購物車、客戶登錄

對(duì)于IE瀏覽器有UserData，大小是64k,只有IE瀏覽器支持。

目標(biāo)

解決4k的大小問題
解決請(qǐng)求頭常帶存儲(chǔ)信息的問題
解決關(guān)系型存儲(chǔ)的問題
跨瀏覽器

1.本地存儲(chǔ)localstorage

存儲(chǔ)方式：

以鍵值對(duì)(Key-Value)的方式存儲(chǔ)，永久存儲(chǔ)，永不失效，除非手動(dòng)刪除。

大小：

每個(gè)域名5M

支持情況：

注意：IE9 localStorage不支持本地文件，需要將項(xiàng)目署到服務(wù)器，才可以支持！

if(window.localStorage){
 
 alert('This browser supports localStorage');
 
}else{
 
 alert('This browser does NOT support localStorage');
 
}

常用的API：

getItem //取記錄

setIten//設(shè)置記錄

removeItem//移除記錄

key//取key所對(duì)應(yīng)的值

clear//清除記錄

存儲(chǔ)的內(nèi)容：

數(shù)組，圖片，json，樣式，腳本。。。（只要是能序列化成字符串的內(nèi)容都可以存儲(chǔ)）

2.本地存儲(chǔ)sessionstorage

HTML5 的本地存儲(chǔ) API 中的 localStorage 與 sessionStorage 在使用方法上是相同的，區(qū)別在于 sessionStorage 在關(guān)閉頁面后即被清空，而 localStorage 則會(huì)一直保存。

3.離線緩存（application cache）

本地緩存應(yīng)用所需的文件

使用方法：

①配置manifest文件

頁面上：

<!DOCTYPE HTML>
 
<html manifest="demo.appcache">
 
...
 
</html>

Manifest 文件：

manifest 文件是簡(jiǎn)單的文本文件，它告知瀏覽器被緩存的內(nèi)容（以及不緩存的內(nèi)容）。

manifest 文件可分為三個(gè)部分：

①CACHE MANIFEST - 在此標(biāo)題下列出的文件將在首次下載后進(jìn)行緩存

②NETWORK - 在此標(biāo)題下列出的文件需要與服務(wù)器的連接，且不會(huì)被緩存

③FALLBACK - 在此標(biāo)題下列出的文件規(guī)定當(dāng)頁面無法訪問時(shí)的回退頁面（比如 404 頁面）

完整demo：

CACHE MANIFEST
 
# 2016-07-24 v1.0.0
 
/theme.css
 
/main.js
 
 
 
NETWORK:
 
login.jsp
 
 
 
FALLBACK:
 
/html/ /offline.html

服務(wù)器上：manifest文件需要配置正確的MIME-type，即 "text/cache-manifest"。

如Tomcat:

<mime-mapping>
 
 <extension>manifest</extension>
 
 <mime-type>text/cache-manifest</mime-type>
 
</mime-mapping>

常用API：

核心是applicationCache對(duì)象，有個(gè)status屬性，表示應(yīng)用緩存的當(dāng)前狀態(tài)：

0（UNCACHED） : 無緩存，即沒有與頁面相關(guān)的應(yīng)用緩存

1（IDLE） : 閑置，即應(yīng)用緩存未得到更新

2 （CHECKING） : 檢查中，即正在下載描述文件并檢查更新

3 （DOWNLOADING） : 下載中，即應(yīng)用緩存正在下載描述文件中指定的資源

4 （UPDATEREADY） : 更新完成，所有資源都已下載完畢

5 （IDLE） : 廢棄，即應(yīng)用緩存的描述文件已經(jīng)不存在了，因此頁面無法再訪問應(yīng)用緩存

相關(guān)的事件：

表示應(yīng)用緩存狀態(tài)的改變：

checking : 在瀏覽器為應(yīng)用緩存查找更新時(shí)觸發(fā)

error : 在檢查更新或下載資源期間發(fā)送錯(cuò)誤時(shí)觸發(fā)

noupdate : 在檢查描述文件發(fā)現(xiàn)文件無變化時(shí)觸發(fā)

downloading : 在開始下載應(yīng)用緩存資源時(shí)觸發(fā)

progress：在文件下載應(yīng)用緩存的過程中持續(xù)不斷地下載地觸發(fā)

updateready : 在頁面新的應(yīng)用緩存下載完畢觸發(fā)

cached : 在應(yīng)用緩存完整可用時(shí)觸發(fā)

Application Cache的三個(gè)優(yōu)勢(shì)：

① 離線瀏覽

② 提升頁面載入速度

③ 降低服務(wù)器壓力

注意事項(xiàng)：

1. 瀏覽器對(duì)緩存數(shù)據(jù)的容量限制可能不太一樣（某些瀏覽器設(shè)置的限制是每個(gè)站點(diǎn) 5MB）

2. 如果manifest文件，或者內(nèi)部列舉的某一個(gè)文件不能正常下載，整個(gè)更新過程將視為失敗，瀏覽器繼續(xù)全部使用老的緩存

3. 引用manifest的html必須與manifest文件同源，在同一個(gè)域下

4. 瀏覽器會(huì)自動(dòng)緩存引用manifest文件的HTML文件，這就導(dǎo)致如果改了HTML內(nèi)容，也需要更新版本才能做到更新。

5. manifest文件中CACHE則與NETWORK，F(xiàn)ALLBACK的位置順序沒有關(guān)系，如果是隱式聲明需要在最前面

6. FALLBACK中的資源必須和manifest文件同源

7. 更新完版本后，必須刷新一次才會(huì)啟動(dòng)新版本（會(huì)出現(xiàn)重刷一次頁面的情況），需要添加監(jiān)聽版本事件。

8. 站點(diǎn)中的其他頁面即使沒有設(shè)置manifest屬性，請(qǐng)求的資源如果在緩存中也從緩存中訪問

9. 當(dāng)manifest文件發(fā)生改變時(shí)，資源請(qǐng)求本身也會(huì)觸發(fā)更新

離線緩存與傳統(tǒng)瀏覽器緩存區(qū)別：

1. 離線緩存是針對(duì)整個(gè)應(yīng)用，瀏覽器緩存是單個(gè)文件

2. 離線緩存斷網(wǎng)了還是可以打開頁面，瀏覽器緩存不行

3. 離線緩存可以主動(dòng)通知瀏覽器更新資源

4.Web SQL

關(guān)系數(shù)據(jù)庫，通過SQL語句訪問

Web SQL 數(shù)據(jù)庫 API 并不是 HTML5 規(guī)范的一部分，但是它是一個(gè)獨(dú)立的規(guī)范，引入了一組使用 SQL 操作客戶端數(shù)據(jù)庫的 APIs。

支持情況：

Web SQL 數(shù)據(jù)庫可以在最新版的 Safari, Chrome 和 Opera 瀏覽器中工作。

核心方法：

①openDatabase：這個(gè)方法使用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫或者新建的數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫對(duì)象。

②transaction：這個(gè)方法讓我們能夠控制一個(gè)事務(wù)，以及基于這種情況執(zhí)行提交或者回滾。

③executeSql：這個(gè)方法用于執(zhí)行實(shí)際的 SQL 查詢。

打開數(shù)據(jù)庫：

var db = openDatabase('mydb', '1.0', 'Test DB', 2 * 1024 * 1024,fn);
 
//openDatabase() 方法對(duì)應(yīng)的五個(gè)參數(shù)分別為：數(shù)據(jù)庫名稱、版本號(hào)、描述文本、數(shù)據(jù)庫大小、創(chuàng)建回調(diào)

執(zhí)行查詢操作：

var db = openDatabase('mydb', '1.0', 'Test DB', 2 * 1024 * 1024);
 
db.transaction(function (tx) { 
 
 tx.executeSql('CREATE TABLE IF NOT EXISTS WIN (id unique, name)');
 
});

插入數(shù)據(jù)：　

var db = openDatabase('mydb', '1.0', 'Test DB', 2 * 1024 * 1024);
 
db.transaction(function (tx) {
 
 tx.executeSql('CREATE TABLE IF NOT EXISTS WIN (id unique, name)');
 
 tx.executeSql('INSERT INTO WIN (id, name) VALUES (1, "winty")');
 
 tx.executeSql('INSERT INTO WIN (id, name) VALUES (2, "LuckyWinty")');
 
});

讀取數(shù)據(jù)：

db.transaction(function (tx) {
 
 tx.executeSql('SELECT * FROM WIN', [], function (tx, results) {
 
 var len = results.rows.length, i;
 
 msg = "<p>查詢記錄條數(shù): " + len + "</p>";
 
 document.querySelector('#status').innerHTML += msg; 
 
 for (i = 0; i < len; i++){
 
 alert(results.rows.item(i).name );
 
 }
 
 }, null);
 
});

由這些操作可以看出，基本上都是用SQL語句進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的相關(guān)操作，如果你會(huì)MySQL的話，這個(gè)應(yīng)該比較容易用。

5.IndexedDB

索引數(shù)據(jù)庫 (IndexedDB) API（作為 HTML5 的一部分）對(duì)創(chuàng)建具有豐富本地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密集型的離線 HTML5 Web 應(yīng)用程序很有用。同時(shí)它還有助于本地緩存數(shù)據(jù)，使傳統(tǒng)在線 Web 應(yīng)用程序（比如移動(dòng) Web 應(yīng)用程序）能夠更快地運(yùn)行和響應(yīng)。

異步API：

在IndexedDB大部分操作并不是我們常用的調(diào)用方法，返回結(jié)果的模式，而是請(qǐng)求——響應(yīng)的模式，比如打開數(shù)據(jù)庫的操作

這樣，我們打開數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，實(shí)質(zhì)上返回了一個(gè)DB對(duì)象，而這個(gè)對(duì)象就在result中。由上圖可以看出，除了result之外。還有幾個(gè)重要的屬性就是onerror、onsuccess、onupgradeneeded（我們請(qǐng)求打開的數(shù)據(jù)庫的版本號(hào)和已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)庫版本號(hào)不一致的時(shí)候調(diào)用）。這就類似于我們的ajax請(qǐng)求那樣。我們發(fā)起了這個(gè)請(qǐng)求之后并不能確定它什么時(shí)候才請(qǐng)求成功，所以需要在回調(diào)中處理一些邏輯。

關(guān)閉與刪除：

function closeDB(db){
 
 db.close();
 
}
 
function deleteDB(name){
 
 indexedDB.deleteDatabase(name);
 
}

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：

indexedDB中沒有表的概念，而是objectStore，一個(gè)數(shù)據(jù)庫中可以包含多個(gè)objectStore，objectStore是一個(gè)靈活的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以存放多種類型數(shù)據(jù)。也就是說一個(gè)objectStore相當(dāng)于一張表，里面存儲(chǔ)的每條數(shù)據(jù)和一個(gè)鍵相關(guān)聯(lián)。

我們可以使用每條記錄中的某個(gè)指定字段作為鍵值（keyPath），也可以使用自動(dòng)生成的遞增數(shù)字作為鍵值（keyGenerator），也可以不指定。選擇鍵的類型不同，objectStore可以存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也有差異。

學(xué)習(xí)從來不是一個(gè)人的事情，要有個(gè)相互監(jiān)督的伙伴，想要學(xué)習(xí)或交流前端問題的小伙伴可以私信“學(xué)習(xí)”小明獲取web前端入門資料，一起學(xué)習(xí)，一起成長！

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