摘要：瀏覽器先向網(wǎng)關(guān)發(fā)起請求，網(wǎng)關(guān)服務(wù)器后面對應(yīng)著一臺或多臺負(fù)載均衡源服務(wù)器，會根據(jù)它們的負(fù)載請求，動態(tài)將請求轉(zhuǎn)發(fā)到合適的源服務(wù)器上。雖然這種架構(gòu)負(fù)載均衡源服務(wù)器之間的緩存沒法共享，但卻擁有更好的處擴(kuò)展性。參考資料緩存機(jī)制系列

Web緩存是指一個Web資源（如html頁面，圖片，js，數(shù)據(jù)等）存在于Web服務(wù)器和客戶端（瀏覽器）之間的副本。緩存會根據(jù)進(jìn)來的請求保存輸出內(nèi)容的副本；當(dāng)下一個請求來到的時候，如果是相同的URL，緩存會根據(jù)緩存機(jī)制決定是直接使用副本響應(yīng)訪問請求，還是向源服務(wù)器再次發(fā)送請求。比較常見的就是瀏覽器會緩存訪問過網(wǎng)站的網(wǎng)頁，當(dāng)再次訪問這個URL地址的時候，如果網(wǎng)頁沒有更新，就不會再次下載網(wǎng)頁，而是直接使用本地緩存的網(wǎng)頁。只有當(dāng)網(wǎng)站明確標(biāo)識資源已經(jīng)更新，瀏覽器才會再次下載網(wǎng)頁

Web應(yīng)用，特別是SNS類型的應(yīng)用，往往關(guān)系比較復(fù)雜，數(shù)據(jù)庫表繁多，如果頻繁進(jìn)行數(shù)據(jù)庫查詢，很容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫不堪重荷。為了提供查詢的性能，會將查詢后的數(shù)據(jù)放到內(nèi)存中進(jìn)行緩存，下次查詢時，直接從內(nèi)存緩存直接返回，提供響應(yīng)效率。比如常用的緩存方案有memcached等。

代理服務(wù)器緩存
代理服務(wù)器是瀏覽器和源服務(wù)器之間的中間服務(wù)器，瀏覽器先向這個中間服務(wù)器發(fā)起Web請求，經(jīng)過處理后（比如權(quán)限驗證，緩存匹配等），再將請求轉(zhuǎn)發(fā)到源服務(wù)器。代理服務(wù)器緩存的運作原理跟瀏覽器的運作原理差不多，只是規(guī)模更大?？梢园阉斫鉃橐粋€共享緩存，不只為一個用戶服務(wù)，一般為大量用戶提供服務(wù)，因此在減少相應(yīng)時間和帶寬使用方面很有效，同一個副本會被重用多次。常見代理服務(wù)器緩存解決方案有Squid等

CDN緩存
CDN（Content delivery networks）緩存，也叫網(wǎng)關(guān)緩存、反向代理緩存。CDN緩存一般是由網(wǎng)站管理員自己部署，為了讓他們的網(wǎng)站更容易擴(kuò)展并獲得更好的性能。瀏覽器先向CDN網(wǎng)關(guān)發(fā)起Web請求，網(wǎng)關(guān)服務(wù)器后面對應(yīng)著一臺或多臺負(fù)載均衡源服務(wù)器，會根據(jù)它們的負(fù)載請求，動態(tài)將請求轉(zhuǎn)發(fā)到合適的源服務(wù)器上。雖然這種架構(gòu)負(fù)載均衡源服務(wù)器之間的緩存沒法共享，但卻擁有更好的處擴(kuò)展性。

瀏覽器緩存根據(jù)一套與服務(wù)器約定的規(guī)則進(jìn)行工作，在同一個會話過程中會檢查一次并確定緩存的副本足夠新。如果你瀏覽過程中，比如前進(jìn)或后退，訪問到同一個圖片，這些圖片可以從瀏覽器緩存中調(diào)出而即時顯現(xiàn)。

應(yīng)用層緩存指的是從代碼層面上，通過代碼邏輯和緩存策略，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)，頁面，圖片等資源的緩存，可以根據(jù)實際情況選擇將數(shù)據(jù)存在文件系統(tǒng)或者內(nèi)存中，減少數(shù)據(jù)庫查詢或者讀寫瓶頸，提高響應(yīng)效率。

所有的緩存都是基于一套規(guī)則來幫助他們決定什么時候使用緩存中的副本提供服務(wù)（假設(shè)有副本可用的情況下，未被銷毀回收或者未被刪除修改）。這些規(guī)則有的在協(xié)議中有定義（如HTTP協(xié)議1.0和2.0），有的則是由緩存的管理員設(shè)置（如DBA、瀏覽器的用戶、代理服務(wù)器管理員或者應(yīng)用開發(fā)者）

對于瀏覽器端的緩存來講，這些規(guī)則是在HTTP協(xié)議頭和HTML頁面的Meta標(biāo)簽中定義的。他們分別從新鮮度和校驗值兩個維度來規(guī)定瀏覽器是否可以直接使用緩存中的副本，還是需要去源服務(wù)器獲取更新的版本。

新鮮度（過期機(jī)制）：也就是緩存副本有效期。一個緩存副本必須滿足以下條件，瀏覽器會認(rèn)為它是有效的，足夠新的：

含有完整的過期時間控制頭信息（HTTP協(xié)議報頭Cache-Control與Expires），并且仍在有效期內(nèi)；

如果已經(jīng)超過有效期，發(fā)起請求到服務(wù)器驗證Etag,如果沒有更新，還是使用瀏覽器緩存

滿足以上兩個情況的一種，瀏覽器會直接從緩存中獲取副本并渲染。
校驗值（驗證機(jī)制）：

Cache-Control與Expires的作用一致，都是指明當(dāng)前資源的有效期，控制瀏覽器是否直接從瀏覽器緩存取數(shù)據(jù)還是重新發(fā)請求到服務(wù)器取數(shù)據(jù)。只不過Cache-Control的選擇更多，設(shè)置更細(xì)致，如果同時設(shè)置的話，其優(yōu)先級高于Expires。

服務(wù)器返回資源的時候有時在控制頭信息帶上這個資源的實體標(biāo)簽Etag（Entity Tag），它可以用來作為瀏覽器再次請求過程的校驗標(biāo)識。如過發(fā)現(xiàn)校驗標(biāo)識不匹配，說明資源已經(jīng)被修改或過期，瀏覽器需求重新獲取資源內(nèi)容。

如果檢測到本地的緩存還是有效的時間范圍內(nèi)，瀏覽器直接使用本地副本，不會發(fā)送任何請求。兩者一起使用時，Cache-Control/Expires的優(yōu)先級要高于Last-Modified/ETag。即當(dāng)本地副本根據(jù)Cache-Control/Expires發(fā)現(xiàn)還在有效期內(nèi)時，則不會再次發(fā)送請求去服務(wù)器詢問修改時間（Last-Modified）或?qū)嶓w標(biāo)識（Etag）了。

一般情況下，使用Cache-Control/Expires會配合Last-Modified/ETag一起使用，因為即使服務(wù)器設(shè)置緩存時間, 當(dāng)用戶點擊“刷新”按鈕時，瀏覽器會忽略緩存繼續(xù)向服務(wù)器發(fā)送請求，這時Last-Modified/ETag將能夠很好利用304，從而減少響應(yīng)開銷。

你可能會覺得使用Last-Modified已經(jīng)足以讓瀏覽器知道本地的緩存副本是否足夠新，為什么還需要Etag（實體標(biāo)識）呢？HTTP1.1中Etag的出現(xiàn)主要是為了解決幾個Last-Modified比較難解決的問題：
Last-Modified標(biāo)注的最后修改只能精確到秒級，如果某些文件在1秒鐘以內(nèi)，被修改多次的話，它將不能準(zhǔn)確標(biāo)注文件的新鮮度
如果某些文件會被定期生成，當(dāng)有時內(nèi)容并沒有任何變化，但Last-Modified卻改變了，導(dǎo)致文件沒法使用緩存
有可能存在服務(wù)器沒有準(zhǔn)確獲取文件修改時間，或者與代理服務(wù)器時間不一致等情形
Etag是服務(wù)器自動生成或者由開發(fā)者生成的對應(yīng)資源在服務(wù)器端的唯一標(biāo)識符，能夠更加準(zhǔn)確的控制緩存。Last-Modified與Etag是可以一起使用的，服務(wù)器會優(yōu)先驗證Etag，一致的情況下，才會繼續(xù)比對Last-Modified，最后才決定是否返回304

用戶在使用瀏覽器的時候，會有各種操作，比如輸入地址后回車，按F5刷新等，這些行為會對緩存有什么影響呢？

通過上表我們可以看到，當(dāng)用戶在按F5進(jìn)行刷新的時候，會忽略Cache-Control/Expires的設(shè)置，會再次發(fā)送請求去服務(wù)器請求，而Last-Modified/ETag還是有效的，服務(wù)器會根據(jù)情況判斷返回304還是200；而當(dāng)用戶使用Ctrl+F5進(jìn)行強(qiáng)制刷新的時候，只是所有的緩存機(jī)制都將失效，重新從服務(wù)器拉去資源。

Web緩存機(jī)制系列