Http 快取機制作為 web 效能優化的重要手段，對於從事 Web 開發的同學們來說，應該是知識體系庫中的一個基礎環節，同時對於有志成為前端架構師的同學來說是必備的知識技能。
但是對於很多前端同學來說，僅僅只是知道瀏覽器會對請求的靜態檔案進行快取，但是為什麼被快取，快取是怎樣生效的，卻並不是很清楚。
在此，我會嘗試用簡單明瞭的文字，像大家系統的介紹HTTP快取機制，期望對各位正確的理解前端快取有所幫助。

HTTP報文就是瀏覽器和伺服器間通訊時傳送及響應的資料塊。
瀏覽器向伺服器請求資料，傳送請求(request)報文；伺服器向瀏覽器返回資料，返回響應(response)報文。
報文資訊主要分為兩部分
1.包含屬性的首部(header)--------------------------附加資訊（cookie，快取資訊等）與快取相關的規則資訊，均包含在header中
2.包含資料的主體部分(body)-----------------------HTTP請求真正想要傳輸的部分

為方便大家理解，我們認為瀏覽器存在一個快取資料庫,用於儲存快取資訊。

在客戶端第一次請求資料時，此時快取資料庫中沒有對應的快取資料，需要請求伺服器，伺服器返回後，將資料儲存至快取資料庫中。

HTTP快取有多種規則，根據是否需要重新向伺服器發起請求來分類，我將其分為兩大類(強制快取，對比快取)

已存在快取資料時，僅基於強制快取，請求資料的流程如下
在詳細介紹這兩種規則之前，先通過時序圖的方式，讓大家對這兩種規則有個簡單瞭解。

已存在快取資料時，僅基於對比快取，請求資料的流程如下

對快取機制不太瞭解的同學可能會問，基於對比快取的流程下，不管是否使用快取，都需要向伺服器傳送請求，那麼還用快取幹什麼？
這個問題，我們暫且放下，後文在詳細介紹每種快取規則的時候，會帶給大家答案。

我們可以看到兩類快取規則的不同，強制快取如果生效，不需要再和伺服器發生互動，而對比快取不管是否生效，都需要與服務端發生互動。
兩類快取規則可以同時存在，強制快取優先順序高於對比快取，也就是說，當執行強制快取的規則時，如果快取生效，直接使用快取，不再執行對比快取規則。

從上文我們得知，強制快取，在快取資料未失效的情況下，可以直接使用快取資料，那麼瀏覽器是如何判斷快取資料是否失效呢？
我們知道，在沒有快取資料的時候，瀏覽器向伺服器請求資料時，伺服器會將資料和快取規則一併返回，快取規則資訊包含在響應header中。

對於強制快取來說，響應header中會有兩個欄位來標明失效規則（Expires/Cache-Control）
使用chrome的開發者工具，可以很明顯的看到對於強制快取生效時，網路請求的情況

Expires
Expires的值為服務端返回的到期時間，即下一次請求時，請求時間小於服務端返回的到期時間，直接使用快取資料。
不過Expires 是HTTP 1.0的東西，現在預設瀏覽器均預設使用HTTP 1.1，所以它的作用基本忽略。
另一個問題是，到期時間是由服務端生成的，但是客戶端時間可能跟服務端時間有誤差，這就會導致快取命中的誤差。
所以HTTP 1.1 的版本，使用Cache-Control替代。

Cache-Control
Cache-Control 是最重要的規則。常見的取值有private、public、no-cache、max-age，no-store，預設為private。
private:             客戶端可以快取
public:               客戶端和代理伺服器都可快取（前端的同學，可以認為public和private是一樣的）
max-age=xxx:   快取的內容將在 xxx 秒後失效
no-cache:         需要使用對比快取來驗證快取資料（後面介紹）
no-store:           所有內容都不會快取，強制快取，對比快取都不會觸發（對於前端開發來說，快取越多越好，so...基本上和它說886）

舉個板栗
 
圖中Cache-Control僅指定了max-age，所以預設為private，快取時間為31536000秒（365天）
也就是說，在365天內再次請求這條資料，都會直接獲取快取資料庫中的資料，直接使用。

對比快取

對比快取，顧名思義，需要進行比較判斷是否可以使用快取。
瀏覽器第一次請求資料時，伺服器會將快取標識與資料一起返回給客戶端，客戶端將二者備份至快取資料庫中。
再次請求資料時，客戶端將備份的快取標識傳送給伺服器，伺服器根據快取標識進行判斷，判斷成功後，返回304狀態碼，通知客戶端比較成功，可以使用快取資料。

第一次訪問：

再次訪問：

通過兩圖的對比，我們可以很清楚的發現，在對比快取生效時，狀態碼為304，並且報文大小和請求時間大大減少。
原因是，服務端在進行標識比較後，只返回header部分，通過狀態碼通知客戶端使用快取，不再需要將報文主體部分返回給客戶端。

對於對比快取來說，快取標識的傳遞是我們著重需要理解的，它在請求header和響應header間進行傳遞，
一共分為兩種標識傳遞，接下來，我們分開介紹。

If-Modified-Since：
再次請求伺服器時，通過此欄位通知伺服器上次請求時，伺服器返回的資源最後修改時間。
伺服器收到請求後發現有頭If-Modified-Since 則與被請求資源的最後修改時間進行比對。
若資源的最後修改時間大於If-Modified-Since，說明資源又被改動過，則響應整片資源內容，返回狀態碼200；
若資源的最後修改時間小於或等於If-Modified-Since，說明資源無新修改，則響應HTTP 304，告知瀏覽器繼續使用所儲存的cache。

Etag  /  If-None-Match（優先順序高於Last-Modified  /  If-Modified-Since）
Etag：
伺服器響應請求時，告訴瀏覽器當前資源在伺服器的唯一標識（生成規則由伺服器決定）。

If-None-Match：
再次請求伺服器時，通過此欄位通知伺服器客戶段快取資料的唯一標識。
伺服器收到請求後發現有頭If-None-Match 則與被請求資源的唯一標識進行比對，
不同，說明資源又被改動過，則響應整片資源內容，返回狀態碼200；
相同，說明資源無新修改，則響應HTTP 304，告知瀏覽器繼續使用所儲存的cache。

總結
對於強制快取，伺服器通知瀏覽器一個快取時間，在快取時間內，下次請求，直接用快取，不在時間內，執行比較快取策略。
對於比較快取，將快取資訊中的Etag和Last-Modified通過請求傳送給伺服器，由伺服器校驗，返回304狀態碼時，瀏覽器直接使用快取。

瀏覽器第一次請求：

再次請求時：

文中如果出現錯誤，希望小夥伴們可以諒解，更希望可以給予指正