超详细！深入理解 HTTP 缓存机制及原理
HTTP 缓存，对于前端的性能优化方面来讲，是非常关键的，从缓存中读取数据和直接向服务器请求数据，完全就是一个在天上，一个在地下。
我们最熟悉的是 HTTP 服务器响应返回状态码 304，304 代表表示告诉浏览器，本地有缓存数据，可直接从本地获取，无需从服务器获取浪费时间。
至于为什么被缓存，如何命中缓存以及缓存什么时候生效的，我们却很少在实际开发中去了解。今天我们来从根上理解 HTTP 缓存机制及原理。
为什么会有缓存?
单纯的从计算机角度去说，比较抽象，咱们看一个实际的例子。比如，我们通常喜欢把没看完的书放在书架上，而看完以及没有看的书放在箱子中保存。
如果我们把所有的书保存在箱子中，每次看书都要去箱子中找，所以非常麻烦和耗时(这里的箱子，可以想象成服务器)。
当我们开始看新书时，第一次从箱子中取出，看了一半，然后我们直接放到书架上，当下次再看书的时候，直接从书架中取出，这里的书架，就是我们下边要讲到的缓存(一个缓存仓库)。
缓存的“龟”则
当浏览器发出请求到数据请求回来的过程，就像是上述中的取书过程。
浏览器在加载资源时，根据请求头的Expires 和 Cache-control 判断是否命中强缓存，是则直接从缓存读取资源，不会发请求到服务器。
如果没有命中强缓存，浏览器一定会发送一个请求到服务器，通过 Last-Modified 和 Etag 验证资源是否命中协商缓存，如果命中，服务器会将这个请求返回，但是不会返回这个资源的数据，依然是从缓存中读取资源。
如果前面两者都没有命中，直接从服务器加载资源。
HTTP 缓存分类
上述讲到，HTTP 是有“龟”则的，根据浏览器是否向服务器发起请求来分为强缓存和协商缓存。
1. 强缓存
强缓存的意思就是不向服务器发起请求的缓存，也就是本地强制缓存。浏览器想要获取特定数据的时候，首先会检查一下本地的缓存是否存在该数据，如果存在，就直接在本地获取了，如果不存在，就向服务器索要该数据。
详细请求过程如下：
那么问题来了，如果我们想使用强缓存，那怎么判断缓存数据什么时候失效呢?
当浏览器向服务器请求数据的时候，服务器会将数据和缓存的规则返回，在响应头的 header 中，有两个字段 Expires和Cache-Control。
(1) Expires
expires:Wed,11Sep201916:12:18GMT
在响应头中 Expires 字段的意思是，当前返回数据的缓存到期时间戳。当浏览器在进行请求的时候，会拿浏览器本地的时候和这个时间做对比，判断资源是否过期。
但是上述存在一个问题就是，如果我手动改变了电脑的时间，那么就会出现问题，这也是 HTTP1.0 中存在的问题。
(2) Cache-Control
为了解决这个问题，在 HTTP1.1 中增加了 Cache-Control 这个字段。
Cache-Control:max-age=7200
服务器和客户端说，这个资源缓存只可以存在 7200 秒，在这个时间段之内，你就可以在缓存获取资源。
如果 Expire 和 Cache-control 两者同时出现，则以 Cache-control 为主
除此之外，cache-control 还有其他字段可以使用。
cache-control:max-age=3600, s-maxage=31536000
Public：只要为资源设置了 public，那么它既可以被浏览器缓存，也可以被代理服务器缓存;
Private(默认值)：则该资源只能被浏览器缓存。
no-store：不使用任何缓存，直接向服务器发起请求。
no-cache：绕开浏览器缓存(每次发起请求不会询问浏览器缓存)，而是直接向服务器确认该缓存是够过期。
2. 协商缓存
浏览器第一次请求数据时，服务器会将缓存标识与数据一起返回给客户端，客户端将二者备份至缓存数据库中。
再次请求数据时，客户端将备份的缓存标识发送给服务器，服务器根据缓存标识进行判断，判断成功后，返回304状态码，通知客户端比较成功，可以使用缓存数据。
// 命中缓存的响应字段 Request Method:GET Status Code: 304 Not Modified
怎么来识别协商缓存的?主要通过报文头部 header 中的Last-Modified，If-Modified-Since 以及ETag、If-None-Match 字段来进行识别。
(1) Last-Modified
Last-Modified 字段的意思是服务器资源的最后修改时间。第一次请求服务器，服务器的头部字段可增加这个字段，用于设置协商缓存。
Last-Modified:Fri,27Oct201706:35:57GMT
当浏览器再次发起请求的时候，首部字段增加 If-Modified-Since 本地时间戳字段发给服务器。
If-Modified-Since:Fri,27Oct201706:35:57GMT
服务端接收到请求之后，就拿 If-Modified-Since 字段值和本身的过期时间对比。
如果请求头中的这个值小于最后修改时间，返回的 304 响应，让其在本地浏览器缓存取出数据。如果时间过期，并在 Response Headers中添加新的 Last-Modified 值返回给浏览器。
但是 Last-Modified 存在一个局限性，有以下两种情况：
不该请求，还会请求。编辑了文件，文件内容没有变，但是服务器确认为我们改动了文件，所以重新设置了缓存时间，当做新请求返回给浏览器。
该请求，反而没有请求。修改文件速度很快，快过 If-Modified-Since 字段时间差的检测，文件虽然改动了，但是并没有重新生成新的资源。
(2) ETag
ETag 代表的意思是标识字符串。由于上述 Last-Modified 字段存在的缺陷，所以在 HTTP / 1.1 我们对资源进行内容编码，只要内容被改变，这个编码就不同。
和上述请求原理一样，浏览器首次发起请求，然后服务器在响应头返回一个标识字符串。
ETag: W/"2a3b-1602480f459"
浏览器再次发起请求，携带一个值相同的字符串。
If-None-Match: W/"2a3b-1602480f459"
服务端接收到该字符串就会作对比，如果相同，则让其读取本地缓存，否则，将新的资源返回给浏览器端。
缓存位置
缓存的位置按照获取资源请求优先级，缓存位置依次如下：
Memory Cache(内存缓存)
Service Worker(离线缓存)
Disk Cache(磁盘缓存)
Push Cache(推送缓存)
(1) Memory Cache
Memory 为内存缓存，是浏览器最先尝试命中的缓存，也是响应最快的缓存。但是存活时间最短的，当进程结束后，tab 标签关闭后，缓存就不存在了。
因为内存空间比较小，通常较小的资源放在内存缓存中，比如 base64 图片等资源。
(2) Service Worker
Service Worker 是一种独立于主线程之外的 Javascript 线程。它脱离于浏览器窗体，因此无法直接访问 DOM。
可以帮我们实现离线缓存、消息推送和网络代理等功能。
(3) Disk Cache
内存的优先性，导致大文件不能缓存到内存中，那么磁盘缓存则不同。虽然存储效率比内存缓存慢，但是存储容量和存储市场有优势。
(4) Push Cache
它是最后一道缓存命中，属于 HTTP2 的内容。如果感兴趣的同学，可以先去了解了解。
