没看这篇干货，别说你会使用“缓存” _缓存

在互联网高速发展的今天，缓存技术被广泛地应用。无论业内还是业外，只要是提到性能问题，大家都会脱口而出“用缓存解决” 。

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这种说法带有片面性，甚至是一知半解，但是作为专业人士的我们，需要对缓存有更深、更广的了解。
缓存技术存在于应用场景的方方面面。从浏览器请求，到反向代理服务器，从进程内缓存到分布式缓存。其中缓存策略，算法也是层出不穷，今天就带大家走进缓存。
处处皆缓存
缓存对于每个开发者来说是相当熟悉了，为了提高程序的性能我们会去加缓存，但是在什么地方加缓存，如何加缓存呢?
假设一个网站，需要提高性能，缓存可以放在浏览器，可以放在反向代理服务器，还可以放在应用程序进程内，同时可以放在分布式缓存系统中。

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缓存策略图
从用户请求数据到数据返回，数据经过了浏览器，CDN，代理服务器，应用服务器，以及数据库各个环节。每个环节都可以运用缓存技术。
从浏览器/客户端开始请求数据，通过 HTTP 配合 CDN 获取数据的变更情况，到达代理服务器(Nginx)可以通过反向代理获取静态资源。
再往下来到应用服务器可以通过进程内(堆内)缓存，分布式缓存等递进的方式获取数据。如果以上所有缓存都没有命中数据，才会回源到数据库。
缓存的请求顺序是：用户请求→HTTP 缓存→CDN 缓存→代理服务器缓存→进程内缓存→分布式缓存→数据库。
看来在技术的架构每个环节都可以加入缓存，看看每个环节是如何应用缓存技术的。
HTTP 缓存
当用户通过浏览器请求服务器的时候，会发起 HTTP 请求，如果对每次 HTTP 请求进行缓存，那么可以减少应用服务器的压力。
当第一次请求的时候，浏览器本地缓存库没有缓存数据，会从服务器取数据，并且放到浏览器的缓存库中，下次再进行请求的时候会根据缓存的策略来读取本地或者服务的信息。

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HTTP 缓存流程图
一般信息的传递通过 HTTP 请求头 Header 来传递。目前比较常见的缓存方式有两种，分别是

强制缓存
对比缓存

强制缓存
当浏览器本地缓存库保存了缓存信息，在缓存数据未失效的情况下，可以直接使用缓存数据。否则就需要重新获取数据。
这种缓存机制看上去比较直接，那么如何判断缓存数据是否失效呢?这里需要关注 HTTP Header 中的两个字段 Expires 和 Cache-Control 。
Expires 为服务端返回的过期时间，客户端第一次请求服务器，服务器会返回资源的过期时间。如果客户端再次请求服务器，会把请求时间与过期时间做比较。
如果请求时间小于过期时间，那么说明缓存没有过期，则可以直接使用本地缓存库的信息。
反之，说明数据已经过期，必须从服务器重新获取信息，获取完毕又会更新最新的过期时间。
这种方式在 HTTP 1.0 用的比较多，到了 HTTP 1.1 会使用 Cache-Control 替代。
Cache-Control 中有个 max-age 属性，单位是秒，用来表示缓存内容在客户端的过期时间。
例如：max-age 是 60 秒，当前缓存没有数据，客户端第一次请求完后，将数据放入本地缓存。
那么在 60 秒以内客户端再发送请求，都不会请求应用服务器，而是从本地缓存中直接返回数据。如果两次请求相隔时间超过了 60 秒，那么就需要通过服务器获取数据。
对比缓存
需要对比前后两次的缓存标志来判断是否使用缓存。浏览器第一次请求时，服务器会将缓存标识与数据一起返回，浏览器将二者备份至本地缓存库中。浏览器再次请求时，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，如果判断数据没有发生变化，把判断成功的 304 状态码发给浏览器。
这时浏览器就可以使用缓存的数据来。服务器返回的就只是 Header，不包含 Body 。
下面介绍两种标识规则：
①Last-Modified/If-Modified-Since 规则
在客户端第一次请求的时候，服务器会返回资源最后的修改时间，记作 Last-Modified 。客户端将这个字段连同资源缓存起来。
Last-Modified 被保存以后，在下次请求时会以 Last-Modified-Since 字段被发送。