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HTTP的请求和响应详解 Expires、Cache-Control、Last-Modified、ETag


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Expires、Cache-Control、Last-Modified、ETag是RFC 2616(HTTP/1.1)协议中和网页缓存相关的几个字段。前两个用来控制缓存的失效日期,后两个用来验证网页的有效性。要注意的是, HTTP/1.0有一个功能比较弱的缓存控制机制:Pragma,使用HTTP/1.0的缓存将忽略Expires和Cache-Control头。我们 这里以Apache2.0服务器为例,只讨论HTTP/1.1协议。

Expires

    Expires字段声明了一个网页或URL地址不再被浏览器缓存的时间,一旦超过了这个时间,浏览器都应该联系原始服务器。RFC告诉我们:“由于推断的失效时间也许会降低语义透明度,应该被谨慎使用,同时我们鼓励原始服务器尽可能提供确切的失效时间。”

    对于一般的纯静态页面,如html、gif、jpg、css、js,默认安装的Apache服务器,不会在响应头添加这个字段。Firefox浏览器接受 到相应后,如果发现没有Expires字段,浏览器根据文件的类型和“Last-Modified”字段来推断出一个合适的失效时间,并存储在客户端。推 测出的时间一般是接受到响应时间后的三天左右。

    Apache的expires_module模块可以在Http响应头部自动加上Expires字段。在Apache的httpd.conf文件中进行如下配置:

#启用expires_module模块

LoadModule expires_module modules/mod_expires.so

# 启用有效期控制

ExpiresActive On

# GIF有效期为1个月

ExpiresByType image/gif A2592000

# HTML文档的有效期是最后修改时刻后的一星期

ExpiresByType text/html M604800

#以下的含义类似

ExpiresByType text/css “now plus 2 month”

ExpiresByType text/js “now plus 2 day”

ExpiresByType image/jpeg “access plus 2 month”

ExpiresByType image/bmp “access plus 2 month”

ExpiresByType image/x-icon “access plus 2 month”

ExpiresByType image/png “access plus 2 month”

对于动态页面,如果在页面内部没有通过函数强制加上Expires,例如header(”Expires: ” . gmdate(”D, d M Y H:i:s”) . ” GMT”),Apache服务器会把Wed, 11 Jan 1984 05:00:00 GMT作为Expires字段内容,返回给浏览器。即认为动态页面总是失效的。而浏览器仍然会保存已经失效的动态页面。

可以发现Firefox浏览器总是缓存所有页面,不管失效、不失效还是没有声明失效时间。即使缓存中声明了一个网页的实效日期是 1970-01- 01 08:00:00,浏览器仍然会发送该文件在缓存中的Last-Modified和ETag字段。如果在服务器端验证通过,返回304状态,浏览器就还会 使用此缓存。

Cache-Control

    Cache-Control字段中可以声明多些元素,例如no-cache, must-revalidate, max-age=0等。这些元素用来指明页面被缓存最大时限,如何被缓存的,如何被转换到另一个不同的媒介,以及如何被存放在持久媒介中的。但是任何一个 Cache-Control指令都不能保证隐私性或者数据的安全性。“private”和“no-store”指令可以为隐私性和安全性方面提供一些帮 助,但是他们并不能用于替代身

份验证和加密。

     Apache的mod_cern_meta模块允许文件级Http响应头部的控制,同时它也可以配置Cache-Control头(或任何其他头)。响应 头文件是放在原始目录的子目录中,根据原始文件名所命名的一个文件。具体用法请参阅Apache的官方网站。其中Cache-Control : max-age表示失效日期。如果没有启动mod_cern_meta模块,Apache服务器会把Expires字段中的日期换算成以秒为单位的一个 delta值,赋值给max-age。如果启动mod_cern_meta模块,并且配置了max-age值,Apache会将这个覆盖Expires字 段。同时,max-age隐含了Canche-Control: public。这样浏览器接受到的Cache-Control : max-age和Expires值就是一致的。

    如果失效日期Cache-Control : max-ag=0或者是负值,浏览器会在对应的缓存中把Expires设置为1970-01-01 08:00:00。

Last-Modified

    Last-Modified和ETag是条件请求(Conditional Request)相关的两个字段。如果一个缓存收到了针对一个页面的请求,它发送一个验证请求询问服务器页面是否已经更改,在HTTP头里面带上” ETag”和”If Modify Since”头。服务器根据这些信息判断是否有更新信息,如果没有,就返回HTTP 304(NotModify);如果有更新,返回HTTP 200和更新的页面内容,并且携带新的”ETag”和”LastModified”。

    使用这个机制,能够避免重复发送文件给浏览器,不过仍然会产生一个HTTP请求。

一般纯静态页面本身都会有Last-Modified信息,Apache服务器会读取页面文件中的Last-Modified信息,并添加到http响应头部。

    对于动态页面,如果在页面内部没有通过函数强制加上Last-Modified,例如header(”Last-Modified: ” . gmdate(”D, d M Y H:i:s”) . ” GMT”),Apache服务器会把当前时间作为Last-Modified,返回给浏览器。

   无论是纯静态页面还是动态页面,Firefox浏览器巧妙地按照接受到服务器响应的时间设置缓存页面的Last-Modified,而不是按照http响应头部中的Last-Modified字段。

ETag

   既然有了Last-Modified,为什么还要用ETag字段呢?因为如果在一秒钟之内对一个文件进行两次更改,Last-Modified就会不正确。因此,HTTP/1.1利用Entity Tag头提供了更加严格的验证。

    Apache服务器默认情况下,会对所有的静态、动态文件的响应头添加ETag字段。在Apache的httpd.conf文件中可以通过FileETag指令配置该选项。

   FileETag指令配置了当文档是基于一个文件时用以创建 Etag(entity tag)响应头的文件的属性。在Apache 1.3.22及以前,ETag的值是对文件的索引节(INode),大小(Size)和最后修改时间(MTime)进行Hash后得到的。如果一个目录的 配置包含了‘FileETag INode MTime Size’而其一个子目录包含了‘FileETag -INode’那么这个子目录的设置(并会被其下任何没有进行覆盖的子目录继承)将等价于‘FileETag MTime Size’。

    在多台负载平衡的服务器环境下,同一个文件会有不同的etag或者文件修改日期,浏览器每次都会重新下载。设置‘FileETag None’可以使响应头不再包含ETag字段。

 

三种典型web服务器Header设置内容过期方法

一、Internet 信息服务 (IIS)的内容过期设置

如果IIS 网站中有时间敏感信息,可以配置设置来保证过期信息不被代理服务器或 Web 浏览器缓存。可以配置网站内容,使之在任

何的时间自动过期。当启用内容过期时,Web 浏览器将比较当前日期和截止日期,以便决定是显示缓存页还是从服务器请求更新的页

。Microsoft ASP.NET 这样的服务器端技术可用于动态更改提供的内容。通常,时间敏感信息只限于单个文件、目录或网站;不过,您也可以为某台计算机上的所有网站设置内容过期。

必须是本地计算机上 Administrators 组的成员或者必须被委派了相应的权限,才能执行下列步骤。作为安全性的最佳操作,请使用不属于 Administrators 组的帐户登录计算机,然后使用运行方式命令以管理员身份运行 IIS管理器

在命令提示符下,键入 runas /user:administrative_accountname "mmc %systemroot%\system32\inetsrv\iis.msc"。

设置网站内容的过期时间

1. 在 IIS 管理器中,展开本地计算机;右键单击要设置内容过期的网站、虚拟目录或文件,然后单击“属性”。

2. 单击“HTTP 头”选项卡。

3. 选中“启用内容过期”复选框。

4. 单击“立即过期”、“此时间段后过期”或“过期时间”,然后在对应的框中输入所需的过期信息。

5. 单击“确定”。

 

二、APACHE服务的内容过期设置

Apache配置摘录及解释

i. 过期相关设置

LoadModule headers_module modules/mod_headers.so

#Load 修改header的模块。

LoadModule expires_module modules/mod_expires.so

#Load 设定过期header的模块。

Header append Via: CCN-BJ-4-502

#增加一个Via header,值配置成设备的hostname。

KeepAliveTimeout 60

#设置连接的保持时间为60秒。

ExpiresActive On

#启用过期header功能。

ExpiresDefault A604800

#缺省过期时间为“访问后的604800秒”

 

<Directory /data/download>

Options FollowSymLinks

AllowOverride None

Order allow,deny

Allow from all

ExpiresByType text/html A300

#text/html类型文件的过期设置为“访问后的300秒”

ExpiresByType text/css A259200

#text/css类型文件的过期设置为“访问后的259200秒”

ExpiresByType application/x-javascript A300

# application/x-javascript类型文件的过期设置为“访问后的300秒”

ExpiresByType image/gif A2592000

#image/gif类型文件的过期设置为“访问后的2592000秒”

ExpiresByType application/x-shockwave-flash A2592000

# application/x-shockwave-flash类型文件的过期设置为“访问后的2592000秒”

</Directory>

上述配置文件中load的两个模块:mod_headers.so  和mod_expires.so 可以让Apache具有对header的一些定制功能。

ExpiresByType:     表示按照文件类型-MIME-TYPE设定过期策略;

A300: 表示在Access后300秒后过期;

ExpiresByType text/css A2592000:    表示Mime type是text/css的文件,在Access后2592000秒过期。

ExpiresDefault A604800:  表示除了单独制定的文件类型等过期策略外的其他内容,按照这个缺省的策略设定:访问后604800秒过期。

上面的方法可以实现根据web发布的不同文件类型,针对不同的发布目录进行过期策略设置。在按照如上方法设置后,Apache会自动的产生两个相关的http header,举例如下:

HTTP/1.1 200 OK

Date: Tue, 27 Mar 2007 17:44:21 GMT

Server: Apache/2.0.54 (Unix)

Last-Modified: Thu, 25 Jan 2007 07:45:45 GMT

ETag: “72df3a-93-99499c40”

Accept-Ranges: bytes

Content-Length: 147

Cache-Control: max-age=2592000

Expires: Thu, 26 Apr 2007 17:44:21 GMT

Via: CCN-BJ-4-575

Keep-Alive: timeout=60, max=100

Connection: Keep-Alive

Content-Type: image/gif

Length: 147 [image/gif]

其中:Date + Max-age = Expires.  Max-age是个时间长度,对应web server上面设置的过期时间;Expires是根据max-age算出来的过期时间点,两者是一致的,不同cache在判断内容是否过期时会严格比较 系统时间和上述过期时间,或者比较age(在cache中存住的时间长度)和max-age的值。

 

三、lighttpd

lighttpd默认是没有开启expire模块的,需要我们在使用是手工开启这个模块支持。把mod_expire前面的“#”号去掉。

# vi  /usr/local/lighttpd/etc/lighttpd.conf

"mod_expire",


设定过期时间

    * 设定指定url的过期时间:

expire.url = (

"/images/" => "access 3 hours",

"/admin/" => "access 3 hours",

"/area/" => "access 3 hours",

"/calendar/" => "access 3 hours",

"/common/" => "access 3 hours",

"/front/" => "access 3 hours",

"/inc/" => "access 3 hours",

"/jeditor/" => "access 3 hours",

"/js/" => "access 3 hours",

"/script/" => "access 3 hours",

"/theme/" => "access 3 hours",

"/upload/" => "access 3 hours",

"/view/" => "access 3 hours",

"/help/" => "access 3 hours",

"/htm/" => "access 5 minutes"

)

设置Etag

在配置文件中增加,etag.use-inode="disable"(i节点不参与etag的运算),保证多台服务器生成的Etag值一致。


正确使用Etag和Expires标识处理,可以使得页面更加有效被Cache。

在客户端通过浏览器发出第一次请求某一个URL时,根据 HTTP 协议的规定,浏览器会向服务器传送报头(Http Request Header),服务器端响应同时记录相关属性标记(Http Reponse Header),服务器端的返回状态会是200,格式类似如下:

  1. HTTP/1.1 200 OK

  2. Date: Tue, 03 Mar 2009 04:58:40 GMT

  3. Content-Type: image/jpeg

  4. Content-Length: 83185

  5. Last-Modified: Tue, 24 Feb 2009 08:01:04 GMT

  6. Cache-Control: max-age=2592000

  7. Expires: Thu, 02 Apr 2009 05:14:08 GMT

  8. Etag: “5d8c72a5edda8d6a:3239″

客户端第二次请求此URL时,根据 HTTP 协议的规定,浏览器会向服务器传送报头(Http Request Header),服务器端响应并记录相关记录属性标记文件没有发生改动,服务器端返回304,直接从缓存中读取:

  1. HTTP/1.x 304 Not Modified

  2. Date: Tue, 03 Mar 2009 05:03:56 GMT

  3. Content-Type: image/jpeg

  4. Content-Length: 83185

  5. Last-Modified: Tue, 24 Feb 2009 08:01:04 GMT

  6. Cache-Control: max-age=2592000

  7. Expires: Thu, 02 Apr 2009 05:14:08 GMT

  8. Etag: “5d8c72a5edda8d6a:3239″

其中Last-Modified、Expires和Etag是标记页面缓存标识

一、Last-Modified、Expires和Etag相关工作原理

1、Last-Modified

在浏览器第一次请求某一个URL时,服务器端的返回状态会是200,内容是你请求的资源,同时有一个Last-Modified的属性标记 (Http Reponse Header)此文件在服务期端最后被修改的时间,格式类似这样:

Last-Modified: Tue, 24 Feb 2009 08:01:04 GMT

客户端第二次请求此URL时,根据 HTTP 协议的规定,浏览器会向服务器传送 If-Modified-Since 报头(Http Request Header),询问该时间之后文件是否有被修改过:

If-Modified-Since: Tue, 24 Feb 2009 08:01:04 GMT

如果服务器端的资源没有变化,则自动返回 HTTP 304 (NotChanged.)状态码,内容为空,这样就节省了传输数据量。当服务器端代码发生改变或者重启服务器时,则重新发出资源,返回和第一次请求时类 似。从而保证不向客户端重复发出资源,也保证当服务器有变化时,客户端能够得到最新的资源。

注:如果If-Modified-Since的时间比服务器当前时间(当前的请求时间request_time)还晚,会认为是个非法请求

2、Etag工作原理

HTTP 协议规格说明定义ETag为“被请求变量的实体标记” (参见14.19)。简单点即服务器响应时给请求URL标记,并在HTTP响应头中将其传送到客户端,类似服务器端返回的格式:

Etag: “5d8c72a5edda8d6a:3239″

客户端的查询更新格式是这样的:

If-None-Match: “5d8c72a5edda8d6a:3239″

如果ETag没改变,则返回状态304。

即:在客户端发出请求 后,Http Reponse Header中包含 Etag: “5d8c72a5edda8d6a:3239″

标识,等于告诉Client端,你拿到的这个的资源有表示 ID:5d8c72a5edda8d6a:3239。当下次需要发Request索要同一个 URI的时候,浏览器同时发出一个If-None-Match报头( Http RequestHeader)此时包头中信息包含上次访问得到的Etag: “5d8c72a5edda8d6a:3239″标识。

If-None-Match: “5d8c72a5edda8d6a:3239“

,这样,Client端等于Cache了两份,服务器端就会比对2者的etag。如果If- None-Match为False,不返回200,返回304 (Not Modified) Response。

3、Expires

给出的 日期/时间后,被响应认为是过时。如Expires: Thu, 02 Apr 2009 05:14:08 GMT

需和Last-Modified结合使用。用于控制请求文件的有效时间,当请求数据在有效期内时客 户端浏览器从缓存请求数据而不是服务器端. 当缓存中数据失效或过期,才决定从服务器更新数据。

4、Last-Modified和Expires

Last- Modified标识能够节省一点带宽,但是还是逃不掉发一个HTTP请求出去,而且要和Expires一起用。而Expires标识却使得浏览器干脆连 HTTP请求都不用发,比如当用户F5或者点击Refresh按钮的时候就算对于有Expires的URI,一样也会发一个HTTP请求出去,所 以,Last-Modified还是要用的,而 且要和Expires一起用。

5、 Etag和Expires

如果服务器端同时设置了Etag和Expires 时,Etag原理同样,即与Last-Modified/Etag对应的HttpRequest Header:If-Modified-Since和If-None-Match。我们可以看到这两个Header的值和WebServer发出的 Last-Modified,Etag值完全一样;在完全匹配If-Modified-Since和If-None-Match即检查完修改时间和 Etag之后,服务器才能返回304.

6、Last-Modified和Etag

Last-Modified 和ETags请求的http报头一起使用,服务器首先产生 Last-Modified/Etag标记,服务器可在稍后使用它来判断页面是否已经被修改,来决定文件是否继续缓存

过程如下:

1. 客户端请求一个页面(A)。

2. 服务器返回页面A,并在给A加上一个Last-Modified/ETag。

3. 客户端展现该页面,并将页面连同Last-Modified/ETag一起缓存。

4. 客户再次请求页面A,并将上次请求时服务器返回的Last-Modified/ETag一起传递给服务器。

5. 服务器检查该Last-Modified或ETag,并判断出该页面自上次客户端请求之后还未被修改,直接返回响应304和一个空的响应体。

注:

1、Last- Modified和Etag头都是由Web Server发出的Http Reponse Header,Web Server应该同时支持这两种头。

2、Web Server发送完Last-Modified/Etag头给客户端后,客户端会缓存这些头;

3、客户端再次发起相同页面的请求时,将分别发送与Last-Modified/Etag对 应的Http RequestHeader:If-Modified-Since和If-None-Match。我们可以看到这两个Header的值和 WebServer发出的Last-Modified,Etag值完全一样;

4、 通过上述值到服务器端检查,判断文件是否继续缓存;

二、Apache、 Lighttpd和Nginx中针配置Etag和Expires,有效缓存纯静态如css/js/pic/页面/流媒体等文件。

A、Expires

A.1、 Apache Etag

使用Apache的mod_expires 模块来设置,这包括控制应答时的Expires头内容和Cache-Control头的max-age指令

  1. ExpiresActive On

  2. ExpiresByType image/gif “access plus 1 month”

  3. ExpiresByType image/jpg “access plus 1 month”

  4. ExpiresByType image/jpeg “access plus 1 month”

  5. ExpiresByType image/x-icon “access plus 1 month”

  6. ExpiresByType image/bmp “access plus 1 month”

  7. ExpiresByType image/png “access plus 1 month”

  8. ExpiresByType text/html “access plus 30 minutes”

  9. ExpiresByType text/css  “access plus 30 minutes”

  10. ExpiresByType text/txt  “access plus 30 minutes”

  11. ExpiresByType text/js   ”access plus 30 minutes”

  12. ExpiresByType application/x-JavaScript   ”access plus 30 minutes”

  13. ExpiresByType application/x-shockwave-flash     ”access plus 30 minutes”

  14. <ifmodule mod_expires.c>

  15. <filesmatch “\.(jpg|gif|png|css|js)$”>

  16. ExpiresActive on

  17. ExpiresDefault “access plus 1 year”

  18. </filesmatch>

  19. </ifmodule>

当设置了expires后,会自动输出Cache-Control 的max-age 信息

具体关于 Expires 详细内容可以查看Apache官方文档。

在这个时间段里,该文件的请求都将直接通过缓存服务器获取,

当然如果需要忽略浏览器的刷新请求(F5),缓存服务器squid还需要使用 refresh_pattern 选项来忽略该请求

  1. refresh_pattern -i \.gif$ 1440 100% 28800 ignore-reload

  2. refresh_pattern -i \.jpg$ 1440 100% 28800 ignore-reload

  3. refresh_pattern -i \.jpeg$ 1440 100% 28800 ignore-reload

  4. refresh_pattern -i \.png$ 1440 100% 28800 ignore-reload

  5. refresh_pattern -i \.bmp$ 1440 100% 28800 ignore-reload

  6. refresh_pattern -i \.htm$ 60 100% 100 ignore-reload

  7. refresh_pattern -i \.html$ 1440 50% 28800 ignore-reload

  8. refresh_pattern -i \.xml$ 1440 50% 28800 ignore-reload

  9. refresh_pattern -i \.txt$ 1440 50% 28800 ignore-reload

  10. refresh_pattern -i \.css$ 1440 50% 28800 reload-into-ims

  11. refresh_pattern -i \.js$ 60 50% 100 reload-into-ims

  12. refresh_pattern . 10 50% 60

有关Squid中Expires的说明,请参考Squid官方中refresh_pattern介 绍。

A.2、Lighttpd Expires

和Apache一样Lighttpd设置expire也要先查看是否支持了mod_expire模 块,

下面的设置是让URI中所有images目录下的文件1小时后过期;

  1. expire.url = ( “/images/” => “access 1 hours” )

下面是让作用于images目录及其子目录的文件;

  1. $HTTP["url"] =~ “^/images/” {

  2. expire.url = ( “” => “access 1 hours” )

  3. }

也可以指定文件的类型;

  1. $HTTP["url"] =~ “\.(jpg|gif|png|css|js)$” {

  2. expire.url = ( “” => “access 1 hours” )

  3. }

具体参考Lighttpd官方Expires解释

A.3、Nginx中Expires

  1. location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$

  2. {

  3. expires 30d;

  4. }

  5. location ~ .*\.(js|css)?$

  6. {

  7. expires 1h;

  8. }

这类文件并不常修改,通过 expires 指令来控制其在浏览器的缓存,以减少不必要的请求。 expires 指令可以控制 HTTP 应答中的“ Expires ”和“ Cache-Control ”的头标(起到控制页面缓存的作用)。其他请参考Nginx中Expires

B.1、Apache中Etag设置

在Apache中设置Etag的支持比较简单,只用在含有静态文件的目录中建立一个文件.htaccess, 里面加入:

  1. FileETag MTime Size

这样就行了,详细的可以参考Apache的FileEtag文档页

B.2、 Lighttpd Etag

在Lighttpd中设置Etag支持:

etag.use-inode: 是否使用inode作为Etag

etag.use-mtime: 是否使用文件修改时间作为Etag

etag.use-size: 是否使用文件大小作为Etag

static-file.etags: 是否启用Etag的功能

第四个参数肯定是要enable的, 前面三个就看实际的需要来选吧,推荐使用修改时间

B.3、 Nginx Etag

Nginx中默认没有添加对Etag标识.Igor Sysoev的观点”在对静态文件处理上看不出如何Etag好于Last-Modified标识。”

Note:

Yes, it’s addition,and it’s easy to add, however, I do not see howETag is better than Last-Modified for static files. -Igor Sysoev

A nice short description is here:

http://www.mnot.NET/cache_docs/#WORK

It looks to me that it makes some caches out there to cache theresponse from the origin server more reliable as in rfc2616(ftp://ftp.rfc-editor.org/in-notes/rfc2616.txt) is written.

3.11 Entity Tags 13.3.2 Entity Tag Cache Validators 14.19 ETag

当然也有第三方nginx- static-etags 模块了,请参考

http://mikewest.org/2008/11/generating-etags-for-static-content-using-nginx

三、对于非实时交互动态页面中Expires和Etag处理

对数据更新并不频繁、如tag分类归档等等,可以考虑对其cache。简单点就是在非实时交 互的动 态程序中输出expires和etag标识,让其缓存。但需要注意关闭session,防止http response时http header包含session id标识;

3.1、Expires

如expires.PHP

  1. <?php

  2. header(’Cache-Control: max-age=86400,must-revalidate’);

  3. header(’Last-Modified: ‘ .gmdate(’D, d M Y H:i:s’) . ‘ GMT’ );

  4. header(”Expires: ” .gmdate (’D, d M Y H:i:s’, time() + ‘86400′ ). ‘ GMT’);

  5. ?>

以上信息表示该文件自请求后24小时后过期。

其他需要处理的动态页面直接调用即可。

3.2、Etag

根据Http返回状态来处理。当返回304直接从缓 存中读取

如etag.php

  1. <?php

  2. cache();

  3. echo date(”Y-m-d H:i:s”);

  4. function cache()

  5. {

  6. $etag = “http://longrujun.name”;

  7. if ($_SERVER[‘HTTP_IF_NONE_MATCH’] == $etag)

  8. {

  9. header(’Etag:’.$etag,true,304);

  10. exit;

  11. }

  12. else header(’Etag:’.$etag);

  13. }

  14. ?>




HTTP请求中浏览器的缓存机制

流程

当资源第一次被访问的时候,HTTP头部如下

(Request-Line)  GET /a.html HTTP/1.1

Host 127.0.0.1

User-Agent Mozilla/5.0 (X11; U; Linux i686; zh-CN; rv:1.9.0.15) Gecko/2009102815 Ubuntu/9.04 (jaunty) Firefox/3.0.15

Accept text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8

Accept-Language zh-cn,zh;q=0.5

Accept-Encoding gzip,deflate

Accept-Charset gb2312,utf-8;q=0.7,;q=0.7

Keep-Alive 300

Connection keep-alive

HTTP返回头部如下

(Status-Line)       HTTP/1.1 200 OK

Date Thu, 26 Nov 2009 13:50:54 GMT

Server Apache/2.2.11 (Unix) PHP/5.2.9

Last-Modified Thu, 26 Nov 2009 13:50:19 GMT

Etag "8fb8b-14-4794674acdcc0"

Accept-Ranges bytes

Content-Length 20

Keep-Alive timeout=5, max=100

Connection Keep-Alive

Content-Type text/html

当资源第一次被访问的时候,http返回200的状态码,并在头部携带上当前资源的一些描述信息,如

Last-Modified      // 指示最后修改的时间

Etag // 指示资源的状态唯一标识

Expires // 指示资源在浏览器缓存中的过期时间

接着浏览器会将文件缓存到Cache目录下,并同时保存文件的上述信息

当第二次请求该文件时,浏览器会先检查Cache目录下是否含有该文件,如果有,并且还没到Expires设置的时间,即文件还没有过期,那么此时浏览器将直接从Cache目录中读取文件,而不再发送请求

如果文件此时已经过期,则浏览器会发送一次HTTP请求到WebServer,并在头部携带上当前文件的如下信息

If-Modified-Since   Thu, 26 Nov 2009 13:50:19 GMT

If-None-Match "8fb8b-14-4794674acdcc0"

即把上一次修改的时间,以及上一次请求返回的Etag值一起发送给服务器。服务器在接收到这个请求的时候,先解析Header里头的信息,然后校验该头部信息。

如果该文件从上次时间到现在都没有过修改或者Etag信息没有变化,则服务端将直接返回一个304的状态,而不再返回文件资源,状态头部如下

(Status-Line)       HTTP/1.1 304 Not Modified

Date Thu, 26 Nov 2009 14:09:07 GMT

Server Apache/2.2.11 (Unix) PHP/5.2.9

Connection Keep-Alive

Keep-Alive timeout=5, max=100

Etag "8fb8b-14-4794674acdcc0"

这样,就能够很大程度上减少网络带宽以及提升用户的浏览器体验。

当然,如果服务器经过匹配发现文件修改过了,就会将文件资源返回,并带上新文件状态信息。

基本字段

Pragma

Pragma头域用来包含实现特定的指令,最常用的是Pragma:no-cache。在HTTP/1.1协议中,它的含义和Cache- Control:no-cache相同。

Expires

文件在本地缓存的过期时间,如果浏览器发现缓存中的文件没有过期,则不发送请求(有例外,后面介绍)

Cache-Control

Cache -Control指定请求和响应遵循的缓存机制。

在请求消息或响应消息中设置 Cache-Control并不会修改另一个消息处理过程中的缓存处理过程。 请求时的缓存指令包括

no-cache、no-store、max-age、 max-stale、min-fresh、only-if-cached

响应消息中的指令包括

public、private、no-cache、no- store、no-transform、must-revalidate、proxy-revalidate、max-age

各个消息中的指令含义如 下:

  1. Public指示响应可被任何缓存区缓存。

  2. Private指示对于单个用户的整个或部分响应消息,不能被共享缓存处理。这允许服务器仅仅描述当用户的部分响应消息,此响应消息对于其他用户的请求无效。

  3. no-cache指示请求或响应消息不能缓存

  4. no-store用于防止重要的信息被无意的发布。在请求消息中发送将使得请求和响应消息都不使用缓存。

  5. max-age指示客户机可以接收生存期不大于指定时间(以秒为单位)的响应。

  6. min-fresh指示客户机可以接收响应时间小于当前时间加上指定时间的响应。

  7. max-stale指示客户机可以接收超出超时期间的响应消息。如果指定max-stale消息的值,那么客户机可以接收超出超时期指定值之内的响应消息。

Etag/If-None-Match

一对验证文件实体的标记 “Entity Tag”的响应/请求头 Apache中,ETag的值,默认是对文件的索引节(INode),大小(Size)和最后修改时间(MTime)进行Hash后得到的

Last-Modified/If-Modified-Since

一对验证文件的修改时间的响应/请求头

Expires、Cache-Control、Last-Modified、ETag是RFC 2616(HTTP/1.1)协议中和网页缓存相关的几个字段。

前两个用来控制缓存的失效日期,浏览器可通过它来判定,需不需要发出HTTP请求;

后两个用来验证网页的有效性,服务器端利用它来验证这个文件是否需要重新返回

Last-Modified VS Etag

既然有了Last-Modified,为什么还要用ETag字段呢?因为如果在一秒钟之内对一个文件进行两次更改,Last-Modified就会不正确。因此,HTTP/1.1利用Entity Tag头提供了更加严格的验证。

不同的情况

上面描述的是一个普通的浏览器缓存状态,在实际应用中,如页面跳转(点击页面链接跳转,window.open,在地址栏敲回车,刷新页面)等操作,会有一些区别

普通页面跳转

普通页面跳转包括链接点击跳转,用js脚本打开新页面(window.open)

无缓存情况下,请求会返回所有资源结果

设置Expires并且未过期时,浏览器将不会发出http请求

如果Expires过期,则会发送相应请求,并附带上Last-Modifed等信息,供服务器校验

页面刷新(F5)

这种情况一下,一般会看到很多304的请求,就是说即便资源设置了Expires且未过期,浏览器也会发送相应请求

IE和FF稍有区别

IE:

If-Modified-Since   Wed, 18 Nov 2009 15:54:52 GMT

If-None-Match "2360492659"

Pragma: no-cache // 禁止缓存

FF:

If-Modified-Since   Wed, 18 Nov 2009 15:54:52 GMT

If-None-Match "2360492659"

Cache-Control max-age=0 // 文件立即过期

强制刷新(Ctrl+F5)

效果和无缓存时候一致,返回200的结果

一些特殊的资源

IFRAME

FLASH

异步获取的数据

待研究……

Etag在HTTP1.1中有介绍,主要的作用就是在(css file, image, javascript file)文件后面添加一个唯一的参数(相当于查询参数字符串),Etag有服务器端生成,并且随着文件的改变而改变,这样浏览器端就会只重新请求获取 Etag发生变化的文件,减少浏览器端数据的流量,加快浏览器的反应速度,重要的是减轻服务器端的压力,所以服务器端Etag的实现就比较重要了。

现在我们有个问题为什么要使用Etag呢?

Etag主要为了解决Last-Modified无法解决的一些问题.他能比Last_Modified更加精确的知道文件是否被修改过.如果有个 文件修改非常频繁,比如在秒以下的时间内进行修改,比如1秒内修改了10次,If-Modified-Since能检查只能秒级的修改,所以这种修改无法 判断.原因是UNIX记录MTIME只能精确到秒.所以我们选择生成Etag,因为Etag可以综合Inode,MTime和Size,可以避免这个问 题.

Etag的工作原理

Etag在服务器上生成后,客户端通过If-Match或者说If-None-Match这个条件判断请求来验证资源是否修改。我们常见的是使用If- None-Match.请求一个文件的流程可能如下:

新的请求

客户端发起HTTP GET请求一个文件(css ,image,js);服务器处理请求,返回文件内容和一堆Header(包括Etag,例如”2e681a-6-5d044840″),http头状态 码为为200.

同一个用户第二次这个文件的请求

客户端在一次发起HTTP GET请求一个文件,注意这个时候客户端同时发送一个If-None-Match头,这个头中会包括上次这个文件的Etag(例如”2e681a- 6-5d044840″),这时服务器判断发送过来的Etag和自己计算出来的Etag,因此If-None-Match为False,不返回200,返 回304,客户端继续使用本地缓存;

注意.服务器又设置了Cache-Control:max-age和Expires时,会同时使用,也就是说在完全匹配If-Modified- Since和If-None-Match即检查完修改时间和Etag之后,服务器才能返回304.

下面是在Apache中的Etag的配置

在Apache中设置Etag的支持比较简单,只需要在apache的配置中加入下面的内容就可以了:

FileETag MTime Size

注解:FileETag指令配置了当文档是基于一个文件时用以创建ETag(实体标签)应答头的文件的属性(ETag的值用于进行缓冲管理以节约网 络带宽)。ETag的值由文件的inode(索引节点)、大小、最后修改时间决定。FileETag指令可以让您选择(如果您想进行选择)这其中哪些要素 将被使用。主要关键字如下:

INode

文件的索引节点(inode)数

MTime

文件的最后修改日期及时间

Size

文件的字节数

All

所有存在的域,等价于:FileETag INode MTime Size

None

如果一个文档是基于文件的,则不在应答中包含任何ETag头

在大型多WEB集群时,使用ETag时有问题,所以有人建议使用WEB集群时不要使用ETag,其实很好解决,因为多服务器时,INode不一样, 所以不同的服务器生成的ETag不一样,所以用户有可能重复下载(这时ETag就会不准),明白了上面的原理和设置后,解决方法也很容易,让ETag后面 二个参数,MTime和Size就好了.只要ETag的计算没有INode参于计算,就会很准了.


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