cache緩存機制

A. 瀏覽器緩存機制

有dns的地方,就有緩存。瀏覽器、操作系統、Local DNS、根域名伺服器，它們都會對DNS結果做一定程度的緩存。

DNS查詢過程如下:

首先搜索瀏覽器自身的DNS緩存,如果存在，則域名解析到此完成。
如果瀏覽器自身的緩存裡面沒有找到對應的條目，那麼會嘗試讀取操作系統的hosts文件看是否存在對應的映射關系,如果存在，則域名解析到此完成。
如果本地hosts文件不存在映射關系，則查找本地DNS伺服器(ISP伺服器,或者自己手動設置的DNS伺服器),如果存在,域名到此解析完成。
如果本地DNS伺服器還沒找到的話,它就會向根伺服器發出請求,進行遞歸查詢。

瀏覽器本地緩存失效後，瀏覽器會向CDN邊緣節點發起請求。類似瀏覽器緩存,CDN邊緣節點也存在著一套緩存機制。CDN邊緣節點緩存策略因服務商不同而不同，但一般都會遵循http標准協議，通過http響應頭中的
Cache-control: max-age 的欄位來設置CDN邊緣節點數據緩存時間。

當瀏覽器向CDN節點請求數據時，CDN節點會判斷緩存數據是否過期，若緩存數據並沒有過期，則直接將緩存數據返回給客戶端；否則，CDN節點就會向伺服器發出回源請求，從伺服器拉取最新數據，更新本地緩存，並將最新數據返回給客戶端。 CDN服務商一般會提供基於文件後綴、目錄多個維度來指定CDN緩存時間，為用戶提供更精細化的緩存管理。

CDN 優勢
CDN節點解決了跨運營商和跨地域訪問的問題，訪問延時大大降低。
大部分請求在CDN邊緣節點完成，CDN起到了分流作用，減輕了源伺服器的負載。

http請求報文（request）
請求行
請求方法  空格  URL 空格  協議版本 回車符 換行符
請求頭（通用信息頭、請求頭、實體頭）
頭部欄位名 冒號  值  回車鍵 換行符
...
頭部欄位名 冒號  值  回車鍵 換行符
空行
回車符   換行符
實體主體（只有post請求有）
主體

http響應報文（response）
狀態行
協議版本  空格  狀態碼 空格  狀態碼描述 回車符 換行符
響應頭部
頭部欄位名 冒號  值   回車符 換行符
...
頭部欄位名 冒號  值   回車符 換行符
空行
回車符   換行符
響應正文
正文

瀏覽器初次向伺服器發起請求後拿到請求結果，會根據響應報文中HTTP頭的緩存標識，決定是否緩存返回的結果，是則將請求結果和緩存標識存入瀏覽器緩存中

瀏覽器每次發起請求，都會現在瀏覽器緩存中查找該請求的結果以及緩存標識
瀏覽器                瀏覽器緩存        伺服器

——————第一次發起http請求——————>

<——沒有該請求的緩存結果和緩存標識————

——————————————發起http請求——————————————>

<——————————返回該請求結果和緩存規則————————————

——將請求結果和緩存標識存入瀏覽器緩存——>

強制緩存就是向瀏覽器緩存查找結果，並根據該結果的緩存規則來決定是否使用該緩存結果的過程

強制緩存的情況分為三種：
1、不存在該緩存結果和緩存標識，強制緩存失效，直接向伺服器發起請求
2、存在該緩存結果和緩存標識，但結果已經失效，強制緩存失效，使用協商緩存
3、存在該緩存結果和緩存標識，且該結果沒有失效，強制緩存生效，直接返回該結果

控制強制緩存的欄位：Expires，Cache-Control

Expires 是 HTTP/1.0 控制緩存的欄位，值為伺服器返回該請求的結果緩存時間
即再次發送請求是，客戶端時間 小於 Expires的值，直接使用緩存結果

Cache-Control 是HTTP/1.1的規則，主要用於控制網頁緩存，主要取值為：
public：所有的內容都緩存（客戶端和代理伺服器都可以緩存）
private：所有內容只有客戶端可以緩存（默認值）
no-cache：客戶端緩存內容，但是是否使用緩存則需要經過協商緩存來驗證決定
no-store：即不使用強制緩存，也不使用協商緩存
max-age=xxx：緩存內容將在xxx秒後失效

Expires 是一個絕對值
Cache-Control 中 max-age 是相對值，解決了 Expires時期 服務端與客戶端 可能出現時間差的問題

註：Expires和Cache-Control同時存在時，只有Cache-Control生效

協商緩存就是強制緩存失效後，瀏覽器攜帶緩存標識向伺服器發起請求，由伺服器根據緩存標識決定是否使用緩存的過程

協商緩存的兩種情況：
1、協商緩存生效，返回304，繼續使用緩存
過程：
瀏覽器                 瀏覽器緩存     伺服器

————————發起http請求————————>

<——該請求的緩存結果失效，只返回緩存標識——

————————攜帶該資源的緩存標識，發起http請求————————>

<—————————————304，該資源無更新————————————

——————獲取該請求的緩存結果——————>

<——————返回該請求的緩存結果——————

2、協商緩存失敗，返回200和請求結果
過程：
瀏覽器                 瀏覽器緩存     伺服器

————————發起http請求————————>

<——該請求的緩存結果失效，只返回緩存標識——

————————攜帶該資源的緩存標識，發起http請求————————>

<————————200，資源已更新，重新返回請求和結果———————

——將該請求結果和緩存標識存入瀏覽器緩存中—>

協商緩存的標識也是在響應報文的HTTP頭中和請求結果一起返回給瀏覽器的

控制協商緩存的欄位：
(1) Last-Modified/If-Modified-Since：Last-Modified是伺服器響應請求是，返回該資源文件在伺服器最後被修改的時間；If-Modified-Since再次發起請求時，攜帶上次返回的Last-Modified的值，伺服器將該欄位值與該資源最後修改時間對比，決定是否用緩存
(2)Etag/If-None-Match：Etag伺服器響應請求時，返回當前資源文件的一個唯一標識，由伺服器生成之；If-None-Match是再次發起請求時，攜帶上次返回的唯一標識Etag的值，伺服器收到後，將該欄位值與該資源在伺服器上的Etag對比，一致 則返回304，否則返回200

註：Etag/If-None-Match優先順序高於Last-Modified/If-Modified-Since，同時存在時只有Etag/If-None-Match生效

瀏覽器緩存分為：內存緩存 和 硬碟緩存

內存緩存特性：
(1)快速讀取：內存緩存會將編譯解析後的文件，存入該進程的內存中，便於下次運行時快速讀取
(2)時效性：一旦關閉進程，進程內存清空

硬碟緩存特性：
永久性：直接寫入硬碟文件中
復雜、緩慢：讀取緩存對該緩存存放的硬碟文件進行I/O操作，重新解析

from memory cache：使用內存中的緩存

from disk cache：使用硬碟中的緩存

瀏覽器讀取順序：memory ——> disk

瀏覽器將js和圖片等文件解析執行後直接存入內存緩存中，F5刷新頁面時，from memory cache(使用內存中的緩存)
css文件存入硬碟中，F5刷新頁面時，from disk cache(使用硬碟中的緩存)

參考文章
https://segmentfault.com/a/1190000017962411
https://www.cnblogs.com/chengxs/p/10396066.html

B. 資料庫緩存機制是什麼就是緩存是如何作用資料庫的越詳細越好。要對的。

緩存的介質一般是內存，所以讀寫速度很快。但如果緩存中存放的數據量非常大時，也會用硬碟作為緩存介質。緩存的實現不僅僅要考慮存儲的介質，還要考慮到管理緩存的並發訪問和緩存數據的生命周期。

C. WebCache web的緩存機制

1.webcache的簡單介紹

 web緩存,是一種 緩存技術 ,用於臨時存儲(緩存)的網頁文件,如HTML頁面和圖像等靜態資源,減少帶寬以及後端伺服器的壓力,通常一個WebCache也是一個 反向代理軟體 ,既可以通過緩存響應用戶的請求,當本地沒有緩存時,可以代理用戶請求至後端主機。

WebCache分為正向和反向之分，一般正向WebCache不常用,這次主要以反向WebCache為主。

2.webcache的由來

 1)由於程序具有局部性,而局部性分為： 時間局部性和空間局部性

A.時間局部性是指：在單位時間內,大部分用戶訪問的數據只是熱點數據(熱點數據指經常被訪問的數據)

B.空間局部性是指：某新聞網站突然出來一個重大新聞,此新聞會被被反復訪問。

3.webcache的變化性

  WebCache的新鮮度監測機制 ：數據都是可變的,所以緩存中的內容要做新鮮度檢測.

4.緩存相關的HTTP首部:

HTTP協議提供了多個首部用以實現 頁面緩存及緩存失效 的相關功能，這其中最常用的有：

1)Expires：HTTP/1.0,用於指定某web對象的過期日期/時間，通常為GMT格式；一般不應該將此設定過長的時間，一年的長度對大多場景來說足矣；其常用於為 純靜態內容 如JavaScripts樣式表或圖片指定緩存周期；

(2)Cache-Control：為了解決HTTP/1.0中對於新鮮度控制的策略而生,通過相對時間來控制緩存使用期限；

(3)Etag：響應首部，用於在 響應報文中為某web資源定義版本標識符 ；

(4)Last-Mofified：響應首部，用於回應客戶端關於Last-Modified-Since或If-None-Match首部的請求，以通知客戶端其請求的web對象最近的修改時間；

(5)If-Modified-Since：條件式請求首部，基於 請求內容的時間戳作驗正 ,如果後端伺服器數據的時間戳未發生改變則繼續使用,反之亦然.

(6)If-None-Match：條件式請求首部； 通過Etag來跟後端伺服器進行匹配 ，如果數據的Etag未發生改變,既不匹配,則響應新數據,否則繼續使用當前數據.

(7)Vary：響應首部，原始伺服器根據請求來源的不同響應的可能會有所不同的首部，最常用的是 Vary: Accept-Encoding，用於通知緩存機制其內容看起來可能不同於用戶請求時 Accept-Encoding-header首部標識的編碼格式；

(8)Age：緩存伺服器可以發送的一個額外的響應首部，用於指定響應的有效期限；瀏覽器通常根據此 首部決定內容的緩存時長；如果響應報文首部還使用了max-age指令，那麼緩存的有效時長為 「max-age減去Age」的結果；