前端必懂的 Cache 缓存机制详解

在前端开发中,性能优化是绕不开的话题,而 缓存(Cache) 则是性能优化中最具性价比的一环。本文从基础概念出发,带你深入理解 浏览器缓存的工作机制 ,尤其是 强缓存协商缓存 的原理、应用场景与配置方法。


一、什么是 Cache?

Cache,简单来说就是"存副本的地方"。

  • 副本:不是源数据本身,而是拷贝或计算结果。
  • 临时性:有有效期或失效策略。
  • 高效性:读取速度更快,或减少网络请求和计算资源。

Cache 无处不在,比如浏览器缓存、CDN 缓存、服务器端缓存、应用层缓存,甚至硬件层缓存。本文我们聚焦前端最常打交道的 浏览器缓存


二、浏览器缓存的三种类型

浏览器缓存主要分为三类:

  • 强缓存Cache-Control / Expires
  • 协商缓存ETag / Last-Modified
  • Service Worker 缓存(适用于 PWA)

我们先从最基础的 强缓存协商缓存 入手。


三、强缓存(Strong Cache)

1. 核心特点

在缓存有效期内,浏览器直接使用本地缓存文件,不会请求服务器。这让页面加载飞快,并且大幅减少服务器压力。

2. 实现原理

当浏览器请求某个资源时,若响应头中带有 ExpiresCache-Control,浏览器会记住缓存策略,在有效期内直接使用本地副本。

(1) Expires(HTTP/1.0)

yaml 复制代码
Expires: Wed, 25 Aug 2025 08:30:00 GMT
  • 表示资源的绝对过期时间。
  • 缺点:依赖客户端时间,时间不准会导致缓存失效。

(2) Cache-Control(HTTP/1.1 推荐)

arduino 复制代码
Cache-Control: public, max-age=600
  • 表示资源在 600 秒内走强缓存。

  • 常见指令:

    • max-age=xxx:资源缓存时长(秒)
    • no-store:不缓存
    • no-cache:强制协商缓存
    • public / private:是否允许代理服务器缓存

3. 工作流程

  1. 浏览器请求资源
  2. 服务器返回带缓存头的响应
  3. 下次访问时,直接读取本地缓存,不请求服务器

4. 优缺点

优点 缺点
加载速度最快 内容更新不及时,可能命中过期资源
减少服务器压力 需配合版本控制才能避免脏缓存

四、协商缓存(Negotiated Cache)

1. 核心特点

每次请求都会问服务器:"文件有更新吗?"

  • 没更新 → 服务器返回 304 Not Modified,浏览器用本地缓存。
  • 有更新 → 返回新文件并更新缓存。

2. 实现方式

方式一:Last-Modified / If-Modified-Since

首次请求:

yaml 复制代码
Last-Modified: Sun, 24 Aug 2025 10:00:00 GMT

二次请求:

yaml 复制代码
If-Modified-Since: Sun, 24 Aug 2025 10:00:00 GMT

缺点:

  • 精度是秒,秒级内多次更新无法区分。
  • 动态文件更新时间变化容易导致缓存失效。

方式二:ETag / If-None-Match

首次请求:

vbnet 复制代码
ETag: "abc123xyz"

二次请求:

sql 复制代码
If-None-Match: "abc123xyz"

优点:

  • 精确到字节,命中率高。
    缺点:
  • 生成 ETag 有一定计算开销。

3. 工作流程

  1. 浏览器带标识请求资源。
  2. 服务器检查标识是否匹配。
  3. 返回 304200,并更新缓存。

五、强缓存 vs 协商缓存

特性 强缓存 协商缓存
是否请求服务器
加载速度 极快 略慢
更新实时性 较差 更好
适用场景 静态资源 实时更新数据

六、最佳实践

  1. 静态资源文件:加 hash 文件名 + 强缓存

    arduino 复制代码
    /static/js/app.abc123.js
  2. 频繁更新的接口数据:使用协商缓存

  3. 结合 CDN:进一步提升加载速度


七、总结

  • 强缓存:速度最快,但要注意失效策略。
  • 协商缓存:更实时,适合更新频繁的内容。
  • 混合策略:强缓存 + 协商缓存 + 文件版本控制,是目前最常见的最佳实践方案。

掌握这些知识,不仅能帮你优化前端性能,还能降低服务器成本,打造更加丝滑的用户体验。

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