浅谈浏览器http的缓存机制

作者: 前端知识  发布:2019-06-25

浅谈浏览器http的缓存机制

2016/04/05 · HTML5 · 缓存

初稿出处: VaJoy Larn   

本着浏览器的http缓存的剖判也终归沉滓泛起了,每隔一段时间就能够冒出一篇不错的稿子,其原理也是各大商家面试时大概必考的标题。

由此还写一篇那样的稿子,是因为这几天都在搞新技能,想“回归”下基础,也冀望尽量计算的更详尽些。

那就是说您是或不是还亟需阅读本篇文章吧?能够试着应对上边这么些主题素材:

大家在走访百度首页的时候,会发掘不管怎么刷新页面,静态财富基本都以回去 200(from cache)

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随意点开五个静态能源是酱的:

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哟哎有Response报头数据吧,看来服务器也健康重临了etag什么鬼的完善,那场合200不是理所应当相应的非缓存状态么?要from cache的话不是应有回到304才合理么?

莫不是是度娘的服务器故障了啊?

一旦您精晓答案,那就能够忽略本文了。

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http报文中与缓存相关的首部字段

小编们先来瞅一眼RFC2616分明的47种http报文首部字段中与缓存相关的字段,事先明白一下能让小编在心中有个底:

1. 通用首部字段(正是央浼报文和响应报文都能用上的字段)

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2. 呼吁首部字段

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3. 响应首部字段

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4. 实体首部字段

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雄起雌伏概略也会相继介绍它们。

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情景模拟

为便利模拟各类缓存效果,我们建个特别轻便的风貌。

1. 页面文件

我们建个非常轻松的html页面,下面唯有二个本地样式文件和图表:

XHTML

<!DOCTYPE html> <html> <head> <title>缓存测试</title> <link rel="stylesheet" href="css/reset.css"> </head> <body> <h1>哥只是一个题名</h1> <p><img src="img/dog.jpg" /></p> </body> </html>

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<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>缓存测试</title>
<link rel="stylesheet" href="css/reset.css">
</head>
<body>
<h1>哥只是一个标题</h1>
<p><img src="img/dog.jpg" /></p>
</body>
</html>

2. 首部字段修改

临时有些浏览器会自动给央浼首部加上一些字段(如chrome使用F5会强制加上“cache-control:max-age=0”),会覆盖掉一部分字段(比如pragma)的法力;此外一时候大家期待服务器能多/少再次回到一些响应字段。

这种处境大家就期待得以手动来修改央求或响应报文上的开始和结果了。那么怎么着落到实处吗?这里大家选拔Fiddler来产生职责。

在Fiddler中我们得以由此“bpu XXX”指令来阻拦内定伏乞,然后手动修改央浼内容再发放服务器、修改响应内容再发给客户端。

以大家的example为例,页面文件走nginx通过 可平素访问,所以大家直接试行“bpu localhost”拦截全体地点中隐含该字样的必要:

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点击被拦截的央浼,能够在右栏直接退换报文内容(上半区域是呼吁报文,下半区域是响应报文),点击辣椒红的“Break on Response”开关能够实践下一步(把请求发给服务器),点击黄褐的开关“Run to Completion”能够向来到位全体诉求进度:

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透过那些点子大家得以很自在地模拟出各样http缓存场景。

3. 浏览器的强制战术

如上述,当下许多浏览器在点击刷新开关或按F5时会自行加上“Cache-Control:max-age=0”央求字段,所以大家先约定成俗——后文谈到的“刷新”多指的是选中url地址栏并按回车键(那样不会被冷酷加上Cache-Control)

实际部分浏览器还应该有部分更奇异的行事,在持续大家回复著作起头难题的时候会波及。

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石器时期的缓存格局

在 http1.0 时期,给客户端设定缓存格局可通过多个字段——“Pragma”和“Expires”来标准。纵然那三个字段早可放任,但为了做http协议的向下包容,你要么得以看出非常的多网址如故会带上那八个字段。

1. Pragma

当该字段值为“no-cache”的时候(事实上今后RubiconFC中也仅注解该可选值),会知会客户端不要对该能源读缓存,即每回都得向劳动器发一次呼吁才行。

Pragma属于通用首部字段,在客户端上选拔时,常规须求我们往html上增加这段meta元标签(而且说不定还得做些hack放到body后面去):

<meta http-equiv="Pragma" content="no-cache">

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<meta http-equiv="Pragma" content="no-cache">

它报告浏览器每一遍央求页面时都无须读缓存,都得往服务器发三次呼吁才行。

BUT!!! 事实上这种禁止使用缓存的方式用处很轻便:

1. 仅有IE技巧辨别这段meta标签含义,其余主流浏览器仅能分辨“Cache-Control: no-store”的meta标签(见出处)
2. 在IE中分辨到该meta标签含义,并不一定会在伸手字段加上Pragma,但着实会让近日页面每一趟都发新须求(只限页面,页面上的财富则不受影响)

做了测试后发觉也的确如此,这种客户端定义Pragma的款型为主没起到有个别效益。

唯独假诺是在响应报文上丰盛该字段就差别等了:

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如上海教室红框部分是重新刷新页面时生成的呼吁,这注明禁止使用缓存生效,推测浏览器在接受服务器的Pragma字段后会对能源进行标志,禁止使用其缓存行为,进而后续每一遍刷新页面均能重新发出央浼而不走缓存。

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2. Expires

有了Pragma来禁止使用缓存,自然也需求有个东西来启用缓存和概念缓存时间,对http1.0来讲,Expires正是做那件事的首部字段。

Expires的值对应多个克林霉素T(Green尼治时间),比如“Mon, 22 Jul 二〇〇二 11:12:01 威斯他霉素T”来报告浏览器能源缓存过期时间,假诺还没过该时间点则不发央求。

在客户端大家一样能够利用meta标签来通告IE(也仅有IE能识别)页面(同样也只对页面有效,对页面上的财富无效)缓存时间:

<meta http-equiv="expires" content="mon, 18 apr 2016 14:30:00 GMT">

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<meta http-equiv="expires" content="mon, 18 apr 2016 14:30:00 GMT">

若果期望在IE下页面不走缓存,希望每趟刷新页面都能发新央浼,那么能够把“content”里的值写为“-1”或“0”。

留意的是该办法只有看做知会IE缓存时间的标识,你并无法在伸手或响应报文中找到Expires字段。

若是是在服务端报头重回Expires字段,则在别的浏览器中都能科学安装财富缓存的时光:

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在上图里,缓存时间设置为四个已过期的岁月点(见红框),则刷新页面将另行发送央求(见蓝框)

那么一旦Pragma和Expires一起战争的话,听哪个人的?大家试一试就精通了:

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大家通过Pragma禁用缓存,又给Expires定义三个还未到期的年月(红框),刷新页面时意识均发起了新央浼(蓝框),那象征Pragma字段的先行级会越来越高。

BUT,响应报文中Expires所定义的缓存时间是对峙服务器上的大运来说的,假如客户端上的年月跟服务器上的年月差异(特别是用户修改了和睦Computer的系统时间),那缓存时间恐怕就没啥意思了。

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Cache-Control

本着上述的“Expires时间是周旋服务器来说,不能够担保和客户端时间统一”的主题素材,http1.1新添了 Cache-Control 来定义缓存过期时光,若报文中同一时间出现了 Pragma、Expires 和 Cache-Control,会以 Cache-Control 为准。

Cache-Control也是一个通用首部字段,那代表它能分别在呼吁报文和响应报文中央银行使。在本田CR-ZFC中正式了 Cache-Control 的格式为:

"Cache-Control" ":" cache-directive

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"Cache-Control" ":" cache-directive

用作诉求首部时,cache-directive 的可选值有:

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用作响应首部时,cache-directive 的可选值有:

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笔者们照旧能够在HTML页面加上meta标签来给恳求报头加上 Cache-Control 字段:

别的 Cache-Control 允许自由组合可选值,比如:

Cache-Control: max-age=3600, must-revalidate

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Cache-Control: max-age=3600, must-revalidate

它代表该财富是从原服务器上收获的,且其缓存(新鲜度)的有效性时间为一时辰,在三回九转一钟头内,用户重新访问该财富则毫不发送央求。

自然这种重组的不二等秘书诀也会某个限制,例如 no-cache 就无法和 max-age、min-fresh、max-stale 一同搭配使用。

结合的样式还可以做一些浏览器行为不一致等的合作管理。比方在IE大家可以动用 no-cache 来防护点击“后退”开关时页面能源从缓存加载,但在 Firefox 中,供给动用 no-store 技能幸免历史回退时浏览器不从缓存中去读取数据,故大家在响应报头加上如下组合值就可以做同盟管理:

Cache-Control: no-cache, no-store

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Cache-Control: no-cache, no-store

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缓存校验字段

上述的首部字段均能让客户端决定是或不是向服务器发送央求,例如设置的缓存时间未过期,那么自然直接从本土缓存取数据就可以(在chrome下表现为200 from cache),若缓存时间过期了或资源不应当直接走缓存,则会发乞请到服务器去。

咱俩后日要说的难点是,借使客户端向服务器发了乞请,那么是还是不是代表早晚要读取回该财富的成套实体内容吧?

咱俩试着这么想——客户端上某些能源保存的缓存时间过期了,但此刻其实服务器并未立异过这一个能源,假若这些能源数据量非常大,客户端要求服务器再把这几个东西重新发二回过来,是或不是丰盛浪费带宽和时间吗?

答案是必然的,那么是还是不是有方法让服务器知道客户端今后全数的缓存文件,其实跟本人具有的文件是一模一样的,然后径直告诉客户端说“那东西你直接用缓存里的就可以了,我那边没更新过啊,就不再传二遍过去了”。

为了让客户端与服务器之间能兑现缓存文件是不是更新的验证、提升缓存的复用率,Http1.1激增了多少个首部字段来做这件业务。

1. Last-Modified

服务器将财富传递给客户端时,会将能源最后改变的小时以“Last-Modified: 威斯他霉素T”的方式加在实体首部上一起回来给客户端。

客户端会为能源标志上该音信,下一次再也央求时,会把该新闻附带在伸手报文中一并带给服务器去做检查,若传递的岁月值与服务器上该能源最终修改时间是均等的,则表明该财富未有被修改过,直接再次回到304状态码就可以。

有关传递标志起来的末梢修改时间的伏乞报文首部字段一共有三个:

⑴ If-Modified-Since: Last-Modified-value

示例为 If-Modified-Since: Thu, 31 Mar 2016 07:07:52 GMT

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示例为  If-Modified-Since: Thu, 31 Mar 2016 07:07:52 GMT

该央求首部告诉服务器假如客户端传来的终极修改时间与服务器上的均等,则一向回送304 和响应报头就能够。

近期各浏览器均是选拔的该央浼首部来向服务器传递保存的 Last-Modified 值。

**⑵ If-Unmodified-Since: Last-Modified-value**

告诉服务器,若Last-Modified未有相配上(财富在服务端的结尾更新时间更换了),则应该重临412(Precondition Failed) 状态码给客户端。

当遭受上边情形时,If-Unmodified-Since 字段会被忽视:

  1. Last-Modified值对上了(财富在服务端未有新的修改); 2. 服务端需再次回到2XX和412之外的状态码; 3. 传来的内定日期不合规
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1. Last-Modified值对上了(资源在服务端没有新的修改);
2. 服务端需返回2XX和412之外的状态码;
3. 传来的指定日期不合法

Last-Modified 说好却也不是特意好,因为一旦在服务器上,二个能源被修改了,但其实际内容根本没发送改变,会因为Last-Modified时间极度不上而回到了上上下下实体给客户端(即便客户端缓存里有个一样的能源)

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2. ETag

为了消除上述Last-Modified或然存在的不确切的标题,Http1.1还出产了 ETag 实体首部字段。

服务器会经过某种算法,给财富计算得出叁个唯一标记符(比如md5标志),在把能源响应给客户端的时候,会在实体首部加上“ETag: 唯一标志符”一同回到给客户端。

客户端会保留该 ETag 字段,并在下一回呼吁时将其一并带过去给服务器。服务器只必要比较客户端传来的ETag跟本人服务器上该能源的ETag是或不是一致,就能够很好地看清财富绝对客户端来说是不是被涂改过了。

若是服务器发掘ETag相配不上,那么直接以健康GET 200回包方式将新的能源(当然也包罗了新的ETag)发给客户端;倘使ETag是一模二样的,则直接重返304知会客户端直接运用本地缓存就可以。

那么客户端是哪些把标识在财富上的 ETag 传去给服务器的吧?乞请报文中有七个首部字段能够带上 ETag 值:

⑴ If-None-Match: ETag-value

示例为 If-None-Match: "56fcccc8-1699"

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示例为  If-None-Match: "56fcccc8-1699"

告诉服务端假使 ETag 没相配上须求重发能源数量,不然直接回送304 和响应报头就能够。

此时此刻各浏览器均是选取的该诉求首部来向服务器传递保存的 ETag 值。

⑵ If-Match: ETag-value

报告服务器若无相配到ETag,也许接到了“*金沙澳门官网网址 ,”值而当前并未该能源实体,则应当重临412(Precondition Failed) 状态码给客户端。不然服务器直接忽略该字段。

If-Match 的七个利用场景是,客户端走PUT方法向服务端要求上传/更替能源,那时候能够经过 If-Match 传递财富的ETag。

 

亟需小心的是,若是财富是走布满式服务器(譬喻CDN)存款和储蓄的景况,供给那个服务器上总括ETag唯一值的算法保持一致,才不会导致明明同贰个文件,在服务器A和服务器B上生成的ETag却不同。

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若是 Last-Modified 和 ETag 同时被接纳,则供给它们的注脚都必须经过才会重临304,若里面某些验证没经过,则服务器会按正常重回能源实体及200状态码。

在较新的 nginx 上私下认可是还要拉开了那八个职能的:

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上图的前三条伏乞是固有央浼,接着的三条央浼是刷新页面后的新央求,在发新需要在此之前我们修改了 reset.css 文件,所以它的 Last-Modified 和 ETag 均产生了改换,服务器由此回到了新的公文给客户端(状态值为200)

而 dog.jpg 大家从不做修改,其Last-Modified 和 ETag在服务端是保障不改变的,故服务器直接回到了304状态码让客户端直接行使缓存的 dog.jpg 就可以,未有把实体内容再次来到给客户端(因为没要求)

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缓存实行

当我们在三个品类上做http缓存的利用时,大家依然会把上述谈起的超越八分之四首部字段均选取上,举例使用 Expires 来合营旧的浏览器,使用 Cache-Control 来更加精准地行使缓存,然后张开 ETag 跟 Last-Modified 功效尤为复用缓存减弱流量。

那么这里会有一个不成难点——Expires 和 Cache-Control 的值应设置为多少合适吗?

答案是不会有过于精准的值,均要求开始展览按需评估。

举个例子页面链接的伸手常规是不用做长日子缓存的,从而保险回退到页面时能重新发出须要,百度首页是用的 Cache-Control:private,腾讯首页则是设定了60秒的缓存,即 Cache-Control:max-age=60。

而静态财富部分,特别是图表能源,平日会设定多个较长的缓存时间,而且那个日子最棒是足以在客户端灵活修改的。以Tencent的某张图片为例:

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http://i.gtimg.cn/vipstyle/vipportal/v4/img/common/logo.png?max_age=2592000

客户端可以由此给图片加上“max_age”的参数来定义服务器重临的缓存时间:

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本来那需求有三个前提——静态财富能确认保障长日子不做改动。倘若三个剧本文件响应给客户端并做了长日子的缓存,而服务端在这段时间涂改了该文件的话,缓存了此脚本的客户端将不能够马上获取新的数码。

解决该搅扰的格局也简要——把劳务侧ETag的那一套也搬到前者来用——页面的静态能源以版本情势揭橥,常用的办法是在文书名或参数带上一串md5或时间标志符:

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https://hm.baidu.com/hm.js?e23800c454aa573c0ccb16b52665ac26
http://tb1.bdstatic.com/tb/_/tbean_safe_ajax_94e7ca2.js
http://img1.gtimg.com/ninja/2/2016/04/ninja145972803357449.jpg

借使文件被修改了,才改动其标志符内容,那样能确定保证客户端能及时从服务器收到到新修改的文本。

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有关起头的难点

近期回过头来看小说早先的标题,大概会以为答案很轻松回答出来。

百度首页的财富在刷新后实际未有发送任何央浼,因为 Cache-Control 定义的缓存时间段还没到期。在Chrome中固然没发送央求,但假使从本地的缓存中取,都会在Network面板展现一条状态为200且注脚“from cache”的伪央求,其Response内容只是上三遍回包留下的数量。

而是那并小难点的满贯答案,大家前边提到过,在Chrome中假若点击“刷新”开关,Chrome会强制给持有财富充足“Cache-Control: max-age=0”的呼吁首部并向服务器发送验证央求的,而在小说开始的动图中,大家真的点击了“刷新”按键,却突然消失浏览器发去新哀告(并返回304)

关于那个主题素材其实在组内跟同伙们谈论过,通过Fiddler抓包发掘,即便关闭Chrome的开采者面板再点击“刷新”按键,浏览器是会按预期发送验证哀告且接受重临的304响应的,其它那些离奇的场所在差别的网址乃至分歧的微型Computer下出现频率都不雷同,所以权且将其归结于浏览器的好奇反应。

那么有那般一个主题素材——是不是有一点点子在浏览器点击“刷新”按键的时候不让浏览器去发新的证实央浼呢?

主意照旧某些,正是有一点点实用——在页面加载完结后通过脚本动态地加上财富:

$(window).load(function() { var bg=''; setTimeout(function() { //setTimeout是必须的 $('#bgOut').css('background-image', 'url(' bg ')'); },0); });

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$(window).load(function() {
      var bg='http://img.infinitynewtab.com/wallpaper/100.jpg';
      setTimeout(function() {  //setTimeout是必须的
       $('#bgOut').css('background-image', 'url(' bg ')');
      },0);
});

出处来自知乎,更具象的表明能够去看看。

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其余相关的首部字段

实际较常用和要紧的缓存相关字段大家都介绍完了,这里顺带讲讲多少个跟缓存有关联,但没那么重大的响应首部字段。

1. Vary

“vary”自己是“变化”的意思,而在http报文中更趋向是“vary from”(与。。。不同)的意义,它象克服务端会以怎么样条件字段来不一样、筛选缓存版本。

咱俩先思考那样三个标题——在服务端有着那样一个地点,假使是IE用户则赶回针对IE开采的内容,不然重临另一个主流浏览器版本的剧情。那很简短,服务端获取到诉求的 User-Agent 字段做拍卖就可以。可是用户诉求的是代理服务器而非原服务器,且代理服务器假如直接把缓存的IE版本能源发给了非IE的客户端,那就出标题了。

据此 Vary 正是先河处理该难点的首部字段,我们得以在响应报文加上:

Vary: User-Agent

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Vary: User-Agent

便能知会代理服务器供给以 User-Agent 那些央浼首部字段来分别缓存版本,幸免传递给客户端的缓存不准确。

Vary 也经受规范构成的情势:

Vary: User-Agent, Accept-Encoding

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Vary: User-Agent, Accept-Encoding

那代表服务器应以 User-Agent 和 Accept-Encoding 多个央浼首部字段来区分缓存版本。

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2. Date 和 Age

HTTP并不曾提供某种格局来帮用户区分其收到的财富是不是命中了代理服务器的缓存,但在客户端我们得以经过计算响应报文中的 Date 和 Age 字段来获得答案。

Date 理当如此是原服务器发送该能源响应报文的时辰(创新霉素T格式),假若你意识 Date 的时间与“当前岁月”差异相当的大,大概延续F5刷新开掘 Date 的值都没变化,则表达您日前恳请是命中了代理服务器的缓存。

上述的“当前时间”自然是争论于原服务器来说的年月,那么怎样识破原服务器的当前几日子吧?

例行从页面地址央浼的响应报文中可获得,以网易首页为例:

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历次你刷新页面,浏览器都会另行发出那条url的乞请,你会发觉其 Date 值是反复变化的,这表达该链接未有打中缓存,都以从原服务器重回过来的数量。

因此大家能够拿页面上别的静态能源央求回包中的 Date 与其展开对照,若静态财富的 Date 早于原服务端时间,则申明命中了代理服务器缓存。

习认为常还满意那样个原则:

静态财富Age 静态财富Date = 原服务端Date

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静态资源Age 静态资源Date = 原服务端Date

此处的 Age 也是响应报文中的首部字段,它代表该文件在代理服务器中留存的时光(秒),如文件被改造或沟通,Age会重新由0开头一共。

我们在上头那张今日头条首页报文截图的同个场景下,看看有个别文件(jQuery.js)命中代理服务器缓存的回包数据:

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会发觉它满意我们上述的平整:

//return true new Date('Mon, 04 Apr 2016 07:03:17 GMT')/1000 == new Date('Sat, 19 Dec 2015 01:29:14 GMT')/1000 9264843

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//return true
new Date('Mon, 04 Apr 2016 07:03:17 GMT')/1000 == new Date('Sat, 19 Dec 2015 01:29:14 GMT')/1000 9264843

但是那条规则也不自然标准,极度是当原服务器平常修改系统时间的情形下。

有关http缓存原理的学识就照顾到那,希望能让您具有收获,共勉~

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