前端面试——浏览器存储浏览器缓存（http缓存机制）

浏览器存储

cookie和session的区别

cookie数据存放在浏览器上，session存放在服务器上
cookie一般在客户端有大小限制，一般为4K，session没有限制，但是考虑到服务器性能，一般不能存放太多数据
cookie可以设置过期时间，否则一直有效，session在超过一定的时间（通常30min）后就会失效，当关闭浏览器时，会自动调用session.invalidate()方法，清除掉session中的信息
cookie安全性较低，可以通过分析本地的cookie并进行cookie欺骗，所以一般不用于存放敏感信息（如用户密码），session存储在服务器上，不存在敏感信息泄露的问题，安全性较高
cookie中只能保管ASCII字符串，并需要通过编码方式存储为Unicode字符或二进制数据，session中能够存储任何类型的数据，包括但不限于string,integer,list,map等

cookie

cookie是客户端的解决方案，是一种网络服务器存储在计算机或移动设备上的纯文本文件，是服务器发送到浏览器上的一小块数据，是一个在服务器和客户端之间来回传送文本值的内置机制，服务器可以根据cookie追踪用户在不同页面的访问信息

cookie的用处：

会话管理：用户账号密码
个性化：用户偏好设置
追踪：记录和分析用户行为

cookie的特点：

大小限制在4k以内
不加密则不安全
会消耗网络的带宽
使用JS操作cookie比较复杂

session

session是一种服务端解决方案，是服务器为了保存用户状态而创建的一个特殊对象，客户端请求服务端，服务端会为请求开辟一块空间，session弥补了HTTP无状态特性

session的创建过程：

当浏览器第一次访问服务器时，服务器会创建一个session对象（该对象有唯一的ID，即SessionID），服务器会将SessionID以cookie的方式返回浏览器，当浏览器再次访问服务器时，会将SessionID发送过来，服务器依据SessionID就可以找到对应的session对象

session的缺点：

A服务器存储了session，做了负载均衡后，加入一段时间内A的访问量激增，会转发到B进行访问，但是B服务器中没有存储A的session，会导致session的失效

cookie，localStorage，sessionStorage的区别

cookie可设置失效时间，默认为关闭浏览器后失效，sessionStorage仅在当前网页会话下有效，关闭页面或浏览器后就会被清除，localStorage除非手动清除，否则永久有效
cookie存储数据大小在4K以内，sessionStorage和localStorage可以保存5M的信息
在进行请求时，cookie每次都会携带在请求头中，浪费带宽，如果cookie保存过多数据会产生性能问题，sessionStorage和localStorage仅在浏览器中保存，不参与和服务器的通信
从安全性来说，cookie安全性较低，所以一般不用来保存敏感信息，其他两个似乎也不安全。
cookie区分域，不区分端口，同ip下的不同端口cookie是共享的，sessionStorage和localStorage不可共享
应用场景：
- cookie可以用于识别用户登录
- sessionStorage可用来保存一些临时的数据，防止用户刷新页面之后丢失了一些参数
- localStorage可以用来传递在页面传递参数

浏览器缓存（HTTP缓存机制）

强制缓存

浏览器初次请求或者缓存过期，服务端返回资源和Cache-Control(max-age=12321214s)
再次请求的时候，会判断Cache-Control信息是否还生效（时间是否过期），决定从本地拿缓存还是继续向服务器请求

Cache-Control的值

max-age：时间限制
no-cache：不做本地缓存，交给服务端
no-store：不做本地强制缓存，也不让服务端做缓存，一请求一返回
private：只允许最终用户访问（电脑、手机等）
public：允许中间的一些路由、代理等访问

协商缓存

服务端缓存策略
服务器判断客户端资源，是否和服务端资源一样，一致则返回304，否则返回200和最新的资源
资源标识: 在Response Header中，有Last-Modified（资源的最后修改时间）和Etag（资源的唯一标识）两种：
- 可以两者一起使用，必须两者都有效服务端才会返回304
- 会优先使用Etag,因为Last-Modified只能精确到秒级，如果资源被重复生成，而内容不变，则Etag更精确
- 对于更改文件而文件内容不变的情况，用Etag更精确
- 某些服务器不能精确地得到文件最后修改的时间

按资源标识Etag(根据资源内容计算而来)

按Last-Modified(最后修改时间)

综述

第一次进入页面，请求服务器，然后服务器进行应答，浏览器会根据responseHeader（cache-control、expires等）来判断是否是对资源进行缓存，代表这是强制缓存
客户端再次发起请求时，先查询浏览器是否有缓存，若没有则直接向服务器请求
若有缓存，根据Cache-Control判断缓存是否过期，若未过期，则直接读取缓存（强制缓存）
若缓存过期，判断是否有Etag和Last-Modified,若没有，则直接向服务器请求，服务器返回资源+Etag/Last-Modified
若有，则向服务器请求并带上If-No-Match(key: Etag)、If-Modified-Since(key: Last-Modified)字段（协商缓存）
服务器根据If-None-Match、If-Modified-Since判断资源是否改变（根据Etag/最后修改时间是否相同判断）
若资源发生改变，则返回200状态码+资源+新的Etag/Last-Modified
若未发生改变，则读取缓存+304状态码

浏览器缓存行为和用户行为的关系

用户操作	Expires/Cache-Control	Last-Modified/Etag
地址栏回车	有效	有效
页面链接跳转	有效	有效
新开窗口	有效	有效
前进、后退	有效	有效
F5刷新	无效	有效
Ctrl+F5刷新	无效	无效

缓存位置

Service Worker、Memory Cache、Disk Cache、Push Cache，各自有优先级，依次查找缓存都没有命中的时候才去请求网络

内存缓存(memory cache)：内存缓存具有两个特点，分别是快速读取和时效性
- 快速读取：内存缓存会将编译解析后的文件，直接存入该进程的内存中，以方便下次运行使用时的快速读取。
- 时效性：关闭页面时，缓存的资源就会被进程释放
硬盘缓存(disk cache)：硬盘缓存则是直接将缓存写入硬盘文件中，读取缓存需要对该缓存存放的硬盘文件进行I/O操作，然后重新解析该缓存内容，读取复杂，速度慢，持久化。
Service Worker：间于浏览器和服务器的中间人角色，运行在浏览器背后的独立线程，基于h5的web worker，一般可以用来缓存文件。可以拦截当前网站的请求，进行判断，如果可以使用缓存就直接返回缓存，否则将请求转给服务器，传输协议必须为https
推送缓存（Push Cache）：是HTTP/2的内容
- 所有资源都能够被缓存、推送（Edge和Safari支持相对比较差）
- 可以推送no-cache和no-store的资源
- 一旦连接关闭Push Cache就会被释放
- 多个页面可以使用同一个Http/2连接，也就可以使用同一个push cache（有的浏览器会对同域不同tab使用同一个Http连接）
- push cach中的缓存只能被使用一次
- 浏览器可拒绝接受已存在的资源推送
- 可以给其他域名推送资源

在浏览器中，浏览器会在js和图片等文件解析执行后直接存入内存缓存中，那么当刷新页面时只需直接从内存缓存中读取(from memory cache)；而css文件则会存入硬盘文件中，所以每次渲染页面都需要从硬盘读取缓存(from disk cache)。

Etag生成原理

在HTTP1.1协议中并没有规范如何计算ETag，可以是能够唯一标识资源的任何东西，如一个或多个文件属性。计算Etag开销最大的一般是采用哈希算法获取资源的表述值，可以只计算资源的哈希值，也可以包含头信息和头信息的值（应该避免包含Expires、Cache-Control等），先要组装资源的表述，若组装比较耗时，可以采用GUID的方式

Etag有两种类型：强Etag和弱Etag，与Apache服务器计算Etag的方式有关

强Etag表现形式：“22FAA065-2664-4197-9C5E-C92EA03D0A16”
弱Etag表现形式：w/“22FAA065-2664-4197-9C5E-C92EA03D0A16”