用node如何实现缓存

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缓存原理

浏览器缓存的基本原理是将静态资源（如 CSS、JavaScript、图片等）缓存到本地，当页面再次请求这些资源时，直接从本地获取，而不是重新从服务器下载。这可以减少页面的加载时间和减轻服务器负担，提高用户体验。

在 HTTP 协议中，浏览器缓存可以通过两种机制实现：强缓存和协商缓存。

强缓存

• Expires字段：

• 值为服务端返回的到期时间，可能因为服务端和客户端时间不同而造成缓存命中误差

• Cache-Control（替代方案）

• public：所有内容都被缓存（客户端和代理服务器都可被缓存）

• private：只缓存到私有缓存中（客户端）

• no-cache：与服务端确认返回的响应是否被更改，然后才能使用该响应来满足后续对同一个网址的请求。因此，如果存在合适的验证令牌 (ETag)，no-cache 会发起往返通信来验证缓存的响应，如果资源未被更改，可以避免下载。

• no-store：值不缓存

• must-revalidation/proxy-revalidation：如果缓存内容失效，则请求必须发送到服务器已进行重新验证

• max-age=xxx：缓存内容在xxx秒后失效，这个选项只能在http1.1使用，比last-Modified优先级更高

• last-Modified（上次修改日期）

• last-Modified：保存于服务器中，记录该资源上次修改的日期（不能精确到秒，如果在数秒内多次修改，可能会导致错误命中缓存）

• if-modified-since：保存于客户端中，请求被携带并与服务端的last-Modified比较，相同则直接命中缓存返回304状态码

koa实现强缓存

const Koa = require('koa');
const app = new Koa();

// 设置 expires方案
const setExpires = async (ctx, next) => {
  // 设置缓存时间为 1 分钟
  const expires = new Date(Date.now() + 60 * 1000);
  ctx.set('Expires', expires.toUTCString());
  await next();
}
// Cache-Control方案（优先执行）
const setCacheControl = async (ctx, next) => {
  // 设置缓存时间为 1 分钟
  ctx.set('Cache-Control', 'public, max-age=60');
  await next();
}
// Last-Modified方案
const setLastModified = async (ctx, next) => {
  // 获取资源最后修改时间
  const lastModified = new Date('2021-03-05T00:00:00Z');
  // 设置 Last-Modified 头
  ctx.set('Last-Modified', lastModified.toUTCString());
  await next();
}

const response = (ctx) => {
  ctx.body = 'Hello World';
}

// 跟Last-Modified方案相对应
const lastModifiedResponse = (ctx) => {
  // 如果资源已经修改过，则返回新的资源
  if (ctx.headers['if-modified-since'] !== ctx.response.get('Last-Modified')) {
    	response(ctx)
  } else ctx.status = 304;
}

app.get('/getMes', setExpires, response);

app.listen(3000, () => console.log('Server started on port 3000'));

协商缓存（浏览器和服务器通过一个值进行协商判断）

• Etag/if-None-Match

• Etag：服务器根据请求的资源计算一个哈希值（也可以是其他算法，代表一个资源标识符）并返回给浏览器，下次浏览器请求该资源时通过if-None-Match字段将Etag发送给服务器

• Last_Modified和if-Modified-Since

• last-Modified：保存于服务器中，记录该资源上次修改的日期（不能精确到秒，如果在数秒内多次修改，可能会导致错误命中缓存）

• if-modified-since：保存于客户端中，请求被携带并与服务端的last-Modified比较，相同则直接命中缓存返回304状态码

协商缓存ETag和Last-Modified区别：

• ETag是服务器为资源分配的唯一标识符，而 Last-Modified是服务器报告的资源的最后修改时间。

• ETag可以使用任何算法生成，例如哈希，而 Last-Modified只能使用特定的时间格式（GMT）。

• ETag的比较是强验证器（exact-match validator），需要完全匹配，而 Last-Modified的比较是弱验证器（weak validator），只需要在同一秒钟内相同即可。

• ETag适用于所有类型的资源，而 Last-Modified只适用于不常更改的资源，例如图片、视频等。

对于经常更新的资源，ETag 更适合，因为它可以更准确地检测资源是否已经被修改；而对于不经常更新的资源，Last-Modified 更适合，因为它可以减少服务器负载和网络流量。

koa实现协商缓存

const Koa = require('koa');
const app = new Koa();

// 设置 eTag方案
const setExpires = async (ctx, next) => {
  // 设置缓存时间为 1 分钟
  const maxAge = 60;
  ctx.set('Cache-Control', `public, max-age=${maxAge}`);
  // 设置 ETag 头
  const etag = 'etag-123456789';
  ctx.set('ETag', etag);

  await next();
}
// Last-Modified方案
const setLastModified = async (ctx, next) => {
  // 设置缓存时间为 1 分钟
  const maxAge = 60;
  ctx.set('Cache-Control', `public, max-age=${maxAge}`);
  // 设置 Last-Modified 头
  const lastModified = new Date('2021-03-05T00:00:00Z');
  ctx.set('Last-Modified', lastModified.toUTCString());

  await next();
}

const response = (ctx) => {
  ctx.body = 'Hello World';
}

// 跟Etag方案对应
const etagResponse = (ctx) => {
  // 如果 ETag 头未被修改，则返回 304
  if (ctx.headers['if-none-match'] === ctx.response.get('ETag')) {
    ctx.status = 304;
  } else ctx.body = 'Hello World';
}
// 跟Last-Modified方案相对应
const lastModifiedResponse = (ctx) => {
  // 如果资源已经修改过，则返回新的资源
  if (ctx.headers['if-modified-since'] !== ctx.response.get('Last-Modified')) {
    	response(ctx)
  } else ctx.status = 304;
}

app.get('/getMes', setExpires, response);

app.listen(3000, () => console.log('Server started on port 3000'));

koa使用哈希计算Etag值：

const Koa = require('koa');
const crypto = require('crypto');

const app = new Koa();

// 假设这是要缓存的资源
const content = 'Hello, world!';

app.use(async (ctx) => {
  // 计算资源的哈希值
  const hash = crypto.createHash('md5').update(content).digest('hex');

  // 设置 ETag 头
  ctx.set('ETag', hash);

  // 判断客户端是否发送了 If-None-Match 头
  const ifNoneMatch = ctx.get('If-None-Match');
  if (ifNoneMatch === hash) {
    // 如果客户端发送了 If-None-Match 头，并且与当前资源的哈希值相同，则返回 304 Not Modified
    ctx.status = 304;
  } else {
    // 如果客户端没有发送 If-None-Match 头，或者与当前资源的哈希值不同，则返回新的资源
    ctx.body = content;
  }
});

app.listen(3000);

缓存执行流程：

• 强缓存未失效，从缓存中读取数据，cache-control优先级高于last-Modified

• 强缓存失效，执行协商缓存，Etag的优先级会高于last-Modified

• 缓存未失效服务器返回304状态码，客户端从缓存中读取数据

• 缓存已失效则返回资源和200状态码

强缓存和协商缓存的使用？

强缓存通常在浏览器中缓存静态资源（如 CSS、JavaScript、图片等），以减少页面的加载时间和减轻服务器负担。

协商缓存通常用于缓存动态资源（如 HTML 页面、API 数据等），以减少服务器的负担和网络带宽的消耗。

在实际应用中，强缓存和协商缓存可以单独使用或一起使用。对于一些静态资源，可以只使用强缓存；对于一些动态资源，可以只使用协商缓存；对于一些经常变化的资源，可以使用强缓存和协商缓存结合使用，既可以减少服务器的负担，也可以保证及时获取到最新的资源。

读到这里，这篇“用node如何实现缓存”文章已经介绍完毕，想要掌握这篇文章的知识点还需要大家自己动手实践使用过才能领会，如果想了解更多相关内容的文章，欢迎关注创新互联行业资讯频道。

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