作者：自由的巨浪
https://juejin.cn/post/7406143794000019506
開(kāi)啟HTTP緩存是前端性能優(yōu)化中提高資源加載效率的重要手段。以下是幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：
減少重復(fù)請(qǐng)求：通過(guò)緩存機(jī)制，瀏覽器可以存儲(chǔ)已請(qǐng)求過(guò)的資源，減少對(duì)服務(wù)器的重復(fù)請(qǐng)求。
設(shè)置緩存頭：在服務(wù)器端設(shè)置合適的Cache-Control、Expires或ETag響應(yīng)頭，告訴瀏覽器如何緩存資源。
區(qū)分靜態(tài)和動(dòng)態(tài)資源：靜態(tài)資源（如圖片、CSS、JS文件）可以設(shè)置較長(zhǎng)的緩存時(shí)間，而動(dòng)態(tài)內(nèi)容則需要更短的緩存時(shí)間或使用驗(yàn)證緩存。
利用瀏覽器緩存：合理配置服務(wù)端緩存策略，讓瀏覽器自動(dòng)處理緩存，減少不必要的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。
更新緩存策略：當(dāng)資源更新時(shí)，確保使用新的緩存策略，如改變文件名或使用Last-Modified和ETag頭來(lái)驗(yàn)證緩存。
監(jiān)控緩存效果：使用瀏覽器的開(kāi)發(fā)者工具監(jiān)控資源的緩存情況，確保緩存策略按預(yù)期工作。
通過(guò)開(kāi)啟HTTP緩存，可以顯著減少頁(yè)面加載時(shí)間，提升用戶體驗(yàn)。
以下是正文：
導(dǎo)讀
開(kāi)啟 HTTP 緩存是前端性能優(yōu)化手段中最常見(jiàn)的方法之一。開(kāi)啟 HTTP 緩存后，當(dāng)瀏覽器請(qǐng)求資源時(shí)，提供資源的服務(wù)器可以告知瀏覽器應(yīng)該臨時(shí)存儲(chǔ)或緩存該資源多長(zhǎng)時(shí)間。
只要資源的緩存沒(méi)有過(guò)期，對(duì)于針對(duì)該資源的任何后續(xù)請(qǐng)求，瀏覽器將使用其本地副本，而不是從網(wǎng)絡(luò)獲取。也就有效的減少了 HTTP 請(qǐng)求，可以顯著地縮短重復(fù)訪問(wèn)的網(wǎng)頁(yè)加載時(shí)間。
NGINX 服務(wù)器端配置 HTTP 緩存
與啟用 Gzip 壓縮實(shí)現(xiàn)手段類似，開(kāi)啟 HTTP 緩存的操作也是在服務(wù)器端配置實(shí)現(xiàn)。本文還是以 NGINX 服務(wù)器為例，介紹如何在 NGINX 服務(wù)器配置 HTTP 緩存。
開(kāi)啟 HTTP 緩存的實(shí)際操作配置就是配置 Expires 頭，并且盡量設(shè)置一個(gè)長(zhǎng)久的 Expires。用 lighthouse 官方文檔的說(shuō)法是：采用高效的緩存政策提供靜態(tài)資源。 來(lái)看看 NGINX 服務(wù)器的配置吧：
cache_expiration.conf
與配置 gzip 時(shí)一樣，緩存的配置信息，也建議單獨(dú)保存到獨(dú)立的配置文件。然后使用 include 在 nginx.conf 文件中引用配置。
http {
# 其它配置
# Specify file cache expiration.
include web_performance/cache_expiration.conf;
}
在 nginx.conf 的 http 模塊中引入cache_expiration.conf 文件的緩存配置，這樣只要是通過(guò)當(dāng)前 NGINX 服務(wù)配置的 Web 站點(diǎn)也就都開(kāi)啟了 HTTP 緩存了。
cache_expiration.conf 配置信息如下：
map $sent_http_content_type $expires {
default 1M;
# No content
'' off;
# CSS
~*text/css 1y;
# Data interchange
~*application/atom\+xml 1h;
~*application/rdf\+xml 1h;
~*application/rss\+xml 1h;
~*application/json 0;
~*application/ld\+json 0;
~*application/schema\+json 0;
~*application/geo\+json 0;
~*application/xml 0;
~*text/calendar 0;
~*text/xml 0;
# Favicon (cannot be renamed!) and cursor images
~*image/vnd.microsoft.icon 1w;
~*image/x-icon 1w;
# HTML
~*text/html 0;
# JavaScript
~*application/javascript 1y;
~*application/x-javascript 1y;
~*text/javascript 1y;
# Manifest files
~*application/manifest\+json 1w;
~*application/x-web-app-manifest\+json 0;
~*text/cache-manifest 0;
# Markdown
~*text/markdown 0;
# Media files
~*audio/ 1M;
~*image/ 1M;
~*video/ 1M;
# WebAssembly
~*application/wasm 1y;
# Web fonts
~*font/ 1M;
~*application/vnd.ms-fontobject 1M;
~*application/x-font-ttf 1M;
~*application/x-font-woff 1M;
~*application/font-woff 1M;
~*application/font-woff2 1M;
# Other
~*text/x-cross-domain-policy 1w;
}
# 時(shí)間根據(jù)變量 $expires 的配置匹配
expires $expires;
緩存哪些資源，緩存多久？
這個(gè) cache_expiration.conf 文件的配置可能要比大家通常看到的配置要復(fù)雜一些，不過(guò)應(yīng)該也是很容易看懂的。其主要策略就是針對(duì)不會(huì)經(jīng)常調(diào)整的文件類型，盡量給一個(gè)長(zhǎng)久的 Expires。
另外，通過(guò) cache_expiration.conf 配置文件的內(nèi)容，也可以明確的發(fā)現(xiàn)，緩存的基本上都是靜態(tài)資源，并且不同的靜態(tài)資源緩存的時(shí)長(zhǎng)是不一樣的。
例如 .css 和 .js 文件，這里的配置就給了 1y（一年），字體和圖片資源也設(shè)置了 1M（一個(gè)月），而經(jīng)常請(qǐng)求的 json 數(shù)據(jù)則沒(méi)有緩存。$expires 變量會(huì)根據(jù)不同的資源類型，定義不同的合適的緩存時(shí)間。
Lighthouse 的緩存策略
再看看前端性能分析工具 Lighthouse。如果滿足以下所有條件，則 Lighthouse 會(huì)認(rèn)為資源可緩存：
- 資源具有
200、203 或 206 HTTP 狀態(tài)代碼[1]。
cache-control.conf
除了配置 Expires 頭的配置，另外一個(gè)重要配置就是 cache-control.conf 文件。cache-control.conf 文件中就是針對(duì) Cache-Control 首部字段的配置：
map $sent_http_content_type $cache_control {
default 'public, immutable, stale-while-revalidate';
# No content
'' 'no-store';
# Manifest files
~*application/manifest\+json 'public';
~*text/cache-manifest ''; # `no-cache` (*)
# Assets
~*image/svg\+xml 'public, immutable, stale-while-revalidate';
# Data interchange
~*application/(atom|rdf|rss)\+xml 'public, stale-while-revalidate';
# Documents
~*text/html 'private, must-revalidate';
~*text/markdown 'private, must-revalidate';
~*text/calendar 'private, must-revalidate';
# Data
~*json ''; # `no-cache` (*)
~*xml ''; # `no-cache` (*)
}
也是在 nginx.conf 的 http 模塊中引入：
http {
# 省略其它配置...
# Add Cache-Control.
include web_performance/cache-control.conf;
}
跟 Expires 的配置類似，$cache_control 變量在此 NGINX 配置的所有 Web 站點(diǎn)就都可以訪問(wèn)該變量了。Cache-Control 中可用的指令在稍后的介紹 Cache-Control 首部字段章節(jié)會(huì)詳細(xì)介紹。
與緩存相關(guān)的 HTTP 首部字段
HTTP 緩存配置完畢后，在我們請(qǐng)求的靜態(tài)資源的服務(wù)器響應(yīng)頭中就可以看到 Expires 首部字段信息了：
expires.png
大家可以根據(jù)自己的情況調(diào)整這里的配置，確定不怎么變動(dòng)的資源，還是盡量給一個(gè)長(zhǎng)久的 Expires。需要說(shuō)明一下，HTML 頁(yè)面通常視作動(dòng)態(tài)資源，建議是不要設(shè)置 Expires 頭的（稍后的章節(jié)中有示例會(huì)給出針對(duì) HTML 頁(yè)面的配置細(xì)節(jié)）。
因?yàn)槿绻?HTML 文件緩存了，緩存期間不更新，那么我們?cè)谥付〞r(shí)間內(nèi)永遠(yuǎn)沒(méi)法取到更新后的 js 和 css 或者其它靜態(tài)資源。所以，HTML 緩存另一個(gè)策略是：不緩存html
# HTML
~*text/html 0;
另外，如果不希望配置一個(gè)全局的靜態(tài)資源的 Expires 頭，可以去掉cache_expiration.conf文件最底部的配置：
# expires $expires
調(diào)整后，在 nginx.conf 配置文件中引入的就只是針對(duì)不同靜態(tài)文件過(guò)期時(shí)間變量 $expires 的配置。這樣就不會(huì)出現(xiàn) NGINX 服務(wù)器上所有配置的所有 Web 站點(diǎn)都使用相同的 Expires 頭的緩存配置，但又都可以訪問(wèn) $expires 變量了。
到這里，關(guān)于在 NGINX 服務(wù)配置 HTTP 緩存的操作內(nèi)容就結(jié)束了。是不是很容易？
Cache-Control 和 Expires 首部字段
在解釋緩存如何很好的優(yōu)化靜態(tài)資源傳輸速度前，需要跟大家聊聊 2 個(gè) HTTP 首部字段 - Cache-Control 和 Expires。
Expires 首部字段
由于 Expires 頭使用一個(gè)特定時(shí)間：
Wed, 23 Jul 2025 12:37:27 GMT
這使得 Expires 頭有一定的局限性，因?yàn)?Expires 頭要求服務(wù)器和客戶端的時(shí)間要嚴(yán)格同步。如果本地電腦調(diào)整了時(shí)間，超過(guò)了 Exipres 頭設(shè)置的時(shí)間，也會(huì)使緩存過(guò)期。
另外，Exipres 頭會(huì)經(jīng)常檢測(cè)過(guò)期時(shí)間，并且一旦過(guò)期了，又需要再服務(wù)器中配置提供一個(gè)新的日期。所以會(huì)有 Exipres 頭設(shè)置的時(shí)間盡量長(zhǎng)的策略。
Cache-Control 首部字段
為解決 Exipres 頭的這些不足，HTTP 1.1 協(xié)議中引入了 Cache-Control 首部字段。Cache-Control 使用 max-age 指令指定組件被緩存多久。它以秒為單位定義更新時(shí)間。如果從資源被請(qǐng)求開(kāi)始過(guò)去的秒數(shù)小于 max-age，瀏覽器就會(huì)使用緩存版本。它可以消除 Expires 頭對(duì)于服務(wù)器和客戶端的時(shí)間必須同步的限制。對(duì)于不支持 Cache-Control 首部字段的瀏覽器，我們?nèi)匀恍枰?Expires 頭，因此一般都會(huì)同時(shí)設(shè)置 Cache-Control 和 Expires 首部字段。在支持 Cache-Control 頭的瀏覽器，max-age 指定將重寫(xiě) Expires 頭。這也是為什么前文的截圖中同時(shí)出現(xiàn)了 Cache-Control 和 Expires 首部字段的響應(yīng)信息。
max-age 指定的設(shè)置策略也和 Expires 頭一致，盡量設(shè)置一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間。最大可以設(shè)置 10 年，一般都設(shè)置至少 30 天以上。
注意： 緩存持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)就是您的用戶不會(huì)看到靜態(tài)文件的更新。若要避免此問(wèn)題，可以將構(gòu)建工具配置為在靜態(tài)資源文件名中嵌入一個(gè)哈希，以使每個(gè)版本都是唯一的，從而提示瀏覽器從服務(wù)器提取新版本。
expires-1.png
Cache-Control 首部字段常用指令
除 max-age 指定外，其它常用的指令還有：
- public：表明響應(yīng)可以被任何對(duì)象（包括：發(fā)送請(qǐng)求的客戶端，代理服務(wù)器，等等）緩存。表示相應(yīng)會(huì)被緩存，并且在多用戶間共享。默認(rèn)是 public。
- private：表明響應(yīng)只能被單個(gè)用戶緩存，不能作為共享緩存（即代理服務(wù)器不能緩存它）,可以緩存響應(yīng)內(nèi)容。響應(yīng)只作為私有的緩存，不能在用戶間共享。如果要求HTTP認(rèn)證，響應(yīng)會(huì)自動(dòng)設(shè)置為private。
- no-cache：在釋放緩存副本之前，強(qiáng)制高速緩存將請(qǐng)求提交給原始服務(wù)器進(jìn)行驗(yàn)證。指定不緩存響應(yīng)，表明資源不進(jìn)行緩存。但是設(shè)置了no-cache之后并不代表瀏覽器不緩存，而是在緩存前要向服務(wù)器確認(rèn)資源是否被更改。因此有的時(shí)候只設(shè)置no-cache防止緩存還是不夠保險(xiǎn)，還可以加上private指令，將過(guò)期時(shí)間設(shè)為過(guò)去的時(shí)間。
- only-if-cached：表明客戶端只接受已緩存的響應(yīng)，并且不要向原始服務(wù)器檢查是否有更新的拷貝.
- no-store：緩存不應(yīng)存儲(chǔ)有關(guān)客戶端請(qǐng)求或服務(wù)器響應(yīng)的任何內(nèi)容。表示絕對(duì)禁止緩存!
- no-transform：不得對(duì)資源進(jìn)行轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)變。Content-Encoding, Content-Range, Content-Type 等 HTTP 頭不能由代理修改。例如，非透明代理可以對(duì)圖像格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以便節(jié)省緩存空間或者減少緩慢鏈路上的流量。no-transform 指令不允許這樣做。
例如我本地的測(cè)試站點(diǎn)，針對(duì) HTML 頁(yè)面的配置就使用了 no-cache：
location / {
proxy_pass http://yao;
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
# 省略其它配置...
# 不緩存 index.html
expires -1;
add_header Cache-Control no-store;
# fix history router model in VUE
try_files $uri $uri/ /index.html;
error_page 404 /index.html;
}
說(shuō)明一下，一直在介紹設(shè)置 Expires 頭，卻沒(méi)有介紹如何配置 Cache-Control 頭，直到示例中才展示的設(shè)置 no-store。這是因?yàn)樵?NGINX 服務(wù)器中配置了 Expires 頭，在配置反向代理指定了 HTTP1.1 協(xié)議后：
proxy_http_version 1.1;
NGINX 服務(wù)器會(huì)使用 Cache-Control 頭重寫(xiě) Expires 頭，過(guò)期時(shí)間就是 Expires 頭配置的時(shí)間。因此如果不是像 HTML 文件這樣需要禁止緩存，沒(méi)有額外的 Cache-Control 頭配置。
expires.png
再以前文的截圖為例，這里獲取到的 js 文件的 max-age 指令的時(shí)長(zhǎng)就和 Expires 頭的過(guò)期時(shí)間一致。
如果資源變化和新鮮度很重要，但仍想獲得緩存的一些速度優(yōu)勢(shì)，請(qǐng)使用 no-cache。瀏覽器仍會(huì)緩存設(shè)置為 no-cache 的資源，但會(huì)先向服務(wù)器進(jìn)行檢查，以確保該資源仍為最新資源。
前文介紹了 Cache-Control 頭允許使用的許多不同的指令，它們可用于自定義瀏覽器如何緩存不同資源，請(qǐng)根據(jù)需要選擇選擇合適的 Cache-Control 頭指令。
最后要特別說(shuō)明，雖然介紹的 Expires 頭和 Cache-Control 頭的 max-age 指令中推薦的策略是盡可能長(zhǎng)，但緩存時(shí)間不一定是越長(zhǎng)越好。最終還是應(yīng)該根據(jù)實(shí)際使用情況來(lái)決定資源的最佳緩存時(shí)長(zhǎng)。
Last-Modified Date 和 ETag
Cache-Control 和 Expires 兩個(gè) HTTP 首部字段是用來(lái)指定資源的緩存時(shí)長(zhǎng)的。而服務(wù)器在檢測(cè)緩存的資源是否和原始服務(wù)器上的資源匹配，則使用的是另外 2 種方式：
- 比較最新修改日期（Last-Modified Date）
最新修改時(shí)間（Last-Modified Date）
原始服務(wù)器通過(guò) Last-Modified 響應(yīng)頭來(lái)返回組件的最新修改日期：
Last-Modified: Tue, 25 Jun 2024 20:20:53 GMT
設(shè)置了 Expires 頭后，瀏覽器會(huì)緩存資源和它的最新修改日期。再次請(qǐng)求同一資源時(shí)，瀏覽器會(huì)使用 If-Modified-Since 頭將最新修改日期回傳到原始服務(wù)器進(jìn)行比較。如果匹配則返回 304 響應(yīng)，而不會(huì)重新下載組件。
實(shí)體標(biāo)簽（ETag）
實(shí)體標(biāo)簽 ETag 是 Web 服務(wù)器和瀏覽器用于確認(rèn)緩存資源的有效性的一種機(jī)制。ETag 在 HTTP 1.1 引入，它是表示組件的特定版本的唯一性的字符串。例如：
Etag: 'b886a62d3dc7da1:0'
它是提供了另一種方式檢測(cè)緩存的資源是否與原始服務(wù)器上的資源是否匹配。ETag 的檢測(cè)機(jī)制要比最新修改時(shí)間更加靈活。例如，如果實(shí)體依據(jù) User-Agent 或者 Accept-Language 頭而改變，實(shí)體的狀態(tài)可以反應(yīng)在 ETag 中。也就是說(shuō) ETag 的唯一字符串的值會(huì)發(fā)生改變。
ETag 的驗(yàn)證機(jī)制是在次訪問(wèn)同一資源的時(shí)候，它會(huì)使用 If-None-Match 頭將 ETag 傳回原服務(wù)器。如果匹配則返回 304 響應(yīng)，而不會(huì)重新下載資源。
ETag 的問(wèn)題
通常的 Web 服務(wù)器的架構(gòu)設(shè)計(jì)都是做了高可用的配置的，是由多臺(tái)服務(wù)器組成的集群構(gòu)建而成。例如我本地的測(cè)試站點(diǎn)的負(fù)載均衡的配置：
upstream yao {
server 127.0.0.1:18080;
server 127.0.0.1:18081;
server 127.0.0.1:18082;
}
ETag 有個(gè)問(wèn)題，當(dāng)瀏覽器分別從兩臺(tái)不同的后端集群服務(wù)器中請(qǐng)求同一資源的時(shí)候，兩臺(tái)不同的服務(wù)器的 ETag 是不會(huì)一致的。
當(dāng)然，我們可以通過(guò)在負(fù)載平衡的配置中添加 keepalive 或者設(shè)置服務(wù)器的 weight 權(quán)重，讓同一客戶端盡量從同一服務(wù)器獲取資源，但還是無(wú)法保證會(huì)切換服務(wù)器請(qǐng)求資源。
NGINX 配置反向代理緩存
既然提到了服務(wù)器組成的集群，除了使用普通的靜態(tài)資源的 HTTP 緩存外，我們還可以將服務(wù)器集群中的原始資源緩存到代理服務(wù)器上，也就是配置反向代理緩存，將資源都緩存到 NGINX 服務(wù)器所在的代理服務(wù)器上。
bypass-cache-purge-nginx.png
如圖所示，用戶第一次請(qǐng)求資源，NGINX 服務(wù)器會(huì)向集群中的服務(wù)器請(qǐng)求資源，然后緩存下來(lái)。用戶再次請(qǐng)求數(shù)據(jù)的時(shí)候，如果 NGINX 服務(wù)器已經(jīng)緩存了，NGINX 服務(wù)器就會(huì)直接響應(yīng)，而不用再向上游的服務(wù)器集群的服務(wù)器請(qǐng)求資源了。這樣就進(jìn)一步優(yōu)化了請(qǐng)求的響應(yīng)速度，也更進(jìn)一步的優(yōu)化了前端性能。
配置反向代理緩存
要配置反向代理緩存，需要在 NGINX 服務(wù)器上配置一個(gè)緩存區(qū)域，指定緩存路徑，目錄層級(jí)，共享內(nèi)存的大小等信息。廢話不多說(shuō)，直接上配置文件。
proxy_cache_path 指令
proxy_cache_path 是 Nginx 中用于配置反向代理緩存的指令。它定義了緩存存儲(chǔ)的位置、緩存大小、緩存的各種參數(shù)等。反向代理緩存可以極大地提高性能，減少對(duì)后端服務(wù)器的負(fù)載。
還是老規(guī)矩，使用獨(dú)立的 proxy_cache.conf 文件保存 proxy_cache_path 配置，然后在需要的地方 include 配置；
proxy_cache_path ./cache
levels=1:2
keys_zone=cache_static:100m
inactive=1h
max_size=300m
use_temp_path=off;
- proxy_temp_path=./cache： 緩存臨時(shí)目錄路徑；
- levels=1:2： 緩存目錄地層級(jí)，默認(rèn)所有緩存文件都放在同一個(gè)目錄下，從而影響緩存的性能，大部分場(chǎng)景推薦使用2級(jí)目錄來(lái)存儲(chǔ)緩存文件；
- keys_zone=cache_static:100m： 在共享內(nèi)存中設(shè)置一塊存儲(chǔ)區(qū)域來(lái)存放緩存的 key 和 metadata（類似使用次數(shù)），這樣 nginx 可以快速判斷一個(gè) request 是否命中或者未命中緩存，1m 可以存儲(chǔ) 8000 個(gè) key，100m 可以存儲(chǔ) 800000 個(gè) key；
- max_size=300m： 最大 cache 空間，如果不指定，會(huì)使用掉所有磁盤(pán)空間（disk space），當(dāng)達(dá)到配額后，會(huì)刪除最少使用的 cache 文件；
- inactive=1d： 未被訪問(wèn)文件在緩存中保留時(shí)間，本配置中如果 60 分鐘未被訪問(wèn)則不論狀態(tài)是否為 expired，緩存控制程序會(huì)刪掉文件，默認(rèn)為10分鐘；需要注意的是，inactive 和 expired 配置項(xiàng)的含義是不同的，expired 只是緩存過(guò)期，但不會(huì)被刪除，inactive 是刪除指定時(shí)間內(nèi)未被訪問(wèn)的緩存文件；
- use_temp_path=off： 如果為 off，則 nginx 會(huì)將緩存文件直接寫(xiě)入指定的 cache 文件中，而不是使用 temp_path 存儲(chǔ)，official 建議為 off，避免文件在不同文件系統(tǒng)中不必要的拷貝；
nginx.conf 引用代理緩存配置
proxy_cache_path 是一個(gè)全局性的配置，通常會(huì)在 nginx.conf 配置文件中使用 include 方式引入配置：
http {
# 省略其它配置...
# 代理緩存配置
include web_performance/proxy_cache.conf;
}
這樣只要是此 NGINX 服務(wù)配置的 Web 站點(diǎn)，就都可以引用 proxy_cache.conf 的代理緩存配置了。
為 Web 站點(diǎn)的靜態(tài)資源配置反向代理緩存
通常我們都是緩存靜態(tài)資源，所以這里就以我本地的測(cè)試站點(diǎn)的靜態(tài)資源的配置作為示例：
# 上游的服務(wù)器負(fù)載均衡配置
include upstreams/www.yao.com.conf;
server {
listen [::]:80;
listen 80;
server_name www.yao.com;
# 將 http 請(qǐng)求訪問(wèn)，跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的 https 訪問(wèn)路徑
return 301 https://$host$request_uri;
}
server {
# 下次介紹配置 HTTPS 和 HTTP2
# listen [::]:443 ssl http2;
listen 443 ssl http2;
server_name www.yao.com;
# 配置證書(shū)信息
include ssl/ssl_engine.conf;
include ssl/default_certificate_files.conf;
include ssl/policy_intermediate.conf;
# 針對(duì)首頁(yè)的配置
location / {
proxy_pass http://yao;
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_intercept_errors on;
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500;
proxy_connect_timeout 2;
add_header X-Upstream $upstream_addr;
proxy_pass_header Authorization;
client_body_in_file_only clean;
client_body_buffer_size 32K;
client_max_body_size 150M;
# 不緩存 index.html
expires -1;
add_header Cache-Control no-store;
# fix history router model in VUE
try_files $uri $uri/ /index.html;
error_page 404 /index.html;
}
# 訪問(wèn)前端站點(diǎn)的靜態(tài)文件的代理配置
# 根據(jù)自己的需要添加靜態(tài)資源的后綴名
location ~* \.(js|css)$ {
proxy_pass http://yao;
# 通用的一些反向代理配置
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
# 設(shè)置資源緩存的 zone，使用之前配置的 cache_static
proxy_cache cache_static;
# 設(shè)置緩存的 key
proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
# 設(shè)置狀態(tài)碼為 200 和 304 的響應(yīng)可以進(jìn)行緩存，并且緩存時(shí)間為 10 分鐘
# 根據(jù)自己的站點(diǎn)情況配置時(shí)長(zhǎng)，時(shí)間臺(tái)長(zhǎng) cache_static 空間很快會(huì)消耗完
proxy_cache_valid 200 304 10m;
# 調(diào)整原服務(wù)器的緩存配置
proxy_ignore_headers Expires Set-Cookie Cache-Control;
proxy_hide_header Cache-Control;
proxy_hide_header Set-Cookie;
# 調(diào)整原服務(wù)器的 Accept-Encoding
proxy_set_header Accept-Encoding 'gzip';
# 被多次用到的資源才緩存，只用一次的無(wú)需代理緩存
proxy_cache_min_uses 2;
# 配置自定義頭 X-Cache 顯示代理緩存命中狀態(tài)
add_header X-Cache $upstream_cache_status;
# 根據(jù)之前的 $expires 匹配的資源文件類型設(shè)置過(guò)期時(shí)間
# 當(dāng)然，你也可以自己根據(jù)需要，直接設(shè)置一個(gè)合適的過(guò)期時(shí)間
expires $expires;
add_header Cache-Control 'public, no-transform';
}
}
$upstream_cache_status 變量監(jiān)測(cè)代理緩存狀態(tài)
NGINX 提供了 $upstream_cache_status 這個(gè)變量來(lái)顯示緩存的狀態(tài).在這里的配置中添加了一個(gè)自定義的 X-Cache 頭，使用 $upstream_cache_status 監(jiān)測(cè)代理緩存的狀態(tài)。以下是 $upstream_cache_status 的可能值：
- MISS - 在緩存中找不到響應(yīng)，因此從原始服務(wù)器獲取。然后可以緩存響應(yīng)；
- BYPASS - 響應(yīng)是從原始服務(wù)器獲取的，而不是從緩存中提供的，因?yàn)檎?qǐng)求與proxy_cache_bypass指令匹配（請(qǐng)參閱下面的“我可以通過(guò)我的緩存打孔嗎？”）然后可以緩存響應(yīng)；
- EXPIRED - 緩存中的條目已過(guò)期。響應(yīng)包含來(lái)自源服務(wù)器的新內(nèi)容；
- STALE - 內(nèi)容過(guò)時(shí)，因?yàn)樵挤?wù)器未正確響應(yīng)，并且已配置proxy_cache_use_stale；
- UPDATING- 內(nèi)容過(guò)時(shí)，因?yàn)楫?dāng)前正在更新條目以響應(yīng)先前的請(qǐng)求，并且配置了proxy_cache_use_stale更新；
- REVALIDATED - 啟用了proxy_cache_revalidate指令，NGINX驗(yàn)證當(dāng)前緩存的內(nèi)容仍然有效（If-Modified-Since或If-None-Match）；
- HIT - 響應(yīng)包含直接來(lái)自緩存的有效新鮮內(nèi)容；
默認(rèn)情況下，NGINX 尊重源服務(wù)器的 Cache-Control 頭。它不會(huì)緩存響應(yīng)，緩存控制設(shè)置為 Private，No-Cache 或 No-Store 或響應(yīng)頭中的 Set-Cookie。NGINX 僅緩存 GET 和 HEAD 客戶端請(qǐng)求。
# 調(diào)整原服務(wù)器的緩存配置
proxy_ignore_headers Expires Set-Cookie Cache-Control;
proxy_hide_header Cache-Control;
proxy_hide_header Set-Cookie;
前文中的這段配置就是為了啟用代理緩存，用以忽略源服務(wù)器的 Cache-Control 頭。
另外，還特別添加了NGINX 服務(wù)器自己的 Cache-Control 頭的配置：
add_header Cache-Control 'public, no-transform';
表示允許響應(yīng)被被緩存，并且在多用戶間共享。不得對(duì)資源進(jìn)行轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)變。
屏幕截圖 2024-07-28 093746.png
再看看 X-Cache 頭，也就是 $upstream_cache_status 的值已經(jīng)是 HIT 狀態(tài)，表示該靜態(tài)資源已經(jīng)被代理緩存命中了。
OK，現(xiàn)在讓我們來(lái)看看反向代理緩存都存了些什么：
proxy-cache.png
從截圖我們可以看到，配置的2級(jí)緩存已經(jīng)啟用了。緩存的文件是二進(jìn)制的內(nèi)容，我截取一段用文本編輯器打開(kāi)的數(shù)據(jù)來(lái)看看：
proxy-cache-content.png
這里的KEY:
KEY: www.yao.com/js/909.86428264.js
正是我們配置的反向代理緩存的中 proxy_cache_key 配置的數(shù)據(jù)格式：
# 設(shè)置緩存的 key
proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
proxy_cache_purge 清除反向代理緩存
若要手動(dòng)清除緩存，可以使用 proxy_cache_purge 模塊。配置代碼如下：
# 用于清除緩存，假設(shè)一個(gè)URL為: https://www.yao.com/#/default
# 訪問(wèn) https://www.yao.com/#/purge/defaut 就可清除該URL的緩存
location ~ /purge(/.*) {
# 設(shè)置只允許指定的IP或IP段才可以清除URL緩存。
allow 127.0.0.1;
deny all;
proxy_cache_purge cache_static $host$uri$is_args$args;
}
這個(gè)清理緩存的路徑應(yīng)該只有特定（運(yùn)維）人員有權(quán)限訪問(wèn)，清理緩存。
編譯安裝 Nginx 并且添加 ngx_cache_purge 模塊
另外，proxy_cache_purge 不是 NGINX 服務(wù)器自帶的指令模塊，需要手動(dòng)下載編譯安裝。
第1步：獲取 nginx
在 /etc/nginx/source 下執(zhí)行，具體是在那個(gè)目錄，可以自行決定：
wget http://nginx.org/download/nginx-1.21.0.tar.gz
tar -zxvf nginx-1.12.2.tar.gz
第2步：獲取 ngx_cache_purge
在 /etc/nginx/source 下執(zhí)行，具體是在那個(gè)目錄，可以自行決定，這里建議與下載的 nginx 目錄一致：
wget https://github.com/FRiCKLE/ngx_cache_purge/archive/2.3.tar.gz
tar -zxvf 2.3.tar.gz
第3步：修改 nginx 安裝配置
./configure --prefix=/etc/nginx \
--with-http_stub_status_module \
--with-http_ssl_module --with-stream \
--with-http_gzip_static_module \
--with-http_sub_module \
--with-pcre \
--add-module=../ngx_cache_purge
--add-module=../ngx_cache_purge 這是新增的，如果要查看以前的 configure 參數(shù)，可以使用以下命令查看，然后復(fù)制后再后邊加入需要添加的配置即可。
nginx -V
第4步：編譯安裝
如果以前未安裝過(guò)：
make && make install
編譯安裝完成后，配置 nginx。
如果以前已經(jīng)安裝了 nginx 服務(wù)器，需要先停止 nginx 服務(wù)：
# 默認(rèn) nginx 已經(jīng)配置為系統(tǒng)服務(wù)
service nginx stop
重新編譯，在 /etc/nginx/source 下執(zhí)行
make
將編譯好的 nginx 文件覆蓋到/etc/nginx/sbin/nginx：
cp objs/nginx /etc/nginx/sbin/nginx
安裝編譯完成，然后按前文到需要的模塊配置 proxy_cache_purge, 然后檢測(cè)配置文件是否正確：
nginx -t/T
如果配置檢測(cè)通過(guò)，就可以重啟 nginx 服務(wù)：
service nginx start
另外，NGINX 服務(wù)器的商業(yè)版 Nginx Plus 中自帶了清理緩存的指令，有興趣的同學(xué)可以自己查閱一下相關(guān)資料，本文僅介紹 NGINX 服務(wù)器免費(fèi)版的配置。
本文到此為止我們已經(jīng)介紹了如何 NGINX 服務(wù)器配置 HTTP 緩存、與換竄相關(guān)的 HTTP 首部字段、如何在 NGIN 服務(wù)器配置反向代理緩存以及如何清理反向代理緩存。所有于開(kāi)啟 HTTP 緩存相關(guān)的配置就都已經(jīng)介紹完畢了。
開(kāi)啟 HTTP 緩存后的性能對(duì)比
最后，還是一起再看看開(kāi)啟 HTTP 緩存后的性能提升對(duì)比吧：
未開(kāi)啟 HTTP 緩存
no-cache.png
開(kāi)啟 HTTP 緩存
cache.png
效果還是很明顯的，特別是像我測(cè)試站點(diǎn)這種 SPA 頁(yè)面，一切都要等 js 資源加載完成了才繪制界面，加載速度至關(guān)重要！資源加載的越快，意味著用戶看到 UI 界面就越快，用戶體驗(yàn)也就越好。
總結(jié)
本文的標(biāo)題是介紹前端性能優(yōu)化，但基本都是在介紹如何配置 NGINX 服務(wù)器。所以要求前端開(kāi)發(fā)工程師需要掌握必要的 NGINX 服務(wù)器相關(guān)的知識(shí)。起碼是跟前端開(kāi)發(fā)或者性能優(yōu)化相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。
然后就是對(duì)于 HTTP 協(xié)議基礎(chǔ)支持的了解，需要知道常用的 HTTP 首部字段的含有，以便于我們分析一些網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。
該文章在 2024/11/7 12:11:37 編輯過(guò)
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