CDN是一項(xiàng)和加速網(wǎng)站訪問速度和用戶下載資源速度的服務(wù)，那么，CDN緩存是什么意思？有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？對(duì)此，本文就來告訴大家CDN加速的那些事，有興趣的伙伴們記得了解下。
CDN是什么 ？
關(guān)于CDN是什么 ，此前腳本之家已經(jīng)為大家詳細(xì)介紹過，如果還有不了解的伙伴們可以重新了解下。
簡單的說，CDN是Content Delivery Network的簡稱，即“內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)”的意思。一般我們所說的CDN加速，一般是指網(wǎng)站加速或者用戶下載資源加速。
可能這種專業(yè)的說，很多朋友不好理解，下面給大家分享一個(gè)小編記憶深刻的例子。
舉個(gè)通俗的例子：
談到CDN的作用，可以用8年買火車票的經(jīng)歷來形象比喻：8年前，還沒有火車票代售點(diǎn)一說，12306.cn更是無從說起。那時(shí)候火車票還只能在火車站的售票大廳購買，而我所住的小縣城并不通火車，火車票都要去市里的火車站購買，而從縣城到市里，來回就是4個(gè)小時(shí)車程，簡直就是浪費(fèi)生命。
后來就好了，小縣城里出現(xiàn)了火車票代售點(diǎn)，可以直接在代售點(diǎn)購買火車，方便了不少，全市人民再也不用在一個(gè)點(diǎn)苦逼的排隊(duì)買票了。
CDN就可以理解為分布在每個(gè)縣城的火車票代售點(diǎn)，用戶在瀏覽網(wǎng)站的時(shí)候，CDN會(huì)選擇一個(gè)離用戶最近的CDN邊緣節(jié)點(diǎn)來響應(yīng)用戶的請(qǐng)求，這樣海南移動(dòng)用戶的請(qǐng)求就不會(huì)千里迢迢跑到北京電信機(jī)房的服務(wù)器（假設(shè)源站部署在北京電信機(jī)房）上了。
CDN的優(yōu)勢很明顯：
（1）CDN節(jié)點(diǎn)解決了跨運(yùn)營商和跨地域訪問的問題，訪問延時(shí)大大降低；
（2）大部分請(qǐng)求在CDN邊緣節(jié)點(diǎn)完成，CDN起到了分流作用，減輕了源站的負(fù)載。
CDN緩存是什么？
這里不深究CDN背后高大上的架構(gòu)，也不討論CDN如何做到全局流量調(diào)度策略，本文著重討論在有了CDN后，數(shù)據(jù)是如何被緩存的。緩存是一個(gè)到處都存在的用空間換時(shí)間的例子。通過使用多余的空間，我們能夠獲取更快的速度。
相關(guān)技巧：【怎么看網(wǎng)站有沒開啟CDN 測試網(wǎng)站全國訪問速度方法】。
首先，看看沒有網(wǎng)站沒有接入CDN時(shí)，用戶瀏覽器與服務(wù)器是如何交互的：
用戶在瀏覽網(wǎng)站的時(shí)候，瀏覽器能夠在本地保存網(wǎng)站中的圖片或者其他文件的副本，這樣用戶再次訪問該網(wǎng)站的時(shí)候，瀏覽器就不用再下載全部的文件，減少了下載量意味著提高了頁面加載的速度。
如果中間加上一層CDN，那么用戶瀏覽器與服務(wù)器的交互如下：
客戶端瀏覽器先檢查是否有本地緩存是否過期，如果過期，則向CDN邊緣節(jié)點(diǎn)發(fā)起請(qǐng)求，CDN邊緣節(jié)點(diǎn)會(huì)檢測用戶請(qǐng)求數(shù)據(jù)的緩存是否過期，如果沒有過期，則直接響應(yīng)用戶請(qǐng)求，此時(shí)一個(gè)完成http請(qǐng)求結(jié)束；如果數(shù)據(jù)已經(jīng)過期，那么CDN還需要向源站發(fā)出回源請(qǐng)求（back to the source request）,來拉取最新的數(shù)據(jù)。CDN的典型拓?fù)鋱D如下：
可以看到，在存在CDN的場景下，數(shù)據(jù)經(jīng)歷了客戶端（瀏覽器）緩存和CDN邊緣節(jié)點(diǎn)緩存兩個(gè)階段，下面分別對(duì)這兩個(gè)階段的緩存進(jìn)行詳細(xì)的剖析
客戶端（瀏覽器）緩存
1）客戶端緩存的缺點(diǎn)
客戶端緩存減少了的服務(wù)器請(qǐng)求，避免了文件重復(fù)加載，顯著地提升了用戶地方。但是當(dāng)網(wǎng)站發(fā)生了更新的時(shí)候（如替換了css、js以及圖片文件），瀏覽器本地仍保存著舊版本的文件，從而導(dǎo)致無法預(yù)料后果。
曾幾何時(shí)，一個(gè)頁面加載出來，頁面各元素位置亂飄，按鈕點(diǎn)擊失效，前端GG都會(huì)習(xí)慣性地問一句：“緩存清了沒？”，然后Ctrl+F5 ，Everything is OK。但有些時(shí)候，如果我們是簡單地在瀏覽器地址欄中敲一個(gè)回車，或者是僅僅按F5刷新，問題依然沒有解決，你可知道這三種不同的操作方式，決定瀏覽器不同的刷新緩存策略？
瀏覽器如何來確定使用本地文件還是使用服務(wù)器上的新文件？下面來介紹幾種判斷的方法。
瀏覽器緩存策略
Expires
Expires:Sat, 24 Jan 2015 20:30:54 GMT
如果http響應(yīng)報(bào)文中設(shè)置了Expires，在Expires過期之前，我們就避免了和服務(wù)器之間的連接。此時(shí)，瀏覽器無需想瀏覽器發(fā)出請(qǐng)求，只需要自己判斷手中的材料是否過期就可以了，完全不需要增加服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。
Cache-control: max-age
Expires的方法很好，但是我們每次都得算一個(gè)精確的時(shí)間。max-age 標(biāo)簽可以讓我們更加容易的處理過期時(shí)間。我們只需要說，這份資料你只能用一個(gè)星期就可以了。
Max-age 使用秒來計(jì)量，如：
Cache-Control:max-age=645672
指定頁面645672秒（7.47天）后過期。
Last-Modified
服務(wù)器為了通知瀏覽器當(dāng)前文件的版本，會(huì)發(fā)送一個(gè)上次修改時(shí)間的標(biāo)簽，例如：
Last-Modified:Tue, 06 Jan 2015 08:26:32 GMT
這樣瀏覽器就知道他收到的這個(gè)文件創(chuàng)建時(shí)間，在后續(xù)的請(qǐng)求中，瀏覽器會(huì)按照下面的規(guī)則進(jìn)行驗(yàn)證：
1. 瀏覽器：Hey，我需要jquery.min.js這個(gè)文件，如果是在 Tue, 06 Jan 2015 08:26:32 GMT 之后修改過的，請(qǐng)發(fā)給我。
2. 服務(wù)器：（檢查文件的修改時(shí)間）
3. 服務(wù)器：Hey，這個(gè)文件在那個(gè)時(shí)間之后沒有被修改過，你已經(jīng)有最新的版本了。
4. 瀏覽器：太好了，那我就顯示給用戶了。
在這種情況下，服務(wù)器僅僅返回了一個(gè)304的響應(yīng)頭，減少了響應(yīng)的數(shù)據(jù)量，提高了響應(yīng)的速度。
下圖是按F5刷新頁面后，頁面返回304響應(yīng)頭。
ETag
通常情況下，通過修改時(shí)間來比較文件是可行的。但是在一些特殊情況，例如服務(wù)器的時(shí)鐘發(fā)生了錯(cuò)誤，服務(wù)器時(shí)鐘進(jìn)行修改，夏時(shí)制DST到來后服務(wù)器時(shí)間沒有及時(shí)更新，這些都會(huì)引起通過修改時(shí)間比較文件版本的問題。
ETag可以用來解決這種問題。ETag是一個(gè)文件的唯一標(biāo)志符。就像一個(gè)哈?；蛘咧讣y，每個(gè)文件都有一個(gè)單獨(dú)的標(biāo)志，只要這個(gè)文件發(fā)生了改變，這個(gè)標(biāo)志就會(huì)發(fā)生變化。
服務(wù)器返回ETag標(biāo)簽：
ETag:"39001d-1762a-50bf790757e00"
接下來的訪問順序如下所示：
1. 瀏覽器：Hey，我需要jquery.min.js這個(gè)文件，有沒有不匹配"39001d-1762a-50bf790757e00"這個(gè)串的
2. 服務(wù)器：（檢查ETag…）
3. 服務(wù)器：Hey，我這里的版本也是"39001d-1762a-50bf790757e00"，你已經(jīng)是最新的版本了
4. 瀏覽器：好，那就可以使用本地緩存了
如同 Last-modified 一樣，ETag 解決了文件版本比較的問題。只不過 ETag 的級(jí)別比 Last-Modified 高一些。
額外的標(biāo)簽
緩存標(biāo)簽永遠(yuǎn)不會(huì)停止工作，但是有時(shí)候我們需要對(duì)已經(jīng)緩存的內(nèi)容進(jìn)行一些控制。
Cache-control: public 表示緩存的版本可以被代理服務(wù)器或者其他中間服務(wù)器識(shí)別。
Cache-control: private 意味著這個(gè)文件對(duì)不同的用戶是不同的。只有用戶自己的瀏覽器能夠進(jìn)行緩存，公共的代理服務(wù)器不允許緩存。
Cache-control: no-cache 意味著文件的內(nèi)容不應(yīng)當(dāng)被緩存。這在搜索或者翻頁結(jié)果中非常有用，因?yàn)橥瑯拥腢RL，對(duì)應(yīng)的內(nèi)容會(huì)發(fā)生變化。
瀏覽器緩存刷新
1. 在地址欄中輸入網(wǎng)址后按回車或點(diǎn)擊轉(zhuǎn)到按鈕
瀏覽器以最少的請(qǐng)求來獲取網(wǎng)頁的數(shù)據(jù)，瀏覽器會(huì)對(duì)所有沒有過期的內(nèi)容直接使用本地緩存，從而減少了對(duì)瀏覽器的請(qǐng)求。所以，Expires，max-age標(biāo)記只對(duì)這種方式有效。
2. 按F5或?yàn)g覽器刷新按鈕
瀏覽器會(huì)在請(qǐng)求中附加必要的緩存協(xié)商，但不允許瀏覽器直接使用本地緩存，它能夠讓 Last-Modified、ETag發(fā)揮效果，但是對(duì)Expires無效。
3. 按Ctrl+F5或按Ctrl并點(diǎn)擊刷新按鈕
這種方式就是強(qiáng)制刷新，總會(huì)發(fā)起一個(gè)全新的請(qǐng)求，不使用任何緩存。
CDN緩存
瀏覽器本地緩存失效后，瀏覽器會(huì)向CDN邊緣節(jié)點(diǎn)發(fā)起請(qǐng)求。類似瀏覽器緩存，CDN邊緣節(jié)點(diǎn)也存在著一套緩存機(jī)制。
CDN緩存的缺點(diǎn)
CDN的分流作用不僅減少了用戶的訪問延時(shí)，也減少的源站的負(fù)載。但其缺點(diǎn)也很明顯：當(dāng)網(wǎng)站更新時(shí)，如果CDN節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)沒有及時(shí)更新，即便用戶再瀏覽器使用Ctrl +F5的方式使瀏覽器端的緩存失效，也會(huì)因?yàn)镃DN邊緣節(jié)點(diǎn)沒有同步最新數(shù)據(jù)而導(dǎo)致用戶訪問異常。
CDN緩存策略
CDN邊緣節(jié)點(diǎn)緩存策略因服務(wù)商不同而不同，但一般都會(huì)遵循h(huán)ttp標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，通過http響應(yīng)頭中的Cache-control: max-age的字段來設(shè)置CDN邊緣節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)緩存時(shí)間。
當(dāng)客戶端向CDN節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，CDN節(jié)點(diǎn)會(huì)判斷緩存數(shù)據(jù)是否過期，若緩存數(shù)據(jù)并沒有過期，則直接將緩存數(shù)據(jù)返回給客戶端；否則，CDN節(jié)點(diǎn)就會(huì)向源站發(fā)出回源請(qǐng)求，從源站拉取最新數(shù)據(jù)，更新本地緩存，并將最新數(shù)據(jù)返回給客戶端。
CDN服務(wù)商一般會(huì)提供基于文件后綴、目錄多個(gè)維度來指定CDN緩存時(shí)間，為用戶提供更精細(xì)化的緩存管理。
CDN緩存時(shí)間會(huì)對(duì)“回源率”產(chǎn)生直接的影響。若CDN緩存時(shí)間較短，CDN邊緣節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)常失效，導(dǎo)致頻繁回源，增加了源站的負(fù)載，同時(shí)也增大的訪問延時(shí)；若CDN緩存時(shí)間太長，會(huì)帶來數(shù)據(jù)更新時(shí)間慢的問題。開發(fā)者需要增對(duì)特定的業(yè)務(wù)，來做特定的數(shù)據(jù)緩存時(shí)間管理。
CDN緩存刷新
CDN邊緣節(jié)點(diǎn)對(duì)開發(fā)者是透明的，相比于瀏覽器Ctrl+F5的強(qiáng)制刷新來使瀏覽器本地緩存失效，開發(fā)者可以通過CDN服務(wù)商提供的“刷新緩存”接口來達(dá)到清理CDN邊緣節(jié)點(diǎn)緩存的目的。這樣開發(fā)者在更新數(shù)據(jù)后，可以使用“刷新緩存”功能來強(qiáng)制CDN節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)緩存過期，保證客戶端在訪問時(shí)，拉取到最新的數(shù)據(jù)。
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