Vue.js 放弃中…
Web缓存是指一个Web资源（如html页面，图片，js，数据等）存在于Web服务器和客户端（浏览器）之间的副本。缓存会根据进来的请求保存输出内容的副本；当下一个请求来到的时候，如果是相同的URL，缓存会根据缓存机制决定是直接使用副本响应访问请求，还是向源服务器再次发送请求。比较常见的就是浏览器会缓存访问过网站的网页，当再次访问这个URL地址的时候，如果网页没有更新，就不会再次下载网页，而是直接使用本地缓存的网页。只有当网站明确标识资源已经更新，浏览器才会再次下载网页。
本次从三个方面对学习进行小结。
我是看不见的分割线
一、web缓存的作用
H5，即 HTML5，是新一代的 HTML 标准，加入很多新的特性。离线存储（也可称为缓存机制）是其中一个非常重要的特性。H5 引入的离线存储，这意味着 web 应用可进行缓存，并可在没有因特网连接时进行访问。
H5 应用程序缓存为应用带来三个优势：
- 离线浏览，用户可以在无网络时使用产品
- 速度，已缓存的资源加载的更快
- 负载优化，浏览器只从服务器下载更新过或更改过的资源
H5目前的6种缓存机制在前一篇文章有提及。
下面将首先分析各种缓存机制的原理、用法及特点；然后针对 Anroid 移动端 Web 性能加载优化的需求，看如果利用适当缓存机制来提高 Web 的加载性能。
二、H5 缓存机制原理
2.1 浏览器缓存机制详解
浏览器缓存机制是指通过 HTTP 协议头里的 Cache-Control（或 Expires）和 Last-Modified（或 Etag）等字段来控制文件缓存的机制。这应该是 WEB 中最早的缓存机制了，是在 HTTP 协议中实现的，有点不同于 Dom Storage、AppCache 等缓存机制，但本质上是一样的。可以理解为，一个是协议层实现的，一个是应用层实现的。
Cache-Control 用于控制文件在本地缓存有效时长。最常见的，比如服务器回包：Cache-Control:max-age=600 表示文件在本地应该缓存，且有效时长是600秒（从发出请求算起）。在接下来600秒内，如果有请求这个资源，浏览器不会发出 HTTP 请求，而是直接使用本地缓存的文件。
Last-Modified 是标识文件在服务器上的最新更新时间。下次请求时，如果文件缓存过期，浏览器通过 If-Modified-Since 字段带上这个时间，发送给服务器，由服务器比较时间戳来判断文件是否有修改。如果没有修改，服务器返回304告诉浏览器继续使用缓存；如果有修改，则返回200，同时返回最新的文件。
Cache-Control 通常与 Last-Modified 一起使用。一个用于控制缓存有效时间，一个在缓存失效后，向服务查询是否有更新。
Cache-Control 还有一个同功能的字段：Expires。Expires 的值一个绝对的时间点，如：Expires: Thu, 10 Nov 2015 08:45:11 GMT，表示在这个时间点之前，缓存都是有效的。
Expires 是 HTTP1.0 标准中的字段，Cache-Control 是 HTTP1.1 标准中新加的字段，功能一样，都是控制缓存的有效时间。当这两个字段同时出现时，Cache-Control 是高优化级的。
Etag 也是和 Last-Modified 一样，对文件进行标识的字段。不同的是，Etag 的取值是一个对文件进行标识的特征字串。在向服务器查询文件是否有更新时，浏览器通过 If-None-Match 字段把特征字串发送给服务器，由服务器和文件最新特征字串进行匹配，来判断文件是否有更新。没有更新回包304，有更新回包200。Etag 和 Last-Modified 可根据需求使用一个或两个同时使用。两个同时使用时，只要满足基中一个条件，就认为文件没有更新。
另外有两种特殊的情况：
-
手动刷新页面（F5)，浏览器会直接认为缓存已经过期（可能缓存还没有过期），在请求中加上字段：
Cache-Control:max-age=0，发包向服务器查询是否有文件是否有更新。 -
强制刷新页面（Ctrl+F5)，浏览器会直接忽略本地的缓存（有缓存也会认为本地没有缓存），在请求中加上字段：
Cache-Control:no-cache（或Pragma:no-cache），发包向服务重新拉取文件。
下面是通过 Google Chrome 浏览器（用其他浏览器+抓包工具也可以）自带的开发者工具，对一个资源文件不同情况请求与回包的截图。
首次请求：200
缓存有效期内请求：200(from cache)
缓存过期后请求：304（Not Modified)
一般浏览器会将缓存记录及缓存文件存在本地 Cache 文件夹中。Android 下 App 如果使用 Webview，缓存的文件记录及文件内容会存在当前 app 的 data 目录中。
分析：Cache-Control 和 Last-Modified 一般用在 Web 的静态资源文件上，如 JS、CSS 和一些图像文件。通过设置资源文件缓存属性，对提高资源文件加载速度，节省流量很有意义，特别是移动网络环境。但问题是：缓存有效时长该如何设置？如果设置太短，就起不到缓存的使用；如果设置的太长，在资源文件有更新时，浏览器如果有缓存，则不能及时取到最新的文件。
Last-Modified 需要向服务器发起查询请求，才能知道资源文件有没有更新。虽然服务器可能返回304告诉没有更新，但也还有一个请求的过程。对于移动网络，这个请求可能是比较耗时的。有一种说法叫“消灭304”，指的就是优化掉304的请求。
抓包发现，带 if-Modified-Since 字段的请求，如果服务器回包304，回包带有 Cache-Control:max-age 或 Expires 字段，文件的缓存有效时间会更新，就是文件的缓存会重新有效。304回包后如果再请求，则又直接使用缓存文件了，不再向服务器查询文件是否更新了，除非新的缓存时间再次过期。
另外，Cache-Control 与 Last-Modified 是浏览器内核的机制，一般都是标准的实现，不能更改或设置。以 QQ 浏览器的 X5为例，Cache-Control 与 Last-Modified 缓存不能禁用。缓存容量是12MB，不分HOST，过期的缓存会最先被清除。如果都没过期，应该优先清最早的缓存或最快到期的或文件大小最大的；过期缓存也有可能还是有效的，清除缓存会导致资源文件的重新拉取。
还有，浏览器，如 X5，在使用缓存文件时，是没有对缓存文件内容进行校验的，这样缓存文件内容被修改的可能。
分析发现，浏览器的缓存机制还不是非常完美的缓存机制。完美的缓存机制应该是这样的：
- 缓存文件没更新，尽可能使用缓存，不用和服务器交互；
- 缓存文件有更新时，第一时间能使用到新的文件；
- 缓存的文件要保持完整性，不使用被修改过的缓存文件；
- 缓存的容量大小要能设置或控制，缓存文件不能因为存储空间限制或过期被清除。以X5为例，第1、2条不能同时满足，第3、4条都不能满足。
在实际应用中，为了解决 Cache-Control 缓存时长不好设置的问题，以及为了”消灭304“，Web前端采用的方式是：
- 在要缓存的资源文件名中加上版本号或文件 MD5值字串，如 common.d5d02a02.js，common.v1.js，同时设置 Cache-Control:max-age=31536000，也就是一年。在一年时间内，资源文件如果本地有缓存，就会使用缓存；也就不会有304的回包。
- 如果资源文件有修改，则更新文件内容，同时修改资源文件名，如 common.v2.js，html页面也会引用新的资源文件名。
通过这种方式，实现了：缓存文件没有更新，则使用缓存；缓存文件有更新，则第一时间使用最新文件的目的。即上面说的第1、2条。第3、4条由于浏览器内部机制，目前还无法满足。
2.2 Dom Storage 存储机制
DOM 存储是一套在 Web Applications 1.0 规范中首次引入的与存储相关的特性的总称，现在已经分离出来，单独发展成为独立的 W3C Web 存储规范。 DOM 存储被设计为用来提供一个更大存储量、更安全、更便捷的存储方法，从而可以代替掉将一些不需要让服务器知道的信息存储到 cookies 里的这种传统方法。
上面一段是对 Dom Storage 存储机制的官方表述。看起来，Dom Storage 机制类似 Cookies，但有一些优势。
Dom Storage 是通过存储字符串的 Key/Value 对来提供的，并提供 5MB （不同浏览器可能不同，分 HOST)的存储空间（Cookies 才 4KB)。另外 Dom Storage 存储的数据在本地，不像 Cookies，每次请求一次页面，Cookies 都会发送给服务器。
DOM Storage 分为 sessionStorage 和 localStorage。localStorage 对象和 sessionStorage 对象使用方法基本相同，它们的区别在于作用的范围不同。sessionStorage 用来存储与页面相关的数据，它在页面关闭后无法使用。而 localStorage 则持久存在，在页面关闭后也可以使用。
Dom Storage 提供了以下的存储接口：
interface Storage {
readonly attribute unsigned long length;
[IndexGetter] DOMString key(in unsigned long index);
[NameGetter] DOMString getItem(in DOMString key);
[NameSetter] void setItem(in DOMString key, in DOMString data);
[NameDeleter] void removeItem(in DOMString key);
void clear();
};
sessionStorage 是个全局对象，它维护着在页面会话(page session)期间有效的存储空间。只要浏览器开着，页面会话周期就会一直持续。当页面重新载入(reload)或者被恢复(restores)时，页面会话也是一直存在的。每在新标签或者新窗口中打开一个新页面，都会初始化一个新的会话。
<script type="text/javascript">
// 当页面刷新时，从sessionStorage恢复之前输入的内容
window.onload = function(){
if (window.sessionStorage) {
var name = window.sessionStorage.getItem("name");
if (name != "" || name != null){
document.getElementById("name").value = name;
}
}
};
// 将数据保存到sessionStorage对象中
function saveToStorage() {
if (window.sessionStorage) {
var name = document.getElementById("name").value;
window.sessionStorage.setItem("name", name);
window.location.href="session_storage.html";
}
}
</script>
<form action="./session_storage.html">
<input type="text" name="name" id="name"/>
<input type="button" value="Save" onclick="saveToStorage()"/>
</form>
当浏览器被意外刷新的时候，一些临时数据应当被保存和恢复。sessionStorage 对象在处理这种情况的时候是最有用的。比如恢复我们在表单中已经填写的数据。
把上面的代码复制到 session_storage.html（也可以从附件中直接下载）页面中，用 Google Chrome 浏览器的不同 PAGE 或 WINDOW 打开，在输入框中分别输入不同的文字，再点击“Save”，然后分别刷新。每个 PAGE 或 WINDOW 显示都是当前PAGE输入的内容，互不影响。关闭 PAGE，再重新打开，上一次输入保存的内容已经没有了。
Local Storage 的接口、用法与 Session Storage 一样，唯一不同的是：Local Storage 保存的数据是持久性的。当前 PAGE 关闭（Page Session 结束后），保存的数据依然存在。重新打开PAGE，上次保存的数据可以获取到。另外，Local Storage 是全局性的，同时打开两个 PAGE 会共享一份存数据，在一个PAGE中修改数据，另一个 PAGE 中是可以感知到的。
<script>
//通过localStorage直接引用key, 另一种写法，等价于：
//localStorage.getItem("pageLoadCount");
//localStorage.setItem("pageLoadCount", value);
if (!localStorage.pageLoadCount)
localStorage.pageLoadCount = 0;
localStorage.pageLoadCount = parseInt(localStorage.pageLoadCount) + 1;
document.getElementById('count').textContent = localStorage.pageLoadCount;
</script>
<p>
You have viewed this page
<span id="count">an untold number of</span>
time(s).
</p>
将上面代码复制到 local_storage.html 的页面中，用浏览器打开，pageLoadCount 的值是1；关闭 PAGE 重新打开，pageLoadCount 的值是2。这是因为第一次的值已经保存了。
用两个 PAGE 同时打开 local_storage.html，并分别交替刷新，发现两个 PAGE 是共享一个 pageLoadCount 的。
分析：Dom Storage 给 Web 提供了一种更录活的数据存储方式，存储空间更大（相对 Cookies)，用法也比较简单，方便存储服务器或本地的一些临时数据。
从 DomStorage 提供的接口来看，DomStorage 适合存储比较简单的数据，如果要存储结构化的数据，可能要借助 JASON了，将要存储的对象转为 JASON 字串。不太适合存储比较复杂或存储空间要求比较大的数据，也不适合存储静态的文件等。
2.3 Web SQL Database存储机制
H5 也提供基于 SQL 的数据库存储机制，用于存储适合数据库的结构化数据。根据官方的标准文档，Web SQL Database 存储机制不再推荐使用，将来也不再维护，而是推荐使用 AppCache 和 IndexedDB。
现在主流的浏览器（点击查看浏览器支持情况）都还是支持 Web SQL Database 存储机制的。Web SQL Database 存储机制提供了一组 API 供 Web App 创建、存储、查询数据库。
下面通过简单的例子，演示下 Web SQL Database 的使用。
<script>
if(window.openDatabase){
//打开数据库，如果没有则创建
var db = openDatabase('mydb', '1.0', 'Test DB', 2 * 1024);
//通过事务，创建一个表，并添加两条记录
db.transaction(function (tx) {
tx.executeSql('CREATE TABLE IF NOT EXISTS LOGS (id unique, log)');
tx.executeSql('INSERT INTO LOGS (id, log) VALUES (1, "foobar")');
tx.executeSql('INSERT INTO LOGS (id, log) VALUES (2, "logmsg")');
});
//查询表中所有记录，并展示出来
db.transaction(function (tx) {
tx.executeSql('SELECT * FROM LOGS', [], function (tx, results) {
var len = results.rows.length, i;
msg = "<p>Found rows: " + len + "</p>";
for(i=0; i<len; i++){
msg += "<p>" + results.rows.item(i).log + "</p>";
}
document.querySelector('#status').innerHTML = msg;
}, null);
});
}
</script>
<div id="status" name="status">Status Message</div>
将上面代码复制到 sql_database.html 中，用浏览器打开，可看到下面的内容。
官方建议浏览器在实现时，对每个 HOST 的数据库存储空间作一定限制，建议默认是 5MB（分 HOST）的配额；达到上限后，可以申请更多存储空间。另外，现在主流浏览器 SQL Database 的实现都是基于 SQLite。
分析：SQL Database 的主要优势在于能够存储结构复杂的数据，能充分利用数据库的优势，可方便对数据进行增加、删除、修改、查询。由于 SQL 语法的复杂性，使用起来麻烦一些。SQL Database 也不太适合做静态文件的缓存。
三、移动端 Web 加载性能（缓存）优化
分析完 H5提供的各种缓存机制，回到移动端（针对 Android，可能也适用于 iOS）的场景。现在 Android App大多嵌入了 Webview 的组件（系统 Webview 或 QQ 游览器的 X5组件），通过内嵌Webview 来加载一些H5的运营活动页面或资讯页。这样可充分发挥Web前端的优势：快速开发、发布，灵活上下线。但 Webview 也有一些不可忽视的问题，比较突出的就是加载相对较慢，会相对消耗较多流量。
通过对一些 H5页面进行调试及抓包发现，每次加载一个 H5页面，都会有较多的请求。除了 HTML 主 URL 自身的请求外，HTML外部引用的 JS、CSS、字体文件、图片都是一个独立的 HTTP 请求，每一个请求都串行的（可能有连接复用）。这么多请求串起来，再加上浏览器解析、渲染的时间，Web 整体的加载时间变得较长；请求文件越多，消耗的流量也会越多。我们可综合使用上面说到几种缓存机制，来帮助我们优化 Web 的加载性能。
结论：综合各种缓存机制比较，对于静态文件，如 JS、CSS、字体、图片等，适合通过浏览器缓存机制来进行缓存，通过缓存文件可大幅提升 Web 的加载速度，且节省流量。但也有一些不足：缓存文件需要首次加载后才会产生；浏览器缓存的存储空间有限，缓存有被清除的可能；缓存的文件没有校验。要解决这些不足，可以参考手 Q 的离线包，它有效的解决了这些不足。
对于 Web 在本地或服务器获取的数据，可以通过 Dom Storage 和 IndexedDB 进行缓存。也在一定程度上减少和 Server 的交互，提高加载速度，同时节省流量。
当然 Web 的性能优化，还包括选择合适的图片大小，避免 JS 和 CSS 造成的阻塞等。这就需要 Web 前端的同事根据一些规范和一些调试工具进行优化了。
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