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浏览器缓存.md

File metadata and controls

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事件机制

事件的触发过程是怎么样的？知道什么是事件代理嘛？
事件触发的三个阶段

三个阶段为：

  • window 往事件触发处传播，遇到注册的捕获事件会触发
  • 传播到事件触发处时触发注册的事件
  • 从事件触发处往 window 传播，遇到注册的冒泡事件会触发
// 以下会先打印冒泡然后是捕获
node.addEventListener(
  'click',
  event => {
    console.log('冒泡')
  },
  false
)
node.addEventListener(
  'click',
  event => {
    console.log('捕获 ')
  },
  true
)

addEventListener 注册事件,第三个参数可以是对象也可以是布尔值，对于布尔值 useCapture 参数来说，该参数默认值为 false ，useCapture 决定了注册的事件是捕获事件还是冒泡事件。对于对象参数来说，可以使用以下几个属性：

  • capture：布尔值，和 useCapture 作用一样
  • once：布尔值，值为 true 表示该回调只会调用一次，调用后会移除监听
  • passive：布尔值，表示永远不会调用 preventDefault

一般来说，如果我们只希望事件只触发在目标上，这时候可以 stopPropagation 来阻止事件的进一步传播

通常我们认为 stopPropagation 是用来阻止事件冒泡的，其实该函数也可以阻止捕获事件，stopImmediatePropagation 同样也能实现阻止事件，但是还能阻止该事件目标执行别的注册事件。

node.addEventListener(
  'click',
  event => {
    event.stopImmediatePropagation()
    console.log('冒泡')
  },
  false
)
// 点击 node 只会执行上面的函数，该函数不会执行
node.addEventListener(
  'click',
  event => {
    console.log('捕获 ')
  },
  true
)
事件代理

如果一个节点中的子节点是动态生成的，那么子节点需要注册事件的话应该注册在父节点上

<ul id="ul">
	<li>1</li>
    <li>2</li>
	<li>3</li>
	<li>4</li>
	<li>5</li>
</ul>
<script>
	let ul = document.querySelector('#ul')
	ul.addEventListener('click', (event) => {
		console.log(event.target);
	})
</script>

事件代理的方式相较于直接给目标注册事件来说，有以下优点：

  • 节省内存
  • 不需要给子节点注销事件
跨域
什么是跨域？为什么浏览器要使用同源策略？你有几种方式可以解决跨域问题？了解预检请求嘛？

因为浏览器出于安全考虑，有同源策略。也就是说，如果协议、域名或者端口有一个不同就是跨域，Ajax 请求会失败

那么是出于什么安全考虑才会引入这种机制呢？ 其实主要是用来防止 CSRF 攻击的。简单点说，CSRF 攻击是利用用户的登录态发起恶意请求。

也就是说，没有同源策略的情况下，A 网站可以被任意其他来源的 Ajax 访问到内容。如果你当前 A 网站还存在登录态，那么对方就可以通过 Ajax 获得你的任何信息。当然跨域并不能完全阻止 CSRF。

然后我们来考虑一个问题，请求跨域了，那么请求到底发出去没有？ 请求必然是发出去了，但是浏览器拦截了响应。你可能会疑问明明通过表单的方式可以发起跨域请求，为什么 Ajax 就不会。因为归根结底，跨域是为了阻止用户读取到另一个域名下的内容，Ajax 可以获取响应，浏览器认为这不安全，所以拦截了响应。但是表单并不会获取新的内容，所以可以发起跨域请求。同时也说明了跨域并不能完全阻止 CSRF，因为请求毕竟是发出去了。

JSONP

JSONP 的原理很简单，就是利用 <script> 标签没有跨域限制的漏洞。通过 <script> 标签指向一个需要访问的地址并提供一个回调函数来接收数据当需要通讯时。

<script src="http://domain/api?param1=a&param2=b&callback=jsonp"></script>
<script>
    function jsonp(data) {
    	console.log(data)
	}
</script>

JSONP 使用简单且兼容性不错，但是只限于 get 请求。

在开发中可能会遇到多个 JSONP 请求的回调函数名是相同的，这时候就需要自己封装一个 JSONP，以下是简单实现

function jsonp(url, jsonpCallback, success) {
  let script = document.createElement('script')
  script.src = url
  script.async = true
  script.type = 'text/javascript'
  window[jsonpCallback] = function(data) {
    success && success(data)
  }
  document.body.appendChild(script)
}
jsonp('http://xxx', 'callback', function(value) {
  console.log(value)
})
CORS

CORS 需要浏览器和后端同时支持。IE 8 和 9 需要通过 XDomainRequest 来实现。

浏览器会自动进行 CORS 通信，实现 CORS 通信的关键是后端。只要后端实现了 CORS，就实现了跨域。

服务端设置 Access-Control-Allow-Origin 就可以开启 CORS。 该属性表示哪些域名可以访问资源，如果设置通配符则表示所有网站都可以访问资源。

通过这种方式解决跨域问题的话，会在发送请求时出现两种情况，分别为简单请求和复杂请求。

简单请求

使用下列方法之一:

  • GET
  • HEAD
  • POST

Content-Type 的值仅限于下列三者之一：

  • text/plain
  • multipart/form-data
  • application/x-www-form-urlencoded

请求中的任意 XMLHttpRequestUpload 对象均没有注册任何事件监听器； XMLHttpRequestUpload 对象可以使用 XMLHttpRequest.upload 属性访问。

复杂请求

对于复杂请求来说，首先会发起一个预检请求，该请求是 option 方法的，通过该请求来知道服务端是否允许跨域请求。

以下以 express 框架举例：

app.use((req, res, next) => {
  res.header('Access-Control-Allow-Origin', '*')
  res.header('Access-Control-Allow-Methods', 'PUT, GET, POST, DELETE, OPTIONS')
  res.header(
    'Access-Control-Allow-Headers',
    'Origin, X-Requested-With, Content-Type, Accept, Authorization, Access-Control-Allow-Credentials'
  )
  next()
})

该请求会验证你的 Authorization 字段，没有的话就会报错。

当前端发起了复杂请求后，你会发现就算你代码是正确的，返回结果也永远是报错的。因为预检请求也会进入回调中，也会触发 next 方法，因为预检请求并不包含 Authorization 字段，所以服务端会报错。

想解决这个问题很简单，只需要在回调中过滤 option 方法即可

res.statusCode = 204
res.setHeader('Content-Length', '0')
res.end()
document.domain

该方式只能用于二级域名相同的情况下，比如 a.test.com 和 b.test.com 适用于该方式。

只需要给页面添加 document.domain = 'test.com' 表示二级域名都相同就可以实现跨域

postMessage

这种方式通常用于获取嵌入页面中的第三方页面数据。一个页面发送消息，另一个页面判断来源并接收消息

// 发送消息端
window.parent.postMessage('message', 'http://test.com')
// 接收消息端
var mc = new MessageChannel()
mc.addEventListener('message', event => {
  var origin = event.origin || event.originalEvent.origin
  if (origin === 'http://test.com') {
    console.log('验证通过')
  }
})

存储

有几种方式可以实现存储功能，分别有什么优缺点？什么是 Service Worker？
  • cookie
  • localStorage
  • sessionStorage
  • indexDB
cookie
  • 一般由服务器生成，可以设置过期时间
  • 存储大小4K
  • 每次都会携带在 header 中，对于请求性能影响
localStorage
  • 除非被清理，否则一直存在
  • 5M
  • 不参与(服务端)
sessionStorage
  • 页面关闭就清理
  • 5M
  • 不参与（服务端)
indexDB
  • 除非被清理，否则一直存在
  • 无限
  • 不参与（服务端)

从上表可以看到，cookie 已经不建议用于存储。如果没有大量数据存储需求的话，可以使用 localStorage 和 sessionStorage 。对于不怎么改变的数据尽量使用 localStorage 存储，否则可以用 sessionStorage 存储。

对于 cookie 来说，我们还需要注意安全性

  • value 如果用于保存用户登录态，应该将该值加密，不能使用明文的用户标识
  • http-only 不能通过 JS 访问 Cookie，减少 XSS 攻击
  • secure 只能在协议为 HTTPS 的请求中携带 same-site
  • 规定浏览器不能在跨域请求中携带 Cookie，减少 CSRF 攻击

Service Worker

Service Worker 是运行在浏览器背后的独立线程，一般可以用来实现缓存功能。使用 Service Worker的话，传输协议必须为 HTTPS。因为 Service Worker 中涉及到请求拦截，所以必须使用 HTTPS 协议来保障安全。

Service Worker 实现缓存功能一般分为三个步骤:

  • 首先需要先注册 Service Worker
  • 然后监听到 install 事件以后就可以缓存需要的文件
  • 那么在下次用户访问的时候就可以通过拦截请求的方式查询是否存在缓存
  • 存在缓存的话就可以直接读取缓存文件，否则就去请求数据
// index.js
if (navigator.serviceWorker) {
  navigator.serviceWorker
    .register('sw.js')
    .then(function(registration) {
      console.log('service worker 注册成功')
    })
    .catch(function(err) {
      console.log('servcie worker 注册失败')
    })
}
// sw.js
// 监听 `install` 事件，回调中缓存所需文件
self.addEventListener('install', e => {
  e.waitUntil(
    caches.open('my-cache').then(function(cache) {
      return cache.addAll(['./index.html', './index.js'])
    })
  )
})

// 拦截所有请求事件
// 如果缓存中已经有请求的数据就直接用缓存，否则去请求数据
self.addEventListener('fetch', e => {
  e.respondWith(
    caches.match(e.request).then(function(response) {
      if (response) {
        return response
      }
      console.log('fetch source')
    })
  )
})

当我们重新刷新页面可以发现我们缓存的数据是从 Service Worker 中读取的

浏览器的缓存机制

缓存可以说是性能优化中简单高效的一种优化方式了，它可以显著减少网络传输所带来的损耗 对于一个数据请求来说，可以分为发起网络请求、后端处理、浏览器响应三个步骤。浏览器缓存可以帮助我们在第一和第三步骤中优化性能。比如说直接使用缓存而不发起请求，或者发起了请求但后端存储的数据和前端一致，那么就没有必要再将数据回传回来，这样就减少了响应数据。

缓存位置

从缓存位置上来说分为四种，并且各自有优先级，当依次查找缓存且都没有命中的时候，才会去请求网络

  • Service Worker
  • Memory Cache
  • Disk Cache
  • Push Cache
  • 网络请求
Service Worker

Service Worker 的缓存与浏览器其他内建的缓存机制不同，它可以让我们自由控制缓存哪些文件、如何匹配缓存、如何读取缓存，并且缓存是持续性的

当 Service Worker 没有命中缓存的时候，我们需要去调用 fetch 函数获取数据。也就是说，如果我们没有在 Service Worker 命中缓存的话，会根据缓存查找优先级去查找数据。但是不管我们是从 Memory Cache 中还是从网络请求中获取的数据，浏览器都会显示我们是从 Service Worker 中获取的内容。

Memory Cache 内存缓存

Memory Cache 也就是内存中的缓存，读取内存中的数据肯定比磁盘快。但是内存缓存虽然读取高效，可是缓存持续性很短，会随着进程的释放而释放。 一旦我们关闭 Tab 页面，内存中的缓存也就被释放了

当我们访问过页面以后，再次刷新页面，可以发现很多数据都来自于内存缓存

那么既然内存缓存这么高效，我们是不是能让数据都存放在内存中呢？

先说结论，这是不可能的。首先计算机中的内存一定比硬盘容量小得多，操作系统需要精打细算内存的使用，所以能让我们使用的内存必然不多。内存中其实可以存储大部分的文件，比如说 JSS、HTML、CSS、图片等等。但是浏览器会把哪些文件丢进内存这个过程就很玄学了，我查阅了很多资料都没有一个定论。 当然，我通过一些实践和猜测也得出了一些结论：

  • 对于大文件来说，大概率是不存储在内存中的，反之优先
  • 当前系统内存使用率高的话，文件优先存储进硬盘
Disk Cache 硬盘缓存

Disk Cache 也就是存储在硬盘中的缓存，读取速度慢点，但是什么都能存储到磁盘中，比之 Memory Cache 胜在容量和存储时效性上。

在所有浏览器缓存中，Disk Cache 覆盖面基本是最大的。它会根据 HTTP Herder 中的字段判断哪些资源需要缓存，哪些资源可以不请求直接使用，哪些资源已经过期需要重新请求。并且即使在跨站点的情况下，相同地址的资源一旦被硬盘缓存下来，就不会再次去请求数据。

Push Cache

Push Cache 是 HTTP/2 中的内容，当以上三种缓存都没有命中时，它才会被使用。并且缓存时间也很短暂，只在会话（Session）中存在，一旦会话结束就被释放。

  • 所有的资源都能被推送，但是 Edge 和 Safari 浏览器兼容性不怎么好
  • 可以推送 no-cache 和 no-store 的资源
  • 一旦连接被关闭，Push Cache 就被释放
  • 多个页面可以使用相同的 HTTP/2 连接，也就是说能使用同样的缓存
  • Push Cache 中的缓存只能被使用一次
  • 浏览器可以拒绝接受已经存在的资源推送
  • 你可以给其他域名推送资源
网络请求

如果所有缓存都没有命中的话，那么只能发起请求来获取资源了。

那么为了性能上的考虑，大部分的接口都应该选择好缓存策略，接下来我们就来学习缓存策略这部分的内容。

缓存策略

通常浏览器缓存策略分为两种：强缓存和协商缓存，并且缓存策略都是通过设置 HTTP Header 来实现的。

强缓存

强缓存可以通过设置两种 HTTP Header 实现：Expires 和 Cache-Control 。强缓存表示在缓存期间不需要请求，state code 为 200。

Expires: Wed, 22 Oct 2018 08:41:00 GMT

Expires 是 HTTP/1 的产物，表示资源会在 Wed, 22 Oct 2018 08:41:00 GMT 后过期，需要再次请求。并且 Expires 受限于本地时间，如果修改了本地时间，可能会造成缓存失效。

Cache-control
Cache-control: max-age=30 # 缓存30庙后过期需重新请求

Cache-Control 出现于 HTTP/1.1，优先级高于 Expires 。该属性值表示资源会在 30 秒后过期，需要再次请求。

Cache-Control 可以在请求头或者响应头中设置，并且可以组合使用多种指令

其它指令： https://juejin.im/book/5bdc715fe51d454e755f75ef/section/5c06769251882516cd70cfe9

协商缓存

如果缓存过期了，就需要发起请求验证资源是否有更新。协商缓存可以通过设置两种 HTTP Header 实现：Last-Modified 和 ETag 。

当浏览器发起请求验证资源时，如果资源没有做改变，那么服务端就会返回 304 状态码，并且更新浏览器缓存有效期。

Last-Modified 和 If-Modified-Since

Last-Modified 表示本地文件最后修改日期，If-Modified-Since 会将 Last-Modified 的值发送给服务器，询问服务器在该日期后资源是否有更新，有更新的话就会将新的资源发送回来，否则返回 304 状态码。

但是 Last-Modified 存在一些弊端：

  • 如果本地打开缓存文件，即使没有对文件进行修改，但还是会造成 Last-Modified 被修改，服务端不能命中缓存导致发送相同的资源
  • 因为 Last-Modified 只能以秒计时，如果在不可感知的时间内修改完成文件，那么服务端会认为资源还是命中了，不会返回正确的资源

因为以上这些弊端，所以在 HTTP / 1.1 出现了 ETag 。

ETag 和 If-None-Match

ETag 类似于文件指纹，If-None-Match 会将当前 ETag 发送给服务器，询问该资源 ETag 是否变动，有变动的话就将新的资源发送回来。并且 ETag 优先级比 Last-Modified 高。

如果什么缓存策略都没设置，那么浏览器会怎么处理？

对于这种情况，浏览器会采用一个启发式的算法，通常会取响应头中的 Date 减去 Last-Modified 值的 10% 作为缓存时间。

实际场景应用缓存策略

频繁变动的资源

对于频繁变动的资源，首先需要使用 Cache-Control: no-cache 使浏览器每次都请求服务器，然后配合 ETag 或者 Last-Modified 来验证资源是否有效。这样的做法虽然不能节省请求数量，但是能显著减少响应数据大小。

代码文件

这里特指除了 HTML 外的代码文件，因为 HTML 文件一般不缓存或者缓存时间很短。

一般来说，现在都会使用工具来打包代码，那么我们就可以对文件名进行哈希处理，只有当代码修改后才会生成新的文件名。基于此，我们就可以给代码文件设置缓存有效期一年 Cache-Control: max-age=31536000，这样只有当 HTML 文件中引入的文件名发生了改变才会去下载最新的代码文件，否则就一直使用缓存。