緩存是HTTP協(xié)議的一個(gè)強(qiáng)大功能，但由于某些原因，它主要用于靜態(tài)資源，如圖像，CSS樣式表或JavaScript文件，但是，HTTP緩存不僅限于這些，還可以將其用于動(dòng)態(tài)計(jì)算的資源。

通過(guò)少量工作，您可以加快應(yīng)用程序并改善整體用戶(hù)體驗(yàn)。在本文中，您將學(xué)習(xí) 如何使用內(nèi)置的HTTP響應(yīng)緩存機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)緩存SpringBoot控制器的結(jié)果 。

1.如何以及何時(shí)使用HTTP響應(yīng)緩存？

您可以在應(yīng)用程序的多個(gè)層上進(jìn)行緩存。數(shù)據(jù)庫(kù)具有其緩存存儲(chǔ)，Web客戶(hù)端也在其需要重用的信息。HTTP協(xié)議負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)通信。緩存機(jī)制允許我們通過(guò)減少客戶(hù)端和服務(wù)器之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量來(lái)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)流量。

何時(shí)優(yōu)化： 當(dāng)Web資源不經(jīng)常更改或您確切知道何時(shí)更新時(shí) ，就可以使用HTTP緩存進(jìn)行優(yōu)化。一旦確定了HTTP緩存的競(jìng)爭(zhēng)者，就需要選擇合適的方法來(lái)管理緩存的驗(yàn)證。 HTTP協(xié)議定義了幾個(gè)請(qǐng)求和響應(yīng)標(biāo)頭，您可以使用它們來(lái)控制客戶(hù)端何時(shí)清除緩存 。

選擇適當(dāng)?shù)腍TTP標(biāo)頭取決于您要優(yōu)化的特定情況。但是無(wú)論用例如何，我們可以根據(jù)緩存的驗(yàn)證發(fā)生在哪里進(jìn)行緩存管理選項(xiàng)的劃分。

2.客戶(hù)端緩存驗(yàn)證

當(dāng)您知道請(qǐng)求的資源在給定的時(shí)間內(nèi)不會(huì)更改時(shí)，服務(wù)器可以將此類(lèi)信息作為響應(yīng)標(biāo)頭發(fā)送到客戶(hù)端。基于該信息，客戶(hù)端決定是否應(yīng)該再次獲取資源或重用先前下載的資源。

有兩種可能的選項(xiàng)可以描述客戶(hù)端何時(shí)應(yīng)該再次獲取資源并刪除存儲(chǔ)的緩存值。所以讓我們看看他們是如何運(yùn)行的。

HTTP緩存在固定的時(shí)間內(nèi)有效：如果要 阻止客戶(hù)端在指定時(shí)間內(nèi)重新獲取資源 ，則應(yīng)該使用 Cache-Control 標(biāo)頭，可以在其中指定應(yīng)該重新獲取所獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間。

通過(guò)將標(biāo)頭的值設(shè)置為 max-age = <seconds>， 可以通知客戶(hù)端多長(zhǎng)時(shí)間不再需要再次獲取資源。 緩存值的有效性與請(qǐng)求的時(shí)間有關(guān)。

為了設(shè)置在Spring的控制器中的HTTP標(biāo)頭，就要在RESTContoller用 ResponseEntity 包裝類(lèi) 。

@GetMapping(<font>"/{id}"</font><font>)
ResponseEntity<Product> getProduct(@PathVariable <b>long</b> id) {
  </font><font><i>// …</i></font><font>
  CacheControl cacheControl = CacheControl.maxAge(30, TimeUnit.MINUTES);
  <b>return</b> ResponseEntity.ok()
      .cacheControl(cacheControl)
      .body(product);
}
</font>

HTTP標(biāo)頭的值只是一個(gè)常規(guī)字符串，但是 Cache-Control Spring為我們提供了一個(gè)特殊的構(gòu)建器類(lèi)，它可以防止我們犯下像拼寫(xiě)錯(cuò)誤這樣的小錯(cuò)誤。

HTTP緩存有效到固定日期：有時(shí)您知道資源何時(shí)會(huì)發(fā)生變化。對(duì)于公布的數(shù)據(jù)而言，這是常見(jiàn)的情況，如天氣預(yù)報(bào)或昨天交易時(shí)段計(jì)算的股市指標(biāo)。 資源的確切到期日期可以向客戶(hù)端公開(kāi)。 應(yīng)該使用 Expires HTTP標(biāo)頭。應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式 之一格式化日期值。

Sun, 06 Nov 1994 08:49:37 GMT  ; RFC 822, updated by RFC 1123

Sunday, 06-Nov-94 08:49:37 GMT ; RFC 850, obsoleted by RFC 1036

Sun Nov  6 08:49:37 1994       ; ANSI C's asctime() format

幸運(yùn)的是，Java附帶了第一個(gè)這些格式的預(yù)定義格式化程序?？梢栽谙旅嬲业綄?biāo)題設(shè)置為當(dāng)天結(jié)束的示例。

@GetMapping(<font>"/forecast"</font><font>)
ResponseEntity<Forecast> getTodaysForecast() {
  </font><font><i>// ...</i></font><font>
  ZonedDateTime expiresDate = ZonedDateTime.now().with(LocalTime.MAX);
  String expires = expiresDate.format(DateTimeFormatter.RFC_1123_DATE_TIME);
  <b>return</b> ResponseEntity.ok()
      .header(HttpHeaders.EXPIRES, expires)
      .body(weatherForecast);
}
</font>

請(qǐng)注意， HTTP日期格式需要有關(guān)時(shí)區(qū)的信息 。這就是上面的例子使用 ZonedDateTime的原因 。如果您嘗試使用 LocalDateTime ，則最終會(huì)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)以下錯(cuò)誤消息：

java.time.temporal.UnsupportedTemporalTypeException：不支持的字段：OffsetSeconds

如果響應(yīng)中存在 Cache-Control 和 Expires 標(biāo)頭，則客戶(hù)端僅使用 Cache-Control 。

3.服務(wù)器端緩存驗(yàn)證

在基于用戶(hù)輸入的動(dòng)態(tài)生成的內(nèi)容中，更常見(jiàn)的是服務(wù)器不知道何時(shí)將改變所請(qǐng)求的資源。在這種情況下，客戶(hù)端可以使用先前獲取的數(shù)據(jù)，但首先，它需要詢(xún)問(wèn)服務(wù)器該數(shù)據(jù)是否仍然有效。

自第一次握手以來(lái)資源是否被修改？如果跟蹤Web資源的修改日期，則可以將此類(lèi)日期作為響應(yīng)的一部分公開(kāi)給客戶(hù)端。在下一個(gè)請(qǐng)求中，客戶(hù)端將此日期發(fā)送回服務(wù)器，以便它可以驗(yàn)證自上一個(gè)請(qǐng)求以來(lái)資源是否已被修改。如果資源未更改，則服務(wù)器不必再次重新發(fā)送數(shù)據(jù)。相反，它使用304 HTTP代碼響應(yīng)，沒(méi)有任何有效負(fù)載。

要公開(kāi)資源的修改日期，您應(yīng)該設(shè)置 Last-Modified 標(biāo)頭。Spring的ResponseEntity構(gòu)建器有一個(gè)名為 lastModified（） [url=https://docs.spring.io/spring-framework/docs/current/javadoc-api/org/springframework/http/ResponseEntity.HeadersBuilder.html#lastModified-long-]的特殊方法[/url]，它可以幫助您以正確的格式分配值。你會(huì)在一分鐘內(nèi)看到這一點(diǎn)。

但 在發(fā)送完整響應(yīng)之前，應(yīng)檢查客戶(hù)端是否 在請(qǐng)求中 包含 If-Modified-Since 標(biāo)頭 ?？蛻?hù)端根據(jù) Last-Modified 標(biāo)頭的值設(shè)置其值，該標(biāo)頭是與此特定資源的先前響應(yīng)一起發(fā)送的。

如果 If-Modified-Since 標(biāo)頭的值與所請(qǐng)求資源的修改日期匹配，則可以節(jié)省一些帶寬并使用空主體響應(yīng)客戶(hù)端。

Spring再次提供了一個(gè)輔助方法，簡(jiǎn)化了上述日期的比較。這個(gè)名為 checkNotModified（）的 方法可以在 WebRequest 包裝器類(lèi)中找到，您可以將其作為輸入添加到控制器的方法中。

讓我們仔細(xì)看看完整的例子。

@GetMapping(<font>"/{id}"</font><font>)
ResponseEntity<Product> getProduct(@PathVariable <b>long</b> id, WebRequest request) {
  Product product = repository.find(id);
  <b>long</b> modificationDate = product.getModificationDate()
      .toInstant().toEpochMilli();
 
  <b>if</b> (request.checkNotMod<b>if</b>ied(mod<b>if</b>icationDate)) {
    <b>return</b> <b>null</b>;
  }
 
  <b>return</b> ResponseEntity.ok()
      .lastModified(modificationDate)
      .body(product);
}
</font>

首先，我們獲取所請(qǐng)求的資源并訪(fǎng)問(wèn)其修改日期。我們將日期轉(zhuǎn)換為自格林威治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間1970年1月1日以來(lái)的毫秒數(shù)，因?yàn)檫@是Spring框架期望的格式。

然后，我們將日期與 If-Modified-Since 標(biāo)頭的值進(jìn)行比較，并在正匹配上返回一個(gè)空。否則，服務(wù)器發(fā)送具有 Last-Modified 標(biāo)頭的適當(dāng)值的完整響應(yīng)主體。

憑借所有這些知識(shí)，您幾乎可以涵蓋所有常見(jiàn)的緩存設(shè)置選項(xiàng)。但是有一個(gè)更重要的機(jī)制你應(yīng)該知道的是......

使用ETag進(jìn)行資源版本控制

到目前為止，我們定義了有效期的精確度，精確度為1秒。但是如果你需要 更好的精度而不僅僅是一秒 呢？這就是ETag的用武之地。

可以將ETag定義為唯一的字符串值，該值在該時(shí)間點(diǎn)明確地標(biāo)識(shí)資源。 通常，服務(wù)器根據(jù)給定資源的屬性計(jì)算ETag，或者，如果可用，則計(jì)算其最新修改日期。

客戶(hù)端和服務(wù)器之間的通信流程與修改日期檢查的情況幾乎相同。只有標(biāo)題的名稱(chēng)和值不同。

服務(wù)器在名為 ETag 的標(biāo)題中設(shè)置ETag值。當(dāng)客戶(hù)端再次訪(fǎng)問(wèn)資源時(shí)，它應(yīng)該在名為 If-None-Match 的頭中發(fā)送其值。如果該值與資源的新計(jì)算的ETag匹配，則服務(wù)器可以使用空內(nèi)容和HTTP代碼304進(jìn)行響應(yīng)。

在Spring中，您可以實(shí)現(xiàn)ETag服務(wù)器流程，如下所示：

@GetMapping(<font>"/{id}"</font><font>)
ResponseEntity<Product> getProduct(@PathVariable <b>long</b> id, WebRequest request) {
  Product product = repository.find(id);
  String modificationDate = product.getModificationDate().toString();
  String eTag = DigestUtils.md5DigestAsHex(modificationDate.getBytes());
 
  <b>if</b> (request.checkNotMod<b>if</b>ied(eTag)) {
    <b>return</b> <b>null</b>;
  }
 
  <b>return</b> ResponseEntity.ok()
      .eTag(eTag)
      .body(product);
}
</font>

與前一個(gè)樣本幾乎相同，并且修改日期檢查。我們只是使用不同的值進(jìn)行比較（以及MD5算法來(lái)計(jì)算ETag）。 請(qǐng)注意， WebRequest 有一個(gè)重載的 checkNotModified（） 方法來(lái)處理表示為字符串的ETag。

如果 Last-Modified 和 ETag 工作幾乎相同，為什么我們需要兩者嗎？

Last-Modified vs ETag

正如我已經(jīng)提到的， Last-Modified 標(biāo)頭 不太精確， 因?yàn)樗哂幸幻氲木?。為了獲得更高的精度，請(qǐng)選擇 ETag 。

當(dāng)您不跟蹤 資源 的修改日期 時(shí)，您也被迫使用 ETag 。服務(wù)器可以根據(jù)資源的屬性計(jì)算其值。將其視為對(duì)象的哈希碼。

如果資源具有其修改日期并且您可以使用一秒精度，請(qǐng)使用 Last-Modified 標(biāo)頭。為什么？因?yàn)?ETag計(jì)算可能是一項(xiàng)昂貴的操作 。

順便提一下，值得一提的是HTTP協(xié)議沒(méi)有指定用于計(jì)算ETag的算法。選擇算法時(shí)，您應(yīng)該關(guān)注它的速度。

本文重點(diǎn)介紹緩存GET請(qǐng)求，但您應(yīng)該知道服務(wù)器可以使用 ETag 來(lái)同步更新操作。

Spring ETag過(guò)濾器

因?yàn)镋Tag只是內(nèi)容的字符串表示，所以服務(wù)器可以使用響應(yīng)的字節(jié)表示來(lái)計(jì)算其值。意思是 你可以實(shí)際將ETag分配給任何響應(yīng)。

Spring框架為您提供了ETag響應(yīng)過(guò)濾器實(shí)現(xiàn) ，它可以為您完成。您所要做的就是在應(yīng)用程序中配置過(guò)濾器。

在Spring應(yīng)用程序中添加HTTP過(guò)濾器的最簡(jiǎn)單方法是通過(guò)配置類(lèi)中的 FilterRegistrationBean 。

@Bean
<b>public</b> FilterRegistrationBean filterRegistrationBean () {
  ShallowEtagHeaderFilter eTagFilter = <b>new</b> ShallowEtagHeaderFilter();
  FilterRegistrationBean registration = <b>new</b> FilterRegistrationBean();
  registration.setFilter(eTagFilter);
  registration.addUrlPatterns(<font>"/*"</font><font>);
  <b>return</b> registration;
}
</font>

在這種情況下，對(duì) addUrlPatterns（） 的調(diào)用是多余的，因?yàn)槟J(rèn)情況下所有路徑都匹配。我把它放在這里證明你可以控制Spring應(yīng)該添加ETag值的資源。

除了ETag生成之外，過(guò)濾器還會(huì)在可能的情況下響應(yīng)HTTP 304和空體內(nèi)容。

但要注意。

ETag計(jì)算可能很昂貴。 對(duì)于某些應(yīng)用程序啟用此過(guò)濾器實(shí)際上可能會(huì)導(dǎo)致弊大于利 。在使用之前考慮一下您的解決方案。

結(jié)論

現(xiàn)在您已了解如何使用HTTP緩存優(yōu)化應(yīng)用程序，哪種方法最適合您，因?yàn)閼?yīng)用程序有不同的需求。

您了解到客戶(hù)端緩存驗(yàn)證是最有效的方法，因?yàn)椴簧婕皵?shù)據(jù)傳輸。在適用時(shí)，您應(yīng)該始終支持客戶(hù)端緩存驗(yàn)證。

我們還討論了服務(wù)器端驗(yàn)證并比較了 Last-Modified 和 ETag 標(biāo)頭。最后，您了解了如何在Spring應(yīng)用程序中設(shè)置全局ETag過(guò)濾器。

總結(jié)

以上所述是小編給大家介紹的在Spring Boot中實(shí)現(xiàn)HTTP緩存的方法，希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問(wèn)請(qǐng)給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持！

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