Web前端性能优化教程02：添加Expires头和压缩组件

本文是Web前端性能优化系列文章中的第三篇，主要讲述添内容：加Expires头。完整教程可查看：Web前端性能优化

什么是Expires头？

Expires存储的是一个用来控制缓存失效的日期。当浏览器看到响应中有一个Expires头时，它会和相应的组件一起保存到其缓存中，只要组件没有过期，浏览器就会使用缓存版本而不会进行任何的HTTP请求。Expires设置的日期格式必须为GMT（格林尼治标准时间）。

HTTP1.1协议中缓存的另一种选择

Expires存在着明显的不足。

首先，Expires头使用的是一个特定的时间，要求客户端和服务器端的时钟严格同步。何为严格同步？我们知道客户端的时间是可以修改的，如果服务器和客户端的时间不统一，这就导致有可能出现缓存提前失效的情况，存在不稳定性。其次，假如Expires的日期到来了，那么还需要在服务器配置中提供一个新的日期。

面对这种情况，HTTP1.1引入了Cache-Control头来克服Expires头的限制。Cache-Control使用max-age制定组件被缓存多久，使用秒为单位，例如Cache-Control：max-age=3600；表示组件将被缓存60分钟。如果max-age和Expires同时出现，则max-age有更高的优先级，浏览器会根据max-age的时间来确认缓存过期时间。

Cache-Control除了可以设置max-age之外，还可以同时设置其他标签。如下图所示常用标签：

如何配置过期缓存？

在ASP.NET下，可以通过web.config文件来配置缓存。

• <!--单独配置Expires-->
• <system.webServer>
• <staticContent>
• <clientCache cacheControlMode="UseExpires" httpExpires="Sun, 29 Mar 2020 00:00:00 GMT"/><!--表示过期时间为2020年3月29号-->
• </staticContent>
• </system.webServer>
• <!--单独配置max-age-->
• <system.webServer>
• <staticContent>
• <clientCache cacheControlMode="UseMaxAge" cacheControlMaxAge="30.00:01:00"/><!--表示过期时间为（30*24*60*60+60）s后-->
• </staticContent>
• </system.webServer>

基础知识

gzip编码：gzip是GUNzip的缩写，是使用无损压缩算法的一种，最早是用于Unix系统的文件压缩，凭借着良好的压缩效率，现在已经成为Web上使用最为普遍的数据压缩格式。

压缩是如何工作的

客户端请求报文中包含Accept-Encoding表示客户端能识别的压缩方法，如果客户端请求报文没有包含Accept-Encoding首部，服务器就会假设客户端能够接受任何编码格式；服务器响应报文中包含Content-Encoding表示采用的压缩方法。（然而，一个统计表明，大约有15%的客户端请求是没有Accept-Encoding请求的，因为客户端的一些web代理和PC安全软件会移除浏览器发出的Accept-Encoding，因为监听未经压缩的响应会占用更少的CPU资源，但却无疑增加了网络传输的时间。）

应该对什么资源使用压缩

基于文本的资源如html，js，css，xml都适用于压缩。然而对于图片而言，却不应该对图片进行压缩，因为图片本身是已经被压缩过了，如果再进行gzip压缩，有可能得到的结果是和图片本身大小相差不大或更大，这样就浪费了服务器的CPU资源来做无用功了。

压缩的优缺点

优点：压缩组件可以减少Http响应时间，提升传输效率。 缺点：服务器要通过花费额外的CPU周期来完成压缩，客户端要对压缩文件进行解压缩。

总体来说，使用压缩还是利大于弊的，不过需要合理地使用压缩，通过选择对一定范围大小的组件进行压缩和选择要压缩组件的类型，能使得收益最大化。

考虑代理缓存的情况

代理缓存服务器是一个中间层，位于客户端和服务器之间。使用代理缓存的情况下，浏览器将不直接与服务器通信，而是通过代理发送请求。这种情况下，压缩就要考虑额外的东西了。

首先，假设到达代理的是一个来自不支持gzip的浏览器的请求，代理会将请求转发到web服务器，此时web服务器的响应是未经过压缩的，这个响应会把代理服务器缓存起来并发给浏览器。现在，假设到达代理的第二个请求来自一个支持gzip浏览器，请求的是与之前相同的URL，代理会直接使用未经压缩的缓存响应，那么久失去了进行压缩的机会了。考虑更糟糕的情况，第一个请求来自支持gzip的浏览器，第二个请求来自不支持gzip的浏览器，这样第二个请求得到的缓存响应将无法被解码，导致出错。

解决这一问题的方法就是在Web服务器的响应中添加Vary头，Vary:Accept-Encoding，表示web服务器告诉缓存服务器分别为每一个Accpet-Encoding请求头缓存。在前面的例子中，代理通过识别Vary头，对响应缓存不同的版本，避免出错。