浅析http协议与缓存

最近几天在复习http协议中headers，缓存等相关知识，发现些新知识点。

这篇文章注重结合PHP去理解这些内容，也就是比较注重实践部分。

一、http headers

NO1：对于web应用，用户群在客户端 （各种浏览器）点击任何一个连接向服务器发送http请求，这过程肯定需要3次握手，建立连接，服务器响应返回数据。

每次请求都有头部和实体部分，先看下面笔者监听QQ空间的headers，QQ空间的原因是它头部内容比较全

Request Headers：  
  
GET http://user.qzone.qq.com/445235728 HTTP/1.1  
  
Host: user.qzone.qq.com  
  
Connection: keep-alive  
  
Cache-Control: max-age=0  
  
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1) AppleWebKit/535.11 (KHTML, like Gecko) Chrome/17.0.963.56 Safari/535.11  
  
Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8  
  
Referer: http://qzone.qq.com/  
  
Accept-Encoding:gzip,deflate,sdch  
  
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8  
  
Accept-Charset: GBK,utf-8;q=0.7,*;q=0.3  
  
Cookie:o_cookie=445235728;(省略很多……)  
  
If-Modified-Since: Wed, 13 Jun 2012 01:32:19 GMT  
  
-----------------  
  
Response Headers：  
  
HTTP/1.1 200 OK  
  
Connection:close  
  
Server: QZHTTP-2.34.0  
  
Date: Wed, 13 Jun 2012 02:59:31 GMT  
  
Content-Encoding: gzip  
  
Set-Cookie:login_time=61F0EEA02D704B1DBCF25166A74941B24F4BE24B205C466F;PATH=/; DOMAIN=qzone.qq.com  
  
Set-Cookie:Loading=Yes;expires=Wed,13-Jun-201216:00:00GMT;PATH=/;DOMAIN=qzone.qq.com X-UA-Compatible: IE=Edge Last-Modified: Wed, 13 Jun 2012 02:59:31 GMT  
  
Cache-Control: max-age=0, no-transform  
  
Content-Type: text/html;charset=utf-8  
  
Transfer-Encoding: chunked  

客户端向服务端发请求headers和服务端响应客户端headers图：

通过图片可以看出：

1. 客户端请求headers包含了请求行和一些头域。
   请求行：请求的方法 统一资源标识器（URL）协议版本 ------这三者用空格分开，最后换行回车(\r\n) 例如：GET http://user.qzone.qq.com/445235728 HTTP/1.1
   各种头域：这些头域都是有关键字和键值成对组合，最后换行回车(\r\n)结束，这些头域告诉服务器应该怎么去响应以及本身一些信息。
2. 服务器响应
   

   状态行：协议版本 响应状态 状态描述 ------这三者用空格分开，最后换行回车(\r\n) 例如：HTTP/1.1 200 OK

   各种头域：这些头域也是有关键字和键值成对组合，最后换行回车(\r\n)结束，这些头域告诉客户端应该怎么去响应以及本身一些信息。

NO2

这里就不一一说每个头域的概念和作用，想了解的请看：http://www.phpben.com/?post=34 现在介绍几个认为重要、在一些网站上的测试数据、以及请求返回各头域php代码实现

测试时间：2012.6.14前

测试对象：csdn 、cnbeta 、cnblos、腾讯（QQ空间、朋友网、新闻网）、新浪（微博、主页）、人人网、百度、淘宝、优酷、土豆这些网站

(1) Connection头域：这个头域只有http/1.1才有，默认是keep-alive值表示长连接，这样的话就不用每请求一个资源比如图片，css文件，js文件都要和服务器进行3此握手连接，这个在一定程度上弥补了http没状态的一个缺陷，减少连接服务器的时间。 查看测试网站Connection头域发现腾讯QQ空间、腾讯新闻网、新浪主页和微博，优酷和土豆Connection：close；除了这些其他的都是Connection：keep-alive 为什么?

1、connection: keep-alive 能正常使用的一个前提条件是还要提供content-length的头域告诉客户端正文的长度。那计算正文长度是个问题，对于多内容，集群服务器来说不是件易事。腾讯和新浪，优酷的这些都很难计算，对与工程师来说之间关闭了（默认是打开的）。

2、老服务器端不支持，对于腾讯，新浪这些老油条，服务器集群很庞大，难免有些老旧的不支持长连接的，为了一些兼容性问题，直接关闭了 Ps：这两点原因未求证过！^-^

用php headers(“Connection:keep-alive”);

(2) Content-Encoding头域

Content-Encoding文档的编码（Encode）方法.

上述网站出了cnbeta不用gzip压缩，优酷用deflate，其余都是。这也透漏一个重要信息，那就phper要掌握压缩gzip传输技术。

Php可以通过mod_gzip模块来实现。代码：ob_start("ob_gzhandler");

(3) Server头域暴漏服务器重要的安全信息。

Csdn：Server:nginx/0.7.68 ------------版本都暴露

腾讯QQ空间：Server:QZHTTP-2.34.0--------某位tx朋友透漏这是内部自己开发的服务器，这个可够安全

新浪微博：Server:apache -------------这个没暴漏版本

凤凰网：Server: nginx/0.8.53

人人网：Server:nginx/1.2.0

淘宝网：Tengine ---------这是淘宝内部技术团队开发的web服务器，基于Nginx

cnblogs博客园：Server:Microsoft-IIS/7.5

腾讯朋友网：Tencent/PWS ---------腾讯内部开发

腾讯新闻网：Server:squid/3.1.18

优酷网：Server: fswww1-----------是不是内部就不清楚，至少笔者不知道什么来的^_^

土豆网：Tengine/1.2.3

百度：server: BWS/1.0 ---------应该也是百度内部自己开发的服务器

很明显Server头域是返回服务器的信息，但也可以说暴漏信息，面对这个问题，大公司就自己开发基于自己功能的内部服务器。

(4) X-Powered-By头域可供修改，基于安全则可以修改
X-Powered-By头域反应什么语言什么版本执行后台程序。这个可以同个header函数修改
header("X-Powered-By:acb");

(5) Cache-control、expires、last-modified等重要头域

• Cache-control:指定请求和响应遵循的缓存机制。在请求消息或响应消息中设置Cache-Control并不会修改另一个消息处理过程中的缓存处理过程。请求时的缓存指令包括no-cache、no-store、max-age、max-stale、min-fresh、only-if-cached，响应消息中的指令包括public、private、no-cache、no-store、no-transform、must-revalidate、proxy-revalidate、max-age。Php代码实现：header("cache-control: abc");abc是上述指令值一个或多个，多个用’,’分开
• Expires:告诉浏览器指明应该在什么时候认为文档已经过期，从而不再缓存它。代码实现：header("Expires:". date('D, d M Y H:i:s \G\M\T', time()+10));--------这个是把时间截转化成格林时区字符串给expires头域，这个显示时间会比中国北京时间少8个小时，东8区的实现：header("Expires:". date('r', time()+10))
• last-modified：这个是服务器返回给浏览器，浏览器下次请求则把该值赋给if-modified-since头域传给服务器，服务器就可以根据此值判断是否有改变，有则继续运行下去，否者返回304 not modified。Php设置expires头域一样。

代码：

前者是格林时间格式，后者是中国时间。需要注意的就是php.ini 的时区prc则用后则，否者前者。笔者曾经试过在时区是prc的情况下用了前者，导致time()-strtotime($_SERVER['HTTP_IF_MODIFIED_SINCE']) <0永远成立，因为是负值。

注意：当请求页面有session_start()的时候，则不管是否有expires、cache-control、last-modified设置，则返回给客户端Cache-Control头域为Cache-Control:no-store, no-cache, must-revalidate Expires头域 Expires:Thu, 19 Nov 1981 08:52:00 GMT。这个问题烦了笔者2天，都以为php.ini 或是apache的问题。最后竟然是session_start()的问题。

二、浏览器缓存动态

前面介绍了http headers几个告诉浏览器如何处理缓存。但不同浏览器处理各种头域的方式不同，以下就是笔者。

(1) header(“cache-control: no-store”)

	IE9	Google17.0	Firefox11	Maxthon3
点击刷新键	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态
地址栏回车	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态
点击后退键	同上	同上	同上	同上

(2) header(“cache-control: no-cache”)

	IE9	Google17.0	Firefox11	Maxthon3
点击刷新键	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态
地址栏回车	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态
点击后退键	同上	From cache	From cache	同上

(3)header(“cache-control:public”)

	IE9	Google17.0	Firefox11	Maxthon3
点击刷新键	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态
地址栏回车	from cache	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态
点击后退键	From cache	From cache	From cache	同上

(4) header("cache-control:private"); header("cache-control: must-revalidate ")

	IE9	Google17.0	Firefox11	Maxthon3
点击刷新键	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态
地址栏回车	除第一次外都是from cache	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态
点击后退键	From cache	From cache	From cache	同上

(5) header("cache-control:max-age=num");num是秒数

	IE9	Google17.0	Firefox11	Maxthon3
点击刷新键	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态
地址栏回车	秒数<num from cache	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态
点击后退键	From cache	From cache	From cache	同上

(6) header("Expires:". date('D, d M Y H:i:s \G\M\T', time()+num)); num是秒数

	IE9	Google17.0	Firefox11	Maxthon3
点击刷新键	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态
地址栏回车	秒数<num from cache	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态	重发请求，返回200状态
点击后退键	From cache	From cache	From cache	同上

(7)

 if(isset($_SERVER['HTTP_IF_MODIFIED_SINCE']) && (time()-strtotime($_SERVER['HTTP_IF_MODIFIED_SINCE']) < num)) {
  header("HTTP/1.1 304 Not Modified");
     exit;
   } header("Last-Modified: " . date('D, d M Y H:i:s \G\M\T', time()) );

	IE9	Google17.0	Firefox11	Maxthon3
点击刷新键	秒数<num 304 not modified	秒数<num 304 not modified	秒数<num 304 not modified	重发请求，返回200状态
地址栏回车	from cache	秒数<num 304 not modified	秒数<num 304 not modified	重发请求，返回200状态
点击后退键	From cache	From cache	From cache	同上

结论：

1. 刷新对于任何浏览器且不管是什么cache-control，都会重新请求，一般返回是200，除非Last-Modified设置
2. 后退键除非no-cache; no-store外都是使用缓存
3. Cache-control:no-store 在浏览器中任何操作都重新提交请求，包括后退
4. 遨游3的缓存很差
5. IE9 的缓存很强，所以用ie9调试的时候尽可能点刷新而不是在地址栏回车

鉴于这种情况，对于不同的应用（有些要缓存，有些经常更新）对于不同的国家各种浏览器份额，而哪种缓存方式。中国IE比较多，加上360浏览器的加入（用IE内核），那就要主要参照IE浏览器。

但笔者还是比较喜欢header("Last-Modified: " . date('D, d M Y H:i:s \G\M\T', time()) );这种方式。结合起来connection:keep-alive能让缓存技术更成熟。

注意：

1. 也许你会问，用Cache-control:no-store或Cache-control:no-store，但调试页面还是没原来的缓存。然后清除浏览器缓存关掉重启浏览器， 缓存还在。这是因为你的web应用用了文件缓存如ecshop常出现这种情况，这种情况就要进web应用后台删除文件缓存。
2. 调试的时候尽可能不要在地址栏回车，特别是IE，google还好一点，但是要知道这次的测试只是各个浏览器中的一个版本，所以调试的时候尽可能点刷新按钮。
3. 但在cache-control:max-age=num 和expires 一起使用的时候，前者级别比较高，浏览器会忽略expires的设置。（上面没给出测试内容）