一、HTTP缓存机制详解

HTTP缓存通过减少重复请求提升性能，其核心依赖两个关键字段：Cache-Control和ETag。

1.1 Cache-Control指令配置

Cache-Control是HTTP/1.1引入的缓存控制头，通过指令组合实现精细控制：

Cache-Control: max-age=3600, public, immutable

max-age：指定资源缓存有效期（秒），如3600表示1小时后过期。
public/private：public允许中间节点（如CDN）缓存，private仅限用户浏览器缓存。
immutable：告知客户端资源永不修改，可跳过验证直接使用缓存。
no-cache/no-store：no-cache需验证后使用缓存，no-store禁止缓存。

实践建议：

静态资源（如JS/CSS）建议设置max-age=31536000（1年）并标记immutable。
动态API响应通常使用no-cache，确保数据实时性。

1.2 验证机制：ETag与Last-Modified

当缓存过期时，客户端通过以下方式验证资源是否更新：

ETag：服务器生成的唯一标识（如哈希值），客户端携带If-None-Match头请求。
```
If-None-Match: "686897696a7c876b7e"
```
Last-Modified：资源最后修改时间，客户端携带If-Modified-Since头。

优化技巧：

优先使用ETag，因其能精确检测内容变化，避免时间同步问题。
服务器响应304 Not Modified时，客户端可复用本地缓存，减少数据传输。

二、CDN缓存配置策略

CDN通过分布式节点缓存资源，配置需兼顾性能与一致性。

2.1 缓存规则设置

CDN控制台通常提供以下配置项：

缓存时间（TTL）：按文件类型或路径设置不同TTL。

/static/*.js → TTL=86400（1天）
/api/* → TTL=60（1分钟）

缓存键（Cache Key）：决定缓存唯一性的字段组合，如：
```
{uri}{host}{cookie}
```
建议排除无关字段（如user-agent）以提升命中率。

案例分析：
某电商网站将商品详情页图片TTL设为24小时，价格API TTL设为5分钟，平衡了访问速度与数据实时性。

2.2 回源策略优化

当CDN节点无缓存时，需配置回源请求：

回源协议：支持HTTP、HTTPS或协议跟随，建议启用HTTPS保障安全。
回源Host：指定源站域名，避免因CDN节点IP变化导致服务异常。
302跟随：是否追踪源站返回的跳转响应，动态内容建议开启。

性能数据：
启用协议跟随后，某金融平台回源失败率下降40%，因避免了SSL证书不匹配问题。

三、高级配置技巧

3.1 服务端缓存控制

Node.js示例：设置动态资源的缓存头

app.get('/api/data', (req, res) => {
  const data = fetchData(); // 获取数据
  res.set('Cache-Control', 'no-cache');
  res.set('ETag', generateETag(data));
  res.json(data);
});

3.2 浏览器与CDN协同

阶梯式缓存：浏览器设短TTL（如5分钟），CDN设长TTL（如1小时），减少源站压力。
Purge预加载：发布新版本前，主动推送资源到CDN并预热节点。

3.3 监控与调优

缓存命中率：目标＞90%，低于此值需检查TTL或缓存键配置。
日志分析：通过CDN日志识别高频404请求，优化资源路径。

四、常见问题解决方案

缓存雪崩：同一时间大量缓存过期，导致源站崩溃。
- 对策：为TTL添加随机偏移量（如±300秒）。
污染攻击：恶意请求填充CDN缓存，占用空间。
- 对策：设置缓存大小上限，配置IP黑名单。
跨域问题：CDN资源被浏览器拦截。
- 对策：源站返回Access-Control-Allow-Origin: *头。

五、总结与行动清单

静态资源：设置max-age=1年 + immutable。
动态API：使用no-cache + ETag验证。
CDN配置：按文件类型分级TTL，启用HTTPS回源。
监控体系：建立缓存命中率、回源流量等指标看板。

通过系统化配置HTTP与CDN缓存，可显著降低服务器负载，提升用户访问速度。建议每季度复审缓存策略，适应业务变化。

深度解析：HTTP与CDN缓存配置全攻略