好好了解一下Cookie

Cookie的诞生

由于HTTP协议是无状态的，而服务器端的业务必须是要有状态的。Cookie诞生的最初目的是为了存储web中的状态信息，以方便服务器端使用。比如判断用户是否是第一次访问网站。目前最新的规范是RFC 6265，它是一个由浏览器服务器共同协作实现的规范。
Cookie的处理分为：服务器像客户端发送cookie
浏览器将cookie保存
之后每次http请求浏览器都会将cookie发送给服务器端

服务器端的发送与解析

发送cookie

服务器端像客户端发送Cookie是通过HTTP响应报文实现的，在

Set-Cookie

中设置需要像客户端发送的cookie，cookie格式如下：

Set-Cookie: "name=value;domain=.domain.com;path=/;expires=Sat, 11 Jun 2016 11:29:42 GMT;HttpOnly;secure"

其中

name=value

是必选项，其它都是可选项。Cookie的主要构成如下：name:一个唯一确定的cookie名称。通常来讲cookie的名称是不区分大小写的。
value:存储在cookie中的字符串值。

最好为cookie的name和value进行url编码

domain:cookie对于哪个域是有效的。所有向该域发送的请求中都会包含这个cookie信息。这个值可以包含子域(如：yq.aliyun.com)，也可以不包含它(如：.aliyun.com，则对于aliyun.com的所有子域都有效).
path: 表示这个cookie影响到的路径，浏览器跟会根据这项配置，像指定域中匹配的路径发送cookie。
expires:失效时间，表示cookie何时应该被删除的时间戳(也就是，何时应该停止向服务器发送这个cookie)。如果不设置这个时间戳，浏览器会在页面关闭时即将删除所有cookie；不过也可以自己设置删除时间。这个值是GMT时间格式，

如果客户端和服务器端时间不一致，使用expires就会存在偏差

。
max-age: 与expires作用相同，用来告诉浏览器此cookie多久过期（单位是秒），而不是一个固定的时间点。正常情况下，max-age的优先级高于expires。
HttpOnly: 告知浏览器不允许通过脚本

document.cookie

去更改这个值，同样这个值在document.cookie中也不可见。但在http请求张仍然会携带这个cookie。注意这个值虽然在脚本中不可获取，但仍然在浏览器安装目录中以文件形式存在。这项设置通常在服务器端设置。
secure: 安全标志，指定后，只有在使用SSL链接时候才能发送到服务器，如果是http链接则不会传递该信息。

就算设置了secure 属性也并不代表他人不能看到你机器本地保存的 cookie 信息，所以不要把重要信息放cookie就对了

服务器端设置cookie示例如下：

var http = require('http');
var fs = require('fs');

http.createServer(function(req, res) {
res.setHeader('status', '200 OK');
res.setHeader('Set-Cookie', 'isVisit=true;domain=.yourdomain.com;path=/;max-age=1000');
res.write('Hello World');
res.end();
}).listen(8888);

console.log('running localhost:8888')

直接设置

Set-Cookie

过于原始，我们可以对cookie的设置过程做如下封装：

var serilize = function(name, val, options) {
if (!name) {
throw new Error("coolie must have name");
}
var enc = encodeURIComponent;
var parts = [];

val = (val !== null && val !== undefined) ? val.toString() : "";
options = options || {};
parts.push(enc(name) + "=" + enc(val));
// domain中必须包含两个点号
if (options.domain) {
parts.push("domain=" + options.domain);
}
if (options.path) {
parts.push("path=" + options.path);
}
// 如果不设置expires和max-age浏览器会在页面关闭时清空cookie
if (options.expires) {
parts.push("expires=" + options.expires.toGMTString());
}
if (options.maxAge && typeof options.maxAge === "number") {
parts.push("max-age=" + options.maxAge);
}
if (options.httpOnly) {
parts.push("HTTPOnly");
}
if (options.secure) {
parts.push("secure");
}

return parts.join(";");
}

需要注意的是，

如果给cookie设置一个过去的时间，浏览器会立即删除该cookie

；此外domain项必须有两个点，因此不能设置为

localhost

:something that wasn't made clear to me here and totally confused me for a while was that domain names must contain at least two dots (.),hence 'localhost' is invalid and the browser will refuse to set the cookie!

服务器端解析cookie

cookie可以设置不同的域与路径，所以对于同一个

name value

，在不同域不同路径下是可以重复的，浏览器会按照与当前请求url或页面地址最佳匹配的顺序来排定先后顺序



所以当前端传递到服务器端的cookie有多个重复

name value

时，我们只需要最匹配的那个，也就是第一个。服务器端解析代码如下：

var parse = function(cstr) {
if (!cstr) {
return null;
}

var dec = decodeURIComponent;
var cookies = {};
var parts = cstr.split(/\s*;\s*/g);
parts.forEach(function(p){
var pos = p.indexOf('=');
// name 与value存入cookie之前，必须经过编码
var name = pos > -1 ? dec(p.substr(0, pos)) : p;
var val = pos > -1 ? dec(p.substr(pos + 1)) : null;
//只需要拿到最匹配的那个
if (!cookies.hasOwnProperty(name)) {
cookies[name] = val;
}/* else if (!cookies[name] instanceof Array) {
cookies[name] = [cookies[name]].push(val);
} else {
cookies[name].push(val);
}*/
});

return cookies;
}

客户端的存取

浏览器将后台传递过来的cookie进行管理，并且允许开发者在JavaScript中使用

document.cookie

来存取cookie。但是这个接口使用起来非常蹩脚。

它会因为使用它的方式不同而表现出不同的行为

。当用来获取属性值时，document.cookie返回当前页面可用的（根据cookie的域、路径、失效时间和安全设置）所有的字符串，字符串的格式如下：

"name1=value1;name2=value2;name3=value3";

当用来设置值的时候，document.cookie属性可设置为一个新的cookie字符串。这个字符串会被解释并添加到现有的cookie集合中。如：

document.cookie = "_fa=aaaffffasdsf;domain=.dojotoolkit.org;path=/"

设置document.cookie并不会覆盖cookie，除非设置的

name value domain path

都与一个已存在cookie重复。
由于cookie的读写非常不方便，我们可以自己封装一些函数来处理cookie，主要是针对cookie的添加、修改、删除。

var cookieUtils = {
get: function(name){
var cookieName=encodeURIComponent(name) + "=";
//只取得最匹配的name，value
var cookieStart = document.cookie.indexOf(cookieName);
var cookieValue = null;

if (cookieStart > -1) {
// 从cookieStart算起
var cookieEnd = document.cookie.indexOf(';', cookieStart);
//从=后面开始
if (cookieEnd > -1) {
cookieValue = decodeURIComponent(document.cookie.substring(cookieStart + cookieName.length, cookieEnd));
} else {
cookieValue = decodeURIComponent(document.cookie.substring(cookieStart + cookieName.length, document.cookie.length));
}
}

return cookieValue;
},

set: function(name, val, options) {
if (!name) {
throw new Error("coolie must have name");
}
var enc = encodeURIComponent;
var parts = [];

val = (val !== null && val !== undefined) ? val.toString() : "";
options = options || {};
parts.push(enc(name) + "=" + enc(val));
// domain中必须包含两个点号
if (options.domain) {
parts.push("domain=" + options.domain);
}
if (options.path) {
parts.push("path=" + options.path);
}
// 如果不设置expires和max-age浏览器会在页面关闭时清空cookie
if (options.expires) {
parts.push("expires=" + options.expires.toGMTString());
}
if (options.maxAge && typeof options.maxAge === "number") {
parts.push("max-age=" + options.maxAge);
}
if (options.httpOnly) {
parts.push("HTTPOnly");
}
if (options.secure) {
parts.push("secure");
}

document.cookie = parts.join(";");
},
delete: function(name, options) {
options.expires = new Date(0);// 设置为过去日期
this.set(name, null, options);
}

}

缓存优点

通常所说的Web缓存指的是可以自动保存常见http请求副本的http设备。对于前端开发者来说，浏览器充当了重要角色。除此外常见的还有各种各样的代理服务器也可以做缓存。当Web请求到达缓存时，缓存从

本地副本

中提取这个副本内容而不需要经过服务器。这带来了以下优点：缓存减少了冗余的数据传输，节省流量
缓存缓解了带宽瓶颈问题。不需要更多的带宽就能更快加载页面
缓存缓解了瞬间拥塞，降低了对原始服务器的要求。
缓存降低了距离延时， 因为从较远的地方加载页面会更慢一些。

缓存种类

缓存可以是单个用户专用的，也可以是多个用户共享的。专用缓存被称为

私有缓存

，共享的缓存被称为

公有缓存

。

私有缓存

私有缓存只针对专有用户，所以不需要很大空间，廉价。Web浏览器中有内建的私有缓存——大多数浏览器都会将常用资源缓存在你的个人电脑的磁盘和内存中。如Chrome浏览器的缓存存放位置就在：

C:\Users\Your_Account\AppData\Local\Google\Chrome\User Data\Default

中的Cache文件夹和Media Cache文件夹。

公有缓存

公有缓存是特殊的共享代理服务器，被称为

缓存代理服务器

或

代理缓存

（反向代理的一种用途）。公有缓存会接受来自多个用户的访问，所以通过它能够更好的减少冗余流量。
下图中每个客户端都会重复的向服务器访问一个资源（此时还不在私有缓存中），这样它会多次访问服务器，增加服务器压力。而使用共享的公有缓存时，缓存只需要从服务器取一次，以后不用再经过服务器，能够显著减轻服务器压力。



事实上在实际应用中通常采用层次化的公有缓存，基本思想是在靠近客户端的地方使用小型廉价缓存，而更高层次中，则逐步采用更大、功能更强的缓存在装载多用户共享的资源。

缓存处理流程

而对于前端开发者来说，我们主要跟浏览器中的缓存打交道，所以上图流程简化为：



下面这张图展示了某一网站，对不同资源的请求结果，其中可以看到有的资源直接从缓存中读取，有的资源跟服务器进行了再验证，有的资源重新从服务器端获取。


注意，我们讨论的所有关于缓存资源的问题，都仅仅针对

GET

请求。而对于

POST

, 

DELETE

, 

PUT

这类行为性操作通常不做任何缓存

新鲜度限值

HTTP通过缓存将服务器资源的副本保留一段时间，这段时间称为

新鲜度限值

。这在一段时间内请求相同资源不会再通过服务器。HTTP协议中

Cache-Control

和 

Expires

可以用来设置新鲜度的限值，前者是HTTP1.1中新增的响应头，后者是HTTP1.0中的响应头。二者所做的事时都是相同的，但由于

Cache-Control

使用的是相对时间，而Expires可能存在客户端与服务器端时间不一样的问题，所以我们更倾向于选择

Cache-Control

。

Cache-Control

下面我们来看看

Cache-Control

都可以设置哪些属性值：max-age（单位为s）指定设置缓存最大的有效时间，定义的是时间长短。当浏览器向服务器发送请求后，在max-age这段时间里浏览器就不会再向服务器发送请求了。

<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=no" />
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=EDGE" />
<title>Web Cache</title>
<link rel="shortcut icon" href="./shortcut.png">
<script>
</script>
</head>
<body class="claro">
<img src="./cache.png">
</body>
</html>

var http = require('http');
var fs = require('fs');
http.createServer(function(req, res) {
if (req.url === '/' || req.url === '' || req.url === '/index.html') {
fs.readFile('./index.html', function(err, file) {
console.log(req.url)
//对主文档设置缓存，无效果
res.setHeader('Cache-Control', "no-cache, max-age=" + 5);
res.setHeader('Content-Type', 'text/html');
res.writeHead('200', "OK");
res.end(file);
});
}
if (req.url === '/cache.png') {
fs.readFile('./cache.png', function(err, file) {
res.setHeader('Cache-Control', "max-age=" + 5);//缓存五秒
res.setHeader('Content-Type', 'images/png');
res.writeHead('200', "Not Modified");
res.end(file);
});
}

}).listen(8888)

当在5秒内第二次访问页面时，浏览器会直接从缓存中取得资源


public 指定响应可以在代理缓存中被缓存，于是可以被多用户共享。如果没有明确指定private，则默认为public。
private 响应只能在私有缓存中被缓存，不能放在代理缓存上。对一些用户信息敏感的资源，通常需要设置为private。
no-cache 表示必须先与服务器确认资源是否被更改过（依靠

If-None-Match

和

Etag

），然后再决定是否使用本地缓存。
如果上文中关于

cache.png

的处理改成下面这样，则每次访问页面，浏览器都需要先去服务器端验证资源有没有被更改。

fs.readFile('./cache.png', function(err, file) {
console.log(req.headers);
console.log(req.url)
if (!req.headers['if-none-match']) {
res.setHeader('Cache-Control', "no-cache, max-age=" + 5);
res.setHeader('Content-Type', 'images/png');
res.setHeader('Etag', "ffff");
res.writeHead('200', "Not Modified");
res.end(file);
} else {
if (req.headers['if-none-match'] === 'ffff') {
res.writeHead('304', "Not Modified");
res.end();
} else {
res.setHeader('Cache-Control', "max-age=" + 5);
res.setHeader('Content-Type', 'images/png');
res.setHeader('Etag', "ffff");
res.writeHead('200', "Not Modified");
res.end(file);
}
}

});

no-store 绝对禁止缓存任何资源，也就是说每次用户请求资源时，都会向服务器发送一个请求，每次都会下载完整的资源。通常用于机密性资源。
关于

Cache-Control

的使用，见下面这张图（来自大额）

客户端的新鲜度限值

Cache-Control

不仅仅可以在响应头中设置，还可以在请求头中设置。浏览器通过请求头中设置

Cache-Control

可以决定是否从缓存中读取资源。这也是为什么有时候点击浏览器刷新按钮和在地址栏回车，在NetWork模块中看到完全不同的结果

Expires

不推荐使用Expires，它指定的是具体的过期日期而不是秒数。因为很多服务器跟客户端存在时钟不一致的情况，所以最好还是使用

Cache-Control

.

服务器再验证

浏览器或代理缓存中缓存的资源过期了，并不意味着它和原始服务器上的资源有实际的差异，仅仅意味着到了要进行核对的时间了。这种情况被称为服务器再验证。如果资源发生变化，则需要取得新的资源，并在缓存中替换旧资源。
如果资源没有发生变化，缓存只需要获取新的响应头，和一个新的过期时间，对缓存中的资源过期时间进行更新即可。
HTTP1.1推荐使用的验证方式是

If-None-Match

/

Etag

，在HTTP1.0中则使用

If-Modified-Since

/

Last-Modified

。

Etag与If-None-Match

根据实体内容生成一段hash字符串，标识资源的状态，由服务端产生。浏览器会将这串字符串传回服务器，验证资源是否已经修改，如果没有修改，过程如下(图片来自浅谈Web缓存)：





上文的demo中我们见到过服务器端如何验证Etag：



由于Etag有服务器构造，所以在集群环境中一定要保证Etag的唯一性

If-Modified-Since与Last-Modified

这两个是HTTP1.0中用来验证资源是否过期的请求/响应头，这两个头部都是日期，验证过程与

Etag

类似，这里不详细介绍。使用这两个头部来验证资源是否更新时，存在以下问题：有些文档资源周期性的被重写，但实际内容没有改变。此时文件元数据中会显示文件最近的修改日期与

If-Modified-Since

不相同，导致不必要的响应。
有些文档资源被修改了，但修改内容并不重要，不需要所有的缓存都更新（比如代码注释）
关于缓存的更新问题，请大家看看这里张云龙的回答，本文就不详细展开了。
本文demo代码如下：

<!DOCTYPE HTML>
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=no" />
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=EDGE" />
<title>Web Cache</title>
<link rel="shortcut icon" href="./shortcut.png">
<script>
</script>
</head>
<body class="claro">
<img src="./cache.png">
</body>
</html>

var http = require('http');
var fs = require('fs');
http.createServer(function(req, res) {
if (req.url === '/' || req.url === '' || req.url === '/index.html') {
fs.readFile('./index.html', function(err, file) {
console.log(req.url)
//对主文档设置缓存，无效果
res.setHeader('Cache-Control', "no-cache, max-age=" + 5);
res.setHeader('Content-Type', 'text/html');
res.writeHead('200', "OK");
res.end(file);
});
}
if (req.url === '/shortcut.png') {
fs.readFile('./shortcut.png', function(err, file) {
console.log(req.url)
res.setHeader('Content-Type', 'images/png');
res.writeHead('200', "OK");
res.end(file);
})
}
if (req.url === '/cache.png') {
fs.readFile('./cache.png', function(err, file) {
console.log(req.headers);
console.log(req.url)
if (!req.headers['if-none-match']) {
res.setHeader('Cache-Control', "max-age=" + 5);
res.setHeader('Content-Type', 'images/png');
res.setHeader('Etag', "ffff");
res.writeHead('200', "Not Modified");
res.end(file);
} else {
if (req.headers['if-none-match'] === 'ffff') {
res.writeHead('304', "Not Modified");
res.end();
} else {
res.setHeader('Cache-Control', "max-age=" + 5);
res.setHeader('Content-Type', 'images/png');
res.setHeader('Etag', "ffff");
res.writeHead('200', "Not Modified");
res.end(file);
}
}

});
}

}).listen(8888)