缓存、代理与 CDN
复习
- HTTP 请求与响应：响应含首部与正文
- Cookie 与会话：请求可携带客户端的信息
- DNS 查询与缓存：缓存能减少重复的代价
TL;DR
- 缓存把常用内容放在离用户更近的地方
- 代理代表客户端或服务器转发请求
- CDN 把内容分发到各地节点，就近服务
- 缓存必须处理“内容过期”的一致性问题
正文
如果每次访问同一个网站，都要从地球另一端把内容重新取一遍，就太浪费了。有没有办法把常用的内容放得离用户更近一点？
有，这就是缓存（cache）与CDN的思路。
缓存：就近取用
Web 缓存可以出现在多个位置：
- 浏览器缓存：你的电脑自己存一份
- 代理缓存：网络中间的一台服务器替你存
- 内容分发网络：在全国乃至全球各地布置节点
一旦内容被缓存，下次再要，就近取出即可：延迟低了，服务器压力也小了。 一举两得，正是空间换时间的又一次应用。
代理：站在中间替你办事
代理（proxy）是夹在客户端和服务器之间的中间人。它可以：
- 代表客户端去取内容，并顺便缓存下来供他人复用
- 代表服务器分发内容、做访问控制和负载分担
“加一个中间层”，又出现了。它把原本点到点的通信，变成了一段段可以优化的接力。
CDN：把内容搬到离你最近的地方
CDN（内容分发网络）是缓存思想的极致：把内容提前复制到遍布各地的边缘节点上。用户访问时，就近从最近的节点取，不必回源到主机房。
这特别适合那些不常变、人人都要的内容：图片、视频、样式表、脚本。效果也非常直观——无论用户身在何处，体验都更接近“本地”。
缓存绕不开的难题
缓存有个绕不开的麻烦：内容会变，缓存却还是旧的。
解决办法是给缓存设置过期规则（比如 Cache-Control、TTL）：在有效期内直接用，过期了再去源头确认。于是又有一次权衡：
- 缓存久一点：命中率高、快，但内容更新可能不及时
- 缓存短一点：更新及时，但命中率下降、回源变多
这和 DNS 的 TTL 是同一个道理。缓存的核心从来不是“存不存”，而是“存多久、什么时候作废”。
思考题 1
缓存为什么能同时减少延迟和服务器负载？
思考题 2
CDN 把内容放到各地节点，主要解决的是什么问题？
小结
知识点
- 缓存把常用内容放到更近的位置
- 代理作为中间层转发与缓存
- CDN 通过全国／全球节点就近服务
- 缓存通过过期规则在新鲜度与效率间权衡
参考资料
- Wikipedia(zh)：内容分发网络：把内容分发到各地的节点网络
- Wikipedia(zh)：Web缓存：缓存网页资源以减少重复获取
思考题答案（仅供参考）
思考题 1
因为内容一旦被缓存，用户可以直接从近处取得，不必长途回源，延迟因此降低；同时大量重复请求被缓存挡下，真正到达服务器的请求减少，负载自然下降。一次缓存，多重收益。
思考题 2
主要解决“距离”带来的高延迟和带宽压力。把静态内容预先复制到各地的边缘节点，用户就近获取，无论身在何处体验都更好，同时主机房不必承担全部流量。
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设计师 | 南国微雪