[HTTP] HTTP Header3 (캐시)

출처

https://www.inflearn.com/course/http-%EC%9B%B9-%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC/dashboard

모든 개발자를 위한 HTTP 웹 기본 지식 강의 - 인프런

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목차

•  캐시
  • 캐시가 없을 경우
  • 캐시 적용
  • 캐시 제어 헤더
• 검증 헤더와 조건부 요청
  • 캐시 만료 후에도 서버에서 데이터를 변경하지 않았다. ⭐ → ⭐
  • 검증 헤더
  • 조건부 요청 헤더
  • 서버에서 캐시 로직을 컨트롤하는 방법 (ETag, If-None-Match)
  • 검증 헤더와 조건부 요청 헤더 정리

 

 

 캐시

캐시가 없을 경우

첫 번째 요청 (1.1M 응답)

 

 

 

두 번째 요청 (1.1M 응답)

 

 

 

캐시가 없다면

• 서버에서의 데이터가 변경되지 않아도, 이미 요청한 데이터를 또 다시 네트워크를 통해서 다운로드 받아야 합니다.
• 인터넷 네트워크는 매우 느리고 비쌉니다.
• 브라우저의 로딩 속도가 느려집니다.
• 느린 사용자 경험을 갖게 됩니다.

 

캐시 적용

첫 번째 요청 (cache-control: max-age=60)

 

 

두 번째 요청

 

 

캐시 적용

• 캐시 덕분에 캐시 가능 시간동안 네트워크를 사용하지 않아도 됩니다.
• 비싼 네트워크 사용량을 줄일 수 있습니다.
• 브라우저 로딩 속도가 향상됩니다.
• 빠른 사용자 경험을 갖게 됩니다.

 

세 번째 요청 - 캐시 시간 초과

 

 

 

 

 

캐시 시간 초과

• 캐시 유효 시간이 초과되면 서버를 통해 데이터를 다시 조회하고 캐시를 갱신합니다.
• 이때 다시 네트워크 다운로드가 발생됩니다.

 

캐시 제어 헤더

• Cache-Control: 캐시 제어
• Pragma: 캐시 제어 (하위 호환 용도)
• Expires: 캐시 유효 기간 (하위 호환 용도)

 

Cache-Control ⭐

캐시 제어

• Cache-Control: max-age
  : 캐시 유효 시간 (초 단위)
• Cache-Control: no-cache
  : 데이터는 캐시해도 되지만 쓰기 전 항상 조건부 헤더(If-Modified-Since, If-None-Match)을 통해 원(Origin) 서버에 검증하고 사용해야 한다.
• Cache-Control: no-store
  : 민감한 데이터 정보를 포함하고 있으므로 캐시하면 안된다. (메모리에서 사용하고 최대한 빨리 삭제해야 한다.)

참고
Cache-Control의 값에 해당하는 것(ex) max-age, no-cache, no store 등) 을 캐시 지시어(directives)라고 합니다.

 

Pragma

캐시 제어(HTTP 1.0 하위 호환으로 넣는 헤더)

• Pragma: no-cache

 

Expires

캐시 만료일 지정(HTTP 1.0 하위 호환)

• Expires: Mon, 01 Jan 1990 00:00:00 GMT
• 캐시 만료일을 정확한 날짜로 지정합니다.
• 지금은 더 유연한 Cache-Control: max-age 를 권장합니다.
• Cache-Control: max-age 와 함께 Expires를 사용한다면 Expires 는 무시됩니다.

 

 

검증 헤더와 조건부 요청

캐시의 유효 시간이 초과돼서 서버에 다시 요청할 경우, 다음 두 가지 상황이 나타납니다.

1. 서버에서 기존 데이터를 변경했다. ⭐ →  🌙
2. 서버에서 기존 데이터를 변경하지 않았다. ⭐  →  ⭐ => 이 경우에 또 다시 받을 필요가 있을까?

 

캐시 만료 후에도 서버에서 데이터를 변경하지 않았다. ⭐ → ⭐

• 생각해보면, 데이터를 전송하는 대신 저장해두었던 캐시를 재사용할 수 있습니다.
• 단, 클라이언트의 데이터와 서버의 데이터가 같다는 사실을 확인할 수 있는 방법이 필요합니다.

 

첫 번째 요청 (Last-Modified)

 

 

 

두 번째 요청 - 캐시 시간 초과 (If-modified-since)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

정리

• 캐시 유효 시간을 초과해도 서버의 데이터가 갱신되지 않으면, 304 Not Modified + 헤더 메타 정보만 응답합니다. (바디 X)
• 클라이언트는 서버가 보낸 응답 헤더 정보로 캐시의 메타 정보를 갱신합니다.
• 클라이언트는 캐시에 저장되어 있는 데이터를 재활용합니다.
• 결과적으로, 네트워크 다운로드가 발생하긴 하지만 용량이 적은 헤더 정보만 다운로드합니다.
• 매우 실용적인 해결책이므로 웹 브라우저는 대부분 이 매커니즘으로 동작합니다.

 

▼ 구글에서 hello 검색 후 불러오는 파일들, 캐시에서 불러오는 파일일 경우 Status Code가 흐릿하다.

 

 

▼ tia.png를 더블 클릭 후, 새로고침하면 상태 코드가 304

(새로 고침: 클라이언트에서 서버로 요청)

 

 

▼ 해당 Reqeust Header를 보면 If-modified-since 헤더를 볼 수 있다.

 

 

검증 헤더

• 캐시 데이터와 서버 데이터가 같은지 검증하는 헤더입니다.
• Last-Modified, ETag

 

조건부 요청 헤더

• If-Modified-Since: Last Modified 함께 사용
• If-None-Match: ETag 함께 사용
• 조건이 만족한다면 200 OK , 조건이 만족하지 않으면 304 Not Modified 를 응답합니다.

예시) If-Modified-Since 

데이터 미변경

• 캐시: 2020년 11월 10일 10:00:00 vs 서버: 2020년 11월 10일 10:00:00
• 304 Not Modified (헤더 데이터만 전송합니다. (Body 미포함))
• 전송 용량: 0.1M (헤더 0.1M, 바디 1.0M)

 

데이터 변경 

• 캐시: 2020년 11월 10일 10:00:00 vs 서버: 2020년 11월 10일 11:00:00
• 200 OK (모든 데이터 전송합니다. (Body 포함))
• 전송 용량 : 1.1M (헤더 0.1M, 바디 1.0M)

 

Last-Modified, If-Modified-Since 의 단점

• 1초 미만 단위로 캐시 조정이 불가능합니다. (1초 미만 단위로 사용할 경우가 많이 없긴 합니다.)
• 날짜 기반의 정해진 로직을 사용해야 합니다.
• 서버에서 별도의 캐시 로직을 관리할 수 없습니다.
  • 데이터를 수정해서 날짜가 변경되었지만, 데이터 결과가 같은 경우(ex) A → B → A) 캐시를 사용하도록 유도
  • 스페이스나 주석처럼 크게 영향이 없는 변경이어서 캐시를 유지하고 싶은 경우

 

 

서버에서 캐시 로직을 컨트롤하는 방법 (ETag, If-None-Match)

• ETag (Entity Tag)
• 캐시용 데이터에 임의의 고유한 버전 이름을 달아두는 방법입니다.
• 예) ETag: "v1.0"  / ETag: "a2jiodwjekjl3" (해시값)
• 데이터가 변경된다면, 이름을 바꾸어 저장합니다. (Hash 값을 다시 생성)
  예) ETag: "aaaaa" → ETag: "bbbbb"
• 진짜 단순하게 ETag만 보내서 같으면 유지, 다르면 다시 받기!

참고) 해시값
파일을 해시 알고리즘에 넣어 해시 값을 받아 사용합니다.
해시는 파일이 동일하다면, 같은 값을 리턴합니다. (ex) A → B → A)

 

검증 헤더 (ETag) 와 조건부 요청 (If-None-Match) 예제

첫 번째 요청 (ETag)

 

 

 

 

 

두 번째 요청 - 캐시 시간 초과

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ETag, If-None-Match 정리

• 진짜 단순하게 ETag만 서버에 보내서 같으면 유지, 다르면 다시 받기!
• 캐시 제어 로직을 서버에서 완전히 관리합니다. 
• 클라이언트는 단순히 이 값을 서버에 제공합니다. (클라이언트는 캐시 관리 매커니즘을 모른다.)
• 활용 예시
  • 서버는 배타 오픈 기간인 3일동안 파일이 변경되어도 ETag를 동일하게 유지한다.
  • 애플리케이션 배포 주기에 맞춰 ETag를 모두 갱신한다.

 

 

검증 헤더와 조건부 요청 헤더 정리

검증 헤더 (Validator)

• ETag
  ex) ETag: "v1.0" / ETag: "asid93jkrh2l"
• Last-Modified: Thu, 04 Jun 2020 07:19:24 GMT

 

조건부 요청 헤더

• If-Match / If-None-Match (ETag값과 함께 사용)
• If-Modified-Since / If-Unmodified-Since (Last-Modified 값과 함께 사용)