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8. HTTP 헤더2 – 캐시와 조건부 요청

  • http

캐시가 없을 때

  • 데이터가 변경되지 않아도 계속 네트워크를 통해서 데이터를 다운로드 받아야 한다.
  • 인터넷 네트워크는 매우 느리고 비싸다.
  • 브라우저 로딩 속도가 느리다.
  • 느린 사용자 경험

캐시 적용

  • 요청이 들어오면 서버는 cache-control: max-age=60 과 같이 캐시가 유효한 시간 명시
  • 웹브라우저 캐시에 응답 결과를 저장 (60초 유효)
  • 2번째 요청이 들어오면 캐시 유효 시간을 검증 한 뒤 유효하다면 캐시에서 조회 (네트워크 필요x)
  • 캐시 덕분에 캐시 가능 시간동안 네트워크를 사용하지 않아도 된다.
  • 비싼 네트워크 사용량을 줄일 수 있다.
  • 브라우저 로딩 속도가 매우 빠르다
  • 빠른 사용자 경험
  • 3번째 요청이 들어왔을 때 유효 시간이 지나 캐시 시간이 초과된다면?
  • 응답 결과를 다시 캐시에 저장..
  • 캐시 유효 시간이 초과하면, 서버를 통해 데이터를 다시 조회하고, 캐시를 갱신한다.
  • 이때 다시 네트워크 다운로드가 발생한다.
  • 그러나 만약 클라이언트가 가진 데이터와 서버가 가진 데이터가 변경되지 않았고 동일하다면?

캐시 시간 초과

  • 캐시 유효시간이 초과해서 서버에 다시 요청하면 다음 두 가지 상황이 나타난다.
    1. 서버에서 기존 데이터를 변경함 → 다시 조회하고 캐시 갱신
    2. 서버에서 기존 데이터를 변경하지 않음
      • 캐시 데이터가 안바뀌었다는 사실을 확인할 수 있어야한다. → 검증 헤더 추가

검증헤더

  • 서버 → 브라우저 전송 후 브라우저 캐시에 저장
  • 캐시에 (Last-Modified: 2020년 11월 10일 10:00:00) 저장됨 (검증헤더)

조건부 요청

  • 캐시 시간이 초과됐을 때 (if-modified-since: 2020년 11월 10일 10:00:00) 전송 (조건부 요청)
  • 수정이 되지 않았다면? → body 빼고 헤더만 전송 → 용량을 확 줄일 수 있다!

정리

  • 캐시 유효 시간이 초과해도, 서버의 데이터가 갱신되지 않으면
  • 304 Not Modified + 헤더 메타 정보만 응답 (바디X)
  • 클라이언트는 서버가 보낸 응답 헤더 정보로 캐시의 메타 정보를 갱신
  • 클라이언트는 캐시에 저장되어 있는 데이터 재활용
  • 결과적으로 네트워크 다운로드가 발생하지만 용량이 적은 헤더 정보만 다운로드
  • 매우 실용적인 해결책

검증 헤더와 조건부 요청

  • 검증 헤더
    • 캐시 데이터와 서버 데이터가 같은지 검증하는 데이터
    • Last-Modified, Etag
  • 조건부 요청 헤더
    • 검증 헤더로 조건에 따른 분기
    • If-Modified-Since : Last-Modified 사용
    • If-None-Match : Etag 사용
    • 조건이 만족하면 200 OK
    • 조건이 만족하지 않으면 304 Not Modified

If-Modified-Since : 이후에 데이터가 수정되었으면?

  • 데이터 미변경 예시
    • 캐시: 2020년 11월 10일 10:00:00 vs 서버 : 2020년 11월 10일 10:00:00
    • 304 Not Modified, 헤더 데이터만 전송(BODY 미포함) → 304 : Redirection (= 너의 캐시로 가라)
    • 전송 용량 0.1M (헤더 0.1M, 바디 1.0M)
  • 데이터 변경 예시
    • 캐시: 2020년 11월 10일 10:00:00 vs 서버 : 2020년 11월 10일 11:00:00
    • 200 OK, 모든 데이터 전송(BODY 포함)
    • 전송 용량 1.1M (헤더 0.1M, 바디 1.0M)

Last-Modified, If-Modified-Since 단점

  • 1초 미만(0.x초) 단위로 캐시 조정이 불가능
  • 날짜 기반의 로직 사용
  • 데이터를 수정해서 날짜가 다르지만, 같은 데이터를 수정해서 데이터 결과가 똑같은 경우 (A→B→A)
  • 서버에서 별도의(임의로) 캐시 로직을 관리하고 싶은 경우
    • ex) 스페이스나 주석처럼 크게 영향이 없는 변경에서 캐시를 유지하고 싶은 경우

Etag, If-None-Match

  • Etag(Entity Tag)
  • 캐시용 데이터에 임의의 고유한 버전 이름을 달아둠
    • ex) Etag: “v1.0”, Etag: “a2jiodwjekjl3” (파일에 Hash을 달아준다)
  • 데이터가 변경되면 이 이름을 바꾸어서 변경함 (Hash를 다시 생성)
    • ex) Etag: “aaaaa” → Etag: “bbbbb”
  • 진짜 단순하게 Etag만 보내서 같으면 유지, 다르면 다시 받기 (날짜보다 훨씬 편하다)

정리

  • 진짜 단순하게 ETag만 서버에 보내서 같으면 유지, 다르면 다시 받기
  • 캐시 제어 로직을 서버에서 완전히 관리
  • 클라이언트는 단순히 이 값을 서버에 제공(클라이언트는 캐시 매커니즘을 모름)
  • ex)
    • 서버는 베타 오픈 기간인 3일 동안 파일이 변경되어도 ETag를 동일하게 유지
    • 애플리케이션 배포 주기에 맞추어 ETag 모두 갱신

캐시와 조건부 요청 헤더

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

Cache-Control

  • Cache-Control: max-age
    • 캐시 유효 시간, 초 단위
  • Cache-Control: no-cache
    • 데이터는 캐시해도 되지만, 항상 원(origin) 서버에 검증하고 사용
  • Cache-Control: no-store
    • 데이터에 민감한 정보가 있으므로 저장하면 안됨
    • (메모리에서 사용하고 최대한 빨리 삭제)

Pragma

  • 캐시 제어 (하위 호환)
  • Pragma: no-cache
  • HTTP 1.0 하위호환 → 거의 사용하지 않음

Expires

  • 캐시 만료일을 정확한 날짜로 지정 (하위호환)
  • expires: Mon, 01 Jan 1990 00:00:00 GMT
  • HTTP 1.0 부터 사용
  • 지금은 더 유연한 Cache-Control: max-age 권장
  • Cache-Control: max-age와 함께 사용하면 Expires는 무시

정리

  • 검증 헤더 (Validator)
    • ETag: “v1.0”, ETag: “asid93jkrh2l”
    • Last-Modified: Thu, 04 Jun 2020 07:19:24 GMT
  • 조건부 요청 헤더
    • If-Match, If-None-Match: Etag 값 사용
    • If-Modified-Since, If-Unmodified-Since: Last-Modified 값 사용

프록시 캐시

  • 원 서버 직접 접근
    • origin 서버
  • 프록시 캐시 서버 접근 (public 캐시) ↔ 로컬이나 웹브라우저에 저장되는 캐시 (private 캐시)
    • 한국 어딘가..
    • 프록시 캐시 서버 – 미국에 있는 원 서버

Cache-Control / 캐시 지시어(directives) – 기타

  • Cache-Control: public
    • 응답이 public 캐시에 저장되어도 됨
  • Cache-Control: private
    • 응답이 해당 사용자만을 위한 것임. private 캐시에 저장해야 함(기본값)
  • Cache-Control: s-maxage
    • 프록시 캐시에만 적용되는 max-age
  • Age: 60 (HTTP 헤더)
    • origin 서버에서 응답 후 프록시 캐시 내에 머문 시간(초)

캐시 무효화

Cache-Control / 확실한 캐시 무효화 응답

Cache-Control: no-cache, no-store, must-revalidate
Pragma: no-cache
  • Cache-Control: no-cache, no-store, must-revalidate
  • Pragma: no-cache
    • HTTP 1.0 하위 호환
  • Cache-Control: no-cache
    • 데이터는 캐시해도 되지만, 항상 원 서버에 검증하고 사용(이름에 주의!)
    • orgin 서버에 접근할 수 없는 경우 캐시 서버 설정에 따라사 캐시 데이터를 반환할 수 있음
    • (오류 보다는 오래된 데이터라도 보여주자!)
  • Cache-Control: no-store
    • 데이터에 민감한 정보가 있으므로 저장하면 안됨 (메모리에서 사용하고 최대한 빨리 삭제)
  • Cache-Control: must-revalidate
    • 캐시 만료 후 최초 조회 시 원 서버에 검증해야 함
    • 원 서버 접근 실패 시 반드시 오류가 발생해야함 – 504(Gateway Timeout)
    • must-revalidate는 캐시 유효 시간이라면 캐시를 사용함
  • Pragma: no-cache
    • HTTP 1.0 하위호환