[김영한 스프링] 09. HTTP 헤더 - 캐시와 조건부 요청

1. 캐시 기본 동작

 

캐시가 없을 때

첫 번째 요청

1.1M의 이미지를 전송

 

 

 

두 번째 요청

첫 번째 요청에서 1.1M의 이미지를 전송했지만 또다시 전송

 

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

 

캐시 적용

첫 번째 요청

1.1M의 이미지를 전송

 

캐시 저장

 

두 번째 요청

두 번째 요청부터 캐시를 먼저 확인

 

• 캐시 덕분에 캐시 가능 시간 동안 네트워크를 사용하지 않아도 된다.
• 비싼 네트워크 사용량을 줄일 수 있다.
• 브라우저 로딩 속도가 매우 빠르다.

 

세 번째 요청 - 캐시 시간 초과

 

 

• 캐시 유효 시간이 초과하면, 서버를 통해 데이터를 다시 조회하고, 캐시를 갱신한다.
• 이때 다시 네트워크 다운로드가 발생한다.

 

2. 검증 헤더와 조건부 요청1

 

캐시 시간 초과

캐시 유효 시간이 초과해서 서버에 다시 요청하면 다음 두 가지 상황이 나타난다.

 

• 캐시 만료 후에도 서버에서 데이터를 변경하지 않음
• 생각해 보면 데이터를 전송하는 대신에 저장해 두었던 캐시를 재사용할 수 있다.
• 단 클라이언트의 데이터와 서버의 데이터가 같다는 사실을 확일할 수 있는 방법 필요

 

검증 헤더 추가

첫 번째 요청

 

 

두 번째 요청 - 캐시 시간 초과

캐시 유효 시간 초과

 

 

 

 

바디(1M)가 없는 상태로 전송하니 부하가 줄어듦

 

 

 

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

 

3. 검증 헤더와 조건부 요청2

 

• 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 Modifed

 

• 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)
    • 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
• 서버에서 별도의 캐시 로직을 관리하고 싶은 경우
  • 예) 스페이스나 주석처럼 크게 영향이 없는 변경에서 캐시를 유지하고 싶은 경우

 

ETag, If-None-Match

• ETag(Entity Tag)
• 캐시용 데이터에 임의의 고유한 버전 이름을 달아둠
  • 예) ETag : "v1.0", ETag : "a2jiodwjekjl3"
• 데이터가 변경되면 이 이름을 바꾸어서 변경함(Hash를 다시 생성)
  • 예) ETag : "aaaaa" -> ETag : "bbbbb"
• 진짜 단순하게 ETag만 보내서 같으면 유지, 다르면 다시 받기!

 

검증 헤더 추가

첫 번째 요청

 

 

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 관리
• 클라이언트는 단순히 이 값을 서버에 제공(클라이언트는 캐시 메커니즘을 모름)
• 예)
  • 서버는 배타 오픈 기간인 3일 동안 파일이 변경되어도 ETag를 동일하게 유지
  • 애플리케이션 배포 주기에 맞추어 ETag 모두 갱신

 

4. 캐시와 조건부 요청 헤더

 

캐시 제어 헤더

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

 

Cache-Control

캐시 지시어(directives)

• 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 안 됨 (메모리에서 사용하고 최대한 빨리 삭제)

 

Pragma

캐시 제어(하위 호환)

• Pragma : no-cache
• HTTP 1.0 하위 호환

 

Expires

캐시 만료일 지정(하위 호환)

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

 

검증 헤더와 조건부 요청 헤더

• 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

 

5. 프록시 캐시

 

원 서버 직접 접근

origin 서버

 

프록시 캐시 도입

첫 번째 요청

 

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)
  • 오리진 서버에서 응답 후 프록시 캐시 내에 머문 시간(초)

 

6. 캐시 무효화

 

Cache-Control

확실한 캐시 무효화 응답

• Cache-Control : no-cache, no-store, must-revalidate
• Pragma : no-cache
  • HTTP 1.0 하위 호환

 

캐시 지시어(directives) - 확실한 캐시 무효화

• Cache-Control : no-cache
  • 데이터는 캐시해도 되지만, 항상 원 서버에 검증하고 사용(이름에 주의!)
• Cache-Control : no-store
  • 데이터에 민감한 정보가 있으므로 저장하면 안 됨 (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 발생해야 함 - 504(Gateway Timeout)
  • must-revalidate는 캐시 유효 시간이라면 캐시를 사용함
• Pragma : no-cache
  • HTTP 1.0 하위 호환

 

no-cache vs must-revalidate

no-cache 기본 동작

 

 

must-revalidate

 

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

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