Revision 1129589 of HTTP キャッシュ

<div>{{HTTPSidebar}}</div>

<p class="summary">過去に取得したリソースを再使用すると、ウェブサイトやアプリケーションのパフォーマンスが大きく向上するでしょう。ウェブキャッシュは遅延やネットワークのトラフィックを削減して、リソースを表示するために必要な時間も短縮します。HTTP キャッシュを使用すると、ウェブサイトの応答性が高まります。</p>

<h2 id="Different_kinds_of_caches" name="Different_kinds_of_caches">さまざまな種類のキャッシュ</h2>

<p>キャッシュは、提供されたリソースの複製を保存して、要求されたときに背後でその複製を提供する技術です。ウェブキャッシュのストア内に要求されたリソースがあるとき、キャッシュはリクエストに介入して、提供元のサーバーから再びダウンロードする代わりにキャッシュ内の複製を返します。これにより、サーバーがすべてのクライアントに応対する必要がなくなり負荷が軽減する、キャッシュがクライアントに近いところにあるのでパフォーマンスが向上する、すなわちリソースを返すためにかかる時間を短くするといったことを実現できます。ウェブサイトについて、高いパフォーマンスを達成するための主要な構成要素です。一方、すべてのリソースを同じまま永久に保存しないよう、キャッシュを適切に設定しなければなりません。キャッシュはあまり長く保存せず、リソースが変更されるまでの間にすることが重要です。</p>

<p>キャッシュにはさまざまな種類があり、これらはプライベートキャッシュと共有キャッシュの 2 つのカテゴリーに大きく分類できます。<em>共有キャッシュ</em>は、複数のユーザーが再使用するためにレスポンスを保存するキャッシュです。<em>プライベートキャッシュ</em>は、ひとりのユーザーのためのキャッシュです。このページでは主にブラウザーのキャッシュとプロキシのキャッシュを扱いますが、ウェブサイトやウェブアプリケーションの信頼性、パフォーマンス、規模を向上するためにウェブサーバーで展開されるゲートウェイのキャッシュ、CDN、リバースプロキシのキャッシュ、ロードバランサーも存在します。</p>

<p><img alt="What a cache provide, advantages/disadvantages of shared/private caches." src="https://mdn.mozillademos.org/files/13777/HTTPCachtType.png" style="height:573px; width:910px" /></p>

<h3 id="Private_browser_caches" name="Private_browser_caches">プライベートなブラウザーのキャッシュ</h3>

<p>プライベートキャッシュは、ひとりのユーザーのためのキャッシュです。ブラウザーの設定で "キャッシュ" を見たことがあるでしょう。ブラウザーのキャッシュは、ユーザーが <a href="/ja/docs/Web/HTTP" title="HTTP">HTTP</a> でダウンロードしたすべてのドキュメントを保持します。このキャッシュは訪問済みのドキュメントで、サーバーと追加のやり取りを行う必要なしに戻る/進む操作、ページの保存、ソースの表示などを可能にします。また同様に、キャッシュ済みコンテンツのオフライン表示が改善します。</p>

<h3 id="Shared_proxy_caches" name="Shared_proxy_caches">共有されるプロキシキャッシュ</h3>

<p>共有キャッシュは、複数のユーザーによって再使用されるレスポンスを保存するキャッシュです。例えば ISP や企業は、人気があるリソースを何度も再使用してネットワークのトラフィックや遅延を低減するために、ローカルネットワークの基盤の一部としてウェブプロキシを設置しているでしょう。</p>

<h2 id="Targets_of_caching_operations" name="Targets_of_caching_operations">キャッシュ処理の対象</h2>

<p>HTTP キャッシュは必須ではありませんが、キャッシュしたリソースの再使用は通常望ましいことです。ただし一般的な HTTP キャッシュはたいてい、{{HTTPMethod("GET")}} のレスポンスのみキャッシュするよう制限されており、他のメソッドではキャッシュしません。主要なキャッシュのキーはリクエストメソッドと対象 URI で構成されます (GET リクエストだけをキャッシュの対象にするため、URI しか使用されないことがよくあります)。キャッシュ項目の一般的な形式は以下のとおりです:</p>

<ul>
 <li>取得要求に成功した結果: {{HTTPMethod("GET")}} リクエストに対する {{HTTPStatus(200)}} (OK) レスポンスには、HTML ドキュメント、画像、ファイルなどのリソースが含まれています。</li>
 <li>恒久的なリダイレクト: {{HTTPStatus(301)}} (Moved Permanently) レスポンス。</li>
 <li>エラーレスポンス: {{HTTPStatus(404)}} (Not Found) のページ。</li>
 <li>不完全な結果: {{HTTPStatus(206)}} (Partial Content) レスポンス。</li>
 <li>キャッシュのキーとして使用することが適切であると定義されていれば、{{HTTPMethod("GET")}} 以外のレスポンス。</li>
</ul>

<p>リクエストがコンテンツネゴシエーションの対象である場合はキャッシュ項目が、第二のキーで区別される複数の保存済みレスポンスで構成されていることもあります。詳しくは、<a href="#Varying_responses">後述</a>する {{HTTPHeader("Vary")}} ヘッダーの情報をご覧ください。</p>

<h2 id="Controlling_caching" name="Controlling_caching">キャッシュを制御する</h2>

<h3 id="The_Cache-control_header" name="The_Cache-control_header"><code>Cache-control</code> ヘッダー</h3>

<p>HTTP/1.1 の {{HTTPHeader("Cache-Control")}} 一般ヘッダーは、リクエストおよびレスポンスでキャッシュ機能に関するディレクティブを指定するために使用します。このヘッダーが提供するさまざまなディレクティブを使用して、キャッシュのポリシーを定義してください。</p>

<h4 id="No_cache_storage_at_all" name="No_cache_storage_at_all">キャッシュストレージをまったく使用しない</h4>

<p>クライアントのリクエストおよびサーバーのレスポンスについて、キャッシュに何も保存してはいけません。リクエストはサーバーに送信されて、リクエストごとに毎回完全なレスポンスをダウンロードします。</p>

<pre>
Cache-Control: no-store
Cache-Control: no-cache, no-store, must-revalidate
</pre>

<h4 id="No_caching" name="No_caching">キャッシュしない</h4>

<p>キャッシュした複製を渡す前に確認のため、キャッシュは生成元のサーバーにリクエストを送信します。</p>

<pre>
Cache-Control: no-cache</pre>

<h4 id="Private_and_public_caches" name="Private_and_public_caches">private キャッシュと public キャッシュ</h4>

<p>"public" ディレクティブは、どのキャッシュでもレスポンスを保存してよいことを示します。これは HTTP 認証を伴うページや通常はキャッシュできないレスポンスステータスコードのページが保存されるようになるため、役に立つかもしれません。一方、"private" はレスポンスがひとりのユーザーのためのものであり、共有キャッシュに保存してはならないことを示します。ブラウザーのプライベートキャッシュは、この場合でもレスポンスを保存できます。</p>

<pre>
Cache-Control: private
Cache-Control: public
</pre>

<h4 id="Expiration" name="Expiration">有効期限</h4>

<p>このヘッダーでもっとも重要なディレクティブが、リソースが陳腐化していないと考えられる最長期間を表す "<code>max-age=&lt;seconds&gt;</code>" です。{{HTTPHeader("Expires")}} とは対照的に、このディレクティブはリクエストの時刻と関係があります。変更しない予定のアプリケーションのファイルには、たいてい積極的なキャッシュを行います。これは例えば画像、CSS ファイル、JavaScript ファイルといった静的なファイルが含まれます。</p>

<p>詳しくは、後述する <a href="#Freshness">鮮度</a> のセクションもご覧ください。</p>

<pre>
Cache-Control: max-age=31536000</pre>

<h4 id="Validation" name="Validation">検証</h4>

<p>"<code>must-revalidate</code>" ディレクティブを使用すると、キャッシュはリソースを使用する前に陳腐化の状態を検証しなければならず、また期限切れのリソースを使用するべきではありません。詳しくは、<a href="#Cache_validation">キャッシュの検証</a> のセクションをご覧ください。</p>

<pre>

Cache-Control: must-revalidate</pre>

<h3 id="The_Pragma_header" name="The_Pragma_header"><code>Pragma</code> ヘッダー</h3>

<p>{{HTTPHeader("Pragma")}} は HTTP/1.0 のヘッダーであり、HTTP レスポンスに特定されないためHTTP/1.1 の <code>Cache-Control</code> 一般ヘッダーを確実に置き換えるものではありません。しかし、リクエストで <code>Cache-Control</code> ヘッダーフィールドが省略された場合は <code>Cache-Control: no-cache</code> と同様に作用します。HTTP/1.0 クライアントとの後方互換用に限り、<code>Pragma</code> を使用してください。</p>

<h2 id="Freshness" name="Freshness">Freshness</h2>

<p>Once a resource is stored in a cache, it could theoretically be served by the cache forever. Caches have finite storage so items are periodically removed from storage. This process is called <em>cache eviction</em>. On the other side, some resources may change on the server so the cache should be updated. As HTTP is a client-server protocol, servers can't contact caches and clients when a resource change; they have to communicate an expiration time for the resource. Before this expiration time, the resource is <em>fresh</em>; after its expiration time, the resource if <em>stale</em>. Eviction algorithms often privileges fresh resources over stale resources. Note that a stale resource is not evicted or ignored; when the cache receives a request for a stale resource, it forwards this requests with a {{HTTPHeader("If-None-Match")}} to check if it isn't in fact still fresh. If so, the server returns a {{HTTPStatus("304")}} (Not Modified) header without sending the body of the requested resource, saving some bandwidth.</p>

<p>Here is an example of this process with a shared cache proxy:</p>

<p><img alt="Show how a proxy cache acts when a doc is not cache, in the cache and fresh, in the cache and stale." src="https://mdn.mozillademos.org/files/13771/HTTPStaleness.png" style="height:910px; width:822px" /></p>

<p>The freshness lifetime is calculated based on several headers. If a "<code>Cache-control: max-age=N</code>" header is specified, then the freshness lifetime is equal to N. If this header is not present, which is very often the case, it is checked if an {{HTTPHeader("Expires")}} header is present. If an <code>Expires</code> header exists, then its value minus the value of the {{HTTPHeader("Date")}} header determines the freshness lifetime. Finally, if neither header is present, look for a {{HTTPHeader("Last-Modified")}} header. If this header is present, then the cache's freshness lifetime is equal to the value of the <code>Date</code> header minus the value of the <code>Last-modified</code> header divided by 10.<br />
 The expiration time is computed as follows:</p>

<pre>
expirationTime = responseTime + freshnessLifetime - currentAge
</pre>

<p>where <code>responseTime</code> is the time at which the response was received according to the browser.</p>

<h3 id="Revved_resources" name="Revved_resources">Revved resources</h3>

<p>The more we use cached resources, the better the responsiveness and the performance of a Web site will be. To optimize this, good practices recommend to set expiration times as far in the future as possible. This is possible on resources that are regularly updated, or often, but is problematic for resources that are rarely and infrequently updated. They are the resources that would benefit the most from caching resources, yet this make them very difficult to update. This is typical of the technical resources included and linked from each Web pages: JavaScript and CSS files change infrequently, but when they change you want them to be updated quickly.</p>

<p>Web developers invented a technique that Steve Sounders called <em>revving</em><sup><a href="https://www.stevesouders.com/blog/2008/08/23/revving-filenames-dont-use-querystring/">[1]</a></sup>. Infrequently updated files are named in specific way: in their URL, usually in the filename, a revision (or version) number is added. That way each new revision of this resource is considered as a resource on its own that <em>never</em> changes and that can have an expiration time very far in the future, usually one year or even more. In order to have the new versions, all the links to them must be changed, that is the drawback of this method: additional complexity that is usually taken care by the tool chain used by Web developers. When the infrequently variable resources change they induce an additional change to often variable resources. When these are read, the new versions of the others are also read.</p>

<p>This technique has an additional benefit: updating two cached resources at the same time will not lead to the situation where the out-dated version of one resource is used in combination with the new version of the other one. This is very important when web sites have CSS stylesheets or JS scripts that have mutual dependencies, i.e., they depend on each other because they refer to the same HTML elements.</p>

<p><img alt="" src="https://mdn.mozillademos.org/files/13779/HTTPRevved.png" /></p>

<p>The revision version added to revved resources doesn't need to be a classical revision string like 1.1.3, or even a monotonously growing suite of number. It can be anything that prevent collisions, like a hash or a date.</p>

<h2 id="Cache_validation" name="Cache_validation">Cache validation</h2>

<p>Revalidation is triggered when the user presses the reload button. It is also triggered under normal browsing if the cached response includes the "<code>Cache-control: must-revalidate</code>" header. Another factor is the cache validation preferences in the <code>Advanced-&gt;Cache</code> preferences panel. There is an option to force a validation each time a document is loaded.</p>

<p>When a cached documents expiration time has been reached, it is either validated or fetched again. Validation can only occur if the server provided either a <em>strong validator</em> or a <em>weak validator</em>.</p>

<h3 id="ETags" name="ETags">ETags</h3>

<p>The {{HTTPHeader("ETag")}} response header is an <em>opaque-to-the-useragent</em> value that can be used as a strong validator. That means that a HTTP user-agent, such as the browser, does not know what this string represents and can't predict what its value would be. If the <code>ETag</code> header was part of response for a resource, the client can issue an {{HTTPHeader("If-None-Match")}} in the header of future requests – in order to validate the cached resource.</p>

<p>The {{HTTPHeader("Last-Modified")}} response header can be used as a weak validator. It is considered weak because it only has 1-second resolution. If the <code>Last-Modified</code> header is present in a response, then the client can issue an {{HTTPHeader("If-Modified-Since")}} request header to validate the cached document.</p>

<p>When a validation request is made, the server can either ignore the validation request and response with a normal {{HTTPStatus(200)}} <code>OK</code>, or it can return {{HTTPStatus(304)}} <code>Not Modified</code> (with an empty body) to instruct the browser to use its cached copy. The latter response can also include headers that update the expiration time of the cached document.</p>

<h2 id="Varying_responses" name="Varying_responses">Varying responses</h2>

<p>The {{HTTPHeader("Vary")}} HTTP response header determines how to match future request headers to decide whether a cached response can be used rather than requesting a fresh one from the origin server.</p>

<p>When a cache receives a request that can be satisfied by a cached response that has a <code>Vary</code> header field, it must not use that cached response unless all header fields as nominated by the <code>Vary</code> header match in both the original (cached) request and the new request.</p>

<p><img alt="The Vary header leads cache to use more HTTP headers as key for the cache." src="https://mdn.mozillademos.org/files/13769/HTTPVary.png" style="height:817px; width:752px" /></p>

<p>This can be useful for serving content dynamically, for example. When using the <code>Vary: User-Agent</code> header, caching servers should consider the user agent when deciding whether to serve the page from cache. If you are serving different content to mobile users, it can help you to avoid that a cache may mistakenly serve a desktop version of your site to your mobile users. In addition, it can help Google and other search engines to discover the mobile version of a page, and might also tell them that no <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Cloaking">Cloaking</a> is intended.</p>

<pre>
Vary: User-Agent</pre>

<p>Because the {{HTTPHeader("User-Agent")}} header value is different ("varies") for mobile and desktop clients, caches will not be used to serve mobile content mistakenly to desktop users or vice versa.</p>

<h2 id="See_also" name="See_also">関連情報</h2>

<ul>
 <li><a href="https://tools.ietf.org/html/rfc7234">RFC 7234: Hypertext Transfer Protocol (HTTP/1.1): Caching</a></li>
 <li><a href="https://www.mnot.net/cache_docs">Caching Tutorial – Mark Nottingham</a></li>
 <li><a href="https://developers.google.com/web/fundamentals/performance/optimizing-content-efficiency/http-caching">HTTP caching – Ilya Grigorik</a></li>
 <li><a href="https://redbot.org/">RedBot</a>, a tool to check your cache-related HTTP headers.</li>
</ul>