DevOps22일차 - 캐시

문한성·2023년 4월 7일
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부트캠프

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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

• 캐시 덕분에 캐시 가능 시간동안 네트워크를 사용하지 않아도 된다.
• 비싼 네트워크 사용량을 줄일 수 있다.
• 브라우저 로딩 속도가 매우 빠르다.
• 빠른 사용자 경험


이렇게 되면 응답을 받았을 때 브라우저 캐시에 해당 응답 결과를 저장하며 이는 60초간 유효합니다.
이제 두 번째 요청에선 캐시를 우선 조회하게 됩니다.
캐시가 존재하고 아직 60초가 지나지 않아 유효한 캐시라면 해당 캐시에서 데이터를 가져옵니다.


캐시 시간 초과

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

만약 캐시의 유효시간이 초과한다면 어떻게 될까요?
이 경우에는 다시 서버에 요청을 하고 60초간 유효한 logo.jpg 이미지를 응답받습니다.
이때 다시 네트워크 다운로드가 발생하게 됩니다.

검증 헤더와 조건부 요청

캐시 시간 초과

• 캐시 만료후에도 서버에서 데이터를 변경하지 않음
• 생각해보면 데이터를 전송하는 대신에 저장해 두었던 캐시를 재사용 할 수 있다.
• 단 클라이언트의 데이터와 서버의 데이터가 같다는 사실을 확인할 수 있는 방법 필요

검증 헤더 Last Modified를 이용해 캐시의 수정시간을 알 수 있습니다.
Last Modified는 데이터가 마지막으로 수정된 시간 정보를 헤더에 포함합니다.
이로 인해 응답 결과를 캐시에 저장할 때 데이터 최종 수정일도 저장됩니다.



서버의 해당 자료의 최종 수정일과 비교해서 데이터가 수정이 안되었을 경우 응답 메시지에 이를 담아서 알려줍니다.
이때 HTTP Body는 응답 데이터에 없으며 상태 코드는 304 Not Modified로 변경된 것이 없다는 뜻입니다.
그래서 전송 데이터에 바디가 빠졌기 때문에 헤더만 포함된 0.1M만 전송됩니다.
클라이언트에서는 해당 응답을 받은 뒤 캐시를 갱신해 주고 다시 일정 시간(60초) 동안 유효하게 됩니다.

• 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

Last-Modified, If-Modified-Since의 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!

ETag와 If-None-Match의 작동 방식은 이렇습니다.
서버에서 헤더에 ETag를 작성해 응답합니다.
클라이언트의 캐시에서 해당 ETag 값을 저장합니다.



만약 캐시 시간이 초과돼서 다시 요청을 해야 하는 경우라면 이때 ETag 값을 검증하는 If-None-Match를 요청 헤더에 작성해서 보낸다.

서버에서 데이터가 변경되지 않았을 경우 ETag는 동일하기에 그래서 If-None-Match는 거짓이 됩니다.
이 경우 서버에서는 304 Not Modified를 응답하며 이때 역시 HTTP Body는 없습니다.
브라우저 캐시에서는 응답 결과를 재사용하고 헤더 데이터를 갱신합니다.

ETag와 If-None-Match를 정리

• ETag만 서버에 보내서 같으면 유지, 다르면 다시 받기!
• 캐시 제어 로직을 서버에서 완전히 관리
• 클라이언트는 단순히 이 값을 서버에 제공(클라이언트는 캐시 메커니즘을 모름)

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 안됨 (메모리에서 사용하고 최대한 빨리 삭제)

Pragma : 캐시 제어

• Pragma: no-cache
• HTTP 1.0 하위 호환

Expires : 캐시 만료일 지정

• 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

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기록하고 공유하려고 노력하는 DevOps 엔지니어

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