캐시와 조건부 요청
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캐시 기본 동작
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캐시가 없을 때
- 해당 요청과 응답을 반복할 때마다 전체 데이터를 전송
- 데이터가 변경되지 않아도 계속 네트워크를 통해서 데이터를 다운로드 받아야 한다.
- 인터넷 네트워크는 매우 느리고 비싸다.
- 브라우저 로딩 속도가 느리다.
- 느린 사용자 경험
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캐시가 있을 때
- 캐시를 적용해서 요청을 하면,
- 응답 결과를 브라우저 캐시에 저장한다.
- 그리고 다시 요청을 하면 브라우저 캐시에서 유효 시간을 검증하고 유효하면,
캐시에서 조회해서 가져온다. - 캐시 덕분에 캐시 가능 시간동안 네트워크를 사용하지 않아도 된다.
- 비싼 네트워크 사용량을 줄일 수 있다.
- 브라우저 로딩 속도가 매우 빠르다.
- 빠른 사용자 경험
- 캐시를 적용해서 요청을 하면,
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캐시 시간 초과
- 캐시가 초과하면 서버로 다시 요청을 하고,
- 캐시 유효 시간이 초과하면, 서버를 통해 데이터를 다시 조회하고, 캐시를 갱신한다.
- 이때 다시 네트워크 다운로드가 발생한다.
- 캐시가 초과하면 서버로 다시 요청을 하고,
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검증 헤더와 조건부 요청 1
1) 캐시 시간 초과
- 캐시 유효 시간이 초과해서 서버에 다시 요청하면 다음 두 가지 상황이 나타난다.
- 서버에서 기존 데이터를 변경함
- 서버에서 기존 데이터를 변경하지 않음
- 기존 데이터를 변경했을 때는 새롭게 데이터가 가고 생성되니까 괜찮지만,
데이터를 변경하지 않을때는 캐시를 재사용할 수 있으니까,
클라이언트의 데이터와 서버의 데이터가 같다는 사실을 확인할 수 있는 방법 필요
- 클라이언트가 요청을 하면 서버에서는 Last-Modified를 통해 데이터의 최종 수정일을 전송한다.
- 그럼 브라우저 캐시에 Last-Modified가 저장되고,
- 캐시 시간이 초과되어도 클라이언트가 서버로 다시 요청을 할때 if-modified-since를 같이 보내고,
- 클라이언트와 서버는 최종 수정일을 비교한다.
- 그리고 최종 수정일이 같으면 성공적으로 반환 됐지만, 데이터는 바뀌지 않았다고 304 Not Modified를 보낸다. (Body 빼고, Header만 보냄)
- 클라이언트가 요청을 하면 서버에서는 Last-Modified를 통해 데이터의 최종 수정일을 전송한다.
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 2
1) 검증 헤더
- 캐시 데이터와 서버 데이터가 같은지 검증하는 데이터
- Last-Modified , ETag
2) 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
3) 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)
4) 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
5) 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!
- ETag를 브라우저로 보내면
- 응답 결과를 브라우저 캐시에 저장한다.
- 만약 두번째 요청을 했을 때 캐시가 초과됐다면,
- 브라우저 캐시가 가지고 있는 ETag를 IF-None-Match를 통해 확인한다.
- 이때 브라우저 캐시의 ETag의 서버와 ETag를 비교하고,
- 같으면 304를 보낸다. (Body x, Header만 전송)
- ETag를 브라우저로 보내면
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)
- 애플리케이션 배포 주기에 맞추어 ETag 모두 갱신
캐시와 조건부 요청 헤더
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캐시 제어 헤더
1) 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)
2) Pragma - 캐시 제어(하위 호환)
- Pragma: no-cache
- HTTP 1.0 하위 호환
3) 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
- max-age > Expires
- Cache-Control: max-age
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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
- 검증 헤더 (Validator)
프록시 캐시
- 원 서버는 미국에 있는 서버로, 한국에 있는 클라이언트가 원 서버에 요청하면 미국에 있는 서버에서 응답을 한다.
- 근데 프록시 서버를 두면, 한국 어딘가에 프록시 캐시 서버가 위치하게 되고, 한국에서 여러 클라이언트가 서버로 요청하면 프록시 캐시로 요청이 가게 되고, 원 서버인 것처럼 응답을 한다.
- 이렇게 사용하면 응답속도는 보다 더 빨라진다.
- 그리고 프록시를 통해서 받아온 정보는 기본으로 private로 저장되기 때문에 요청한 클라이언트만 확인할 수 있다. 오류가 나서 다시 요청을 해도 전에 있던 캐시가 없기 때문에 과거의 캐시정보가 다시 뜨는 오류가 없다.
기타 - 캐시 지시어(directives)
- Cache-Control: public
- 응답이 public 캐시에 저장되어도 됨
- 응답이 public 캐시에 저장되어도 됨
- Cache-Control: private
- 응답이 해당 사용자만을 위한 것임, private 캐시에 저장해야 함(기본값)
- 응답이 해당 사용자만을 위한 것임, private 캐시에 저장해야 함(기본값)
- Cache-Control: s-maxage
- 프록시 캐시에만 적용되는 max-age
- 프록시 캐시에만 적용되는 max-age
- Age: 60 (HTTP 헤더)
- 오리진 서버에서 응답 후 프록시 캐시 내에 머문 시간(초)
- 오리진 서버에서 응답 후 프록시 캐시 내에 머문 시간(초)
- Cache-Control: public
캐시 무효화
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Cache-Control - 확실한 캐시 무효화 응답
- Cache-Control: no-cache, no-store, must-revalidate
1) Cache-Control: no-cache
- 데이터는 캐시해도 되지만, 항상 원 서버에 검증하고 사용(이름에 주의!)
- 근데 순삭적으로 네트워크가 단절되면 당연히 원 서버로의 접근은 불가하고, 에러를 내기 보단 기존에 출력했던 데이터를 출력한다.
- 이게 맞는 말일까? 은행과 관련하여 업무를 하고 있었는데 서버 접근이 안된다고 전에 거래했던 개인정보를 출력하면 안전하게 사용할 수 있을까? 아니다.
- 이게 맞는 말일까? 은행과 관련하여 업무를 하고 있었는데 서버 접근이 안된다고 전에 거래했던 개인정보를 출력하면 안전하게 사용할 수 있을까? 아니다.
2) Cache-Control: must-revalidate
- 그래서 이렇게 캐시 만료후 최초 조회시 원 서버에 검증하도록 해야한다.
- 또한 원 서버 접근 실패시 반드시 오류가 발생해야한다. - 504(Gateway Timeout)
- must-revalidate는 캐시 유효 시간이라면 캐시를 사용함
3) Cache-Control: no-store
- 데이터에 민감한 정보가 있으므로 저장하면 안됨 (메모리에서 사용하고 최대한 빨리 삭제)
까먹지말자