Conceiot de Cache

Cache é uma camada de armazenamento temporário de alta velocidade que armazena dados frequentemente acessados, reduzindo a necessidade de buscá-los repetidamente na fonte original. Em sistemas computacionais modernos, o cache é implementado tipicamente com tecnologias como SRAM, que oferece acesso mais rápido em comparação à memória principal baseada em DRAM.

Cache no Contexto Web

O cache web funciona como uma camada intermediária entre o servidor e o cliente, armazenando cópias de recursos como páginas HTML, imagens, scripts JavaScript e dados JSON. Quando uma requisição chega, o mecanismo de cache avalia se possui uma cópia válida do recurso solicitado. Em caso afirmativo, a resposta é entregue diretamente ao cliente sem necessidade de consultar o servidor de origem.

Classificação do Cache Web

• Cache no lado do cliente: Cache do navegador
• Cache no lado do servidor: Nginx, Redis, Memcached, Varnish, entre outros

Cache de Navegador

O cache do navegador armazena localmente recursos previamente carregados, permitindo que acessos subsequentes à mesma URL sejam atendidos sem novas requisições à rede. Isso resulta em carregamento mais rápido das páginas e menor consumo de recursos do servidor.

Benefícios do Cache de Navegador

• Implementação de baixo custo
• Redução do consumo de largura de banda
• Diminuição da carga no servidor
• Menor latência e carregamento mais rápido das páginas

Fluxo de Execução do Cache de Navegador

Os principais cabeçalhos HTTP relacionados ao cache são:

O fluxo completo funciona da seguinte forma:

1. Na primeira requisição, o navegador não possui cache local, então envia a solicitação ao servidor.
2. O servidor processa a requisição e retorna o status 200 junto com os cabeçalhos de cache apropriados.
3. Nas requisições subsequentes, o navegador verifica se possui uma cópia em cache do recurso solicitado.
4. Se não houver cache local, o processo volta ao passo 2.
5. Se existir cache, o navegador verifica a validade baseando-se no cabeçalho Expires.
6. Caso o cache não tenha expirado, o recurso é servido diretamente do armazenamento local.
7. Se o cache expirou, o navegador verifica se o recurso foi modificado no servidor.
8. Essa verificação é feita através dos cabeçalhos ETag e Last-Modified.
9. Se o recurso não foi alterado, o servidor retorna o status 304 Not Modified e o navegador utiliza o cache local.
10. Se houve modificação, o servidor retorna o recurso atualizado com status 200 e novas informações de cache.

Diretivas de Cache no Nginx

Diretiva expires

A diretiva expires controla o comportamento do cache, definindo os valores dos cabeçalhos HTTP Expires e Cache-Control nas respostas.

Sintaxe:

expires [modified] tempo;
expires epoch | max | off;

Valor padrão:

expires off;

Contexto: http, server, location

Exemplo de configuração:

server {
    listen 80;
    server_name exemplo.com;

    location /assets/ {
        root /var/www/site;
        expires 30d;
        add_header Cache-Control "public";
    }

    location /api/ {
        root /var/www/site;
        expires -1;
        add_header Cache-Control "no-store, no-cache, must-revalidate";
    }

    location /imagens/ {
        root /var/www/site;
        expires max;
    }
}

Diretiva add_header

A diretiva add_header permite adicionar cabeçalhos personalizados às respostas HTTP.

Sintaxe:

add_header nome valor [always];

Valor padrão: nenhum

Contexto: http, server, location

O parâmetro always garante que o cabeçalho seja adicionado independentemente do código de status da resposta.

Valores de Cache-Control

O cabeçalho Cache-Control aceita as seguintes diretivas: