这篇博文笔者构思了很久，当然也写了很久，发现想到和写出来完全两码事，写下来会更深刻些弄清很多模糊概念。看张图

环境：win7 32 + apache2.2 + php5.28 +  5.1.49-community + chrome 22.0.1

一、    浏览器端缓存

要利用浏览器缓存则要先了解http协议内容，这里主要利用http协议头部header的一些头域名，主要“Expires”，“Etag”，“Last-Modified”；

先看张原理图：

当然还有其他http头域上图没说明，要详细点了解http协议和不同浏览器4个浏览器操作的解释可以移步：

http://www.phpben.com/?post=77

还有如何通过浏览器监听http请求(笔者喜欢用chrome)：

http://www.phpben.com/?post=76

ps:下面给出的http请求头部监听结果都是在chrome浏览器下的结果

1、先来了解几个问题

(1)在没任何缓存情况下。浏览器请求一个页面发送http请求不止一次，要根据页面中uri资源个数而定。

在http协议中，浏览器第一次处理服务器返回web内容的时候，也就是浏览器还没任何缓存的时候，向服务器发送http请求数是多个，也就是说浏览器不是一次处理完一个页面中所有uri资源。

百度首页部分http请求图：

你会发现status(状态行)都是200，size内容都是笫一次加载。

注意：测试时要确保没缓存，仅仅在浏览器清除是不彻底的，要到相应缓存库中删除所有，如笔者路径的：C:\Users\benwin\AppData\Local\Google\Chrome\User Data\Default\Cache ，否则你会看到如下(这是第二次刷新，浏览器已有缓存)

这也是一些前端强调写css的时候把一些图标，按钮图片合成一张用background-position定位坐标，这样加载时只请求一次则把所有图标加载完。

(2)apache对处理静态文件和动态文件返回头部信息有所不同。

Apache对于浏览器请求html、css、js、图片等文件时返回头部信息时会自动加上etag(apache默认打开)，last-modified头域，而动态文件如php后缀文件则不会，除非php文件代码中加入header("Expires: …")、header("Last-modified:…")、header("Etag…")。

代码：

加载效果和监听结果图：

(3)浏览器利用expires头域和last-modified或etag的一个不同点。对于expires是先检查是否过期决定是否发请求；后两者是会发http请求给服务器，服务器判断是重新解析返回结果还是直接不用重新解析只返回304 Not Modified告诉浏览器请求内容没改变可以用原来的缓存。

Expires:浏览器在服务器首次返回http头中若有expires头域且有效则缓存内容，第二次发请求前会先根据expires是否过期来决定是否发请求，没过期则不会发请求，而是从浏览器缓存中拿数据，如下图没过期的http监听效果图：

上图status 200变白，和size显示from cache。过期则重新发http请求

last-modifie:第一次请求服务器返回last-modified，浏览器第二次发请求前向服务器发If-Modified-Since(值是last-modified返回的值)，服务器根据If-Modified-Since来判断文件是否修改来做不同反应，如果If-Modified-Since相同则返回 304 Not Modified,否则服务器发新的last-modified回去。浏览器第i次对于last-modified的处理和第二次相同。

Etag:浏览器对etag处理和对last-modified处理一样，只不多(last-modified，If-Modified-Since)配对，(etag，If-None-Match)配对。

2、常见的缓存方法。

(1)使用http Expires头域的时间缓存(有个有趣的情况)

如下面告诉浏览器一小时过期代码：

适用范围：静态页面html如一些新闻网内容页

笔者发现个有趣的事情：

代码1：

http监听结果1：

代码2：

http监听结果2：

笔者结论：

两个Expires结果因为session_start();的顺序不同结果不同。

header('Expires:'.date('D, d M Y H:i:s \G\M\T', time()+60));当后面有session_start();的时候，Expires会被改写成Expires:Thu, 19 Nov 1981 08:52:00 GMT，也就是Expires会被重写，也可以说是优先级别高，所以要在有session情况使用Expires所以要注意顺序问题，这里也说明expires方法在某种程度上不是很适合于动态页面-----话说笔者在这里吃了不少苦头

(2)使用http last-modified和if-modified-since 头域的时间缓存

实现代码：

为什么要考虑两种情况(话说笔者以为是php一个bug后来检测了不是)。

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环境：apche2.2+php5.2.8  和apache2.2+php5.3.3 和apache2.2+php5.4.7

测试(1)

代码：

怎么多8小时了呢？

utc时间=gmt时间

utc时间+8小时=prc时间=北京时间(是不是忘记了？)

而的结果也是类似多8小时

所以如果你服务器time.zone设置utc没问题，但如果不是，则像以下代码是不起作用的

因为time()-strtotime($_SERVER['HTTP_IF_MODIFIED_SINCE'])已经是负数

根本原因：strtotime()函数转化成时检测到“GMT”然后在time.zone=prc配置下 所以加上八小时，所以出现多八小时的情况。

所以说不要随便复制网上的代码。

原来以为是php的一个bug所以检测几个版本，后来发现去掉“GMT”后正常了.

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提问：为什么要在代码加上这个，apache或其他服务器本来不是有判断自己返回？

回答：前面提到apache服务器对待动态页面和html的不一样，不会自动加上Last-Modified返回给浏览器，加上用户不停刷新(或按F5)，那apache则只解析运行到上面段代码后停止，返回304给浏览器，浏览器用回缓存。

适合范围：一般在php文件里这段代码和expires头域一起用，这样既能在浏览器端减少发请求，也能在服务器端减少运行代码量从而提高性能。

值得一提：此方法在服务器集群的时候仍然适合使用，这个是Etag和if-none-match的鸡肋来的。

(3)使用Etag和if-none-match头域的缓存

Apache对于etag头部是默认开启的，且会给html、js、css等静态文件自动返回，动态如php文件默认没有，像Last-Modified一样需要加上代码。

不同服务器返回的etag格式不同。

Apche默认FileETag INode Size MTime来设置etag包含的内容。

1)INode表示文件的索引节数被包含在内

2)Size表示文件的字节数被包含在内

3)MTime表示文件的最后修改时间包含在内

4)All表示包含INode Size MTime

5)None表示如果一个文档是基于文件的，不在回应中包含任何ETag域

如“50000000536da-311-488a45c786210” 50000000536da是INode，311是字节数，488a45c786210是MTime

注意：

如果包含INode Size MTime三者，不管“FileETag INode Size MTime”语句3个顺序如何，apache生成的顺序都是按照 INode-Size-MTime顺序

常见代码：

以上代码就是last-modified的复制，last-modified能用到的时候上面代码可以用。

适用范围：动静态页面，单服务器模式。不适合集群服务器.

是否矛盾：前面说last-modified在集群的时候可以用，又说不适合集群服务器，岂不是矛盾，那就要看etag的鸡肋

如一个站有两台server1和server2两台服务器，假如php文件中没上面代码(有的话就是last-modified的复制了)

1)在负载均衡的情况下首先server1处理静态文件是否自动返回了etag值10000000536db-44c2-4cd59ff9c752c

2)然后第二次请求时候负载均衡到server2，因为第一次的时候server2并没有记录到10000000536db-44c2-4cd59ff9c752c这个值，所以不能判断而是生成属于自己的etag值，这样etag值10000000536db-44c2-4cd59ff9c752c起不了作用了。如果服务器集群很庞大的时候就成了鸡肋了。

但是如果自动加上上面的代码，不过那台服务器处理，还是要执行代码，所以起作用了。

二、    利用apache服务器端缓存和加速

(1)启用apache缓存模块 mod_expires

启用动态加载模块mod_expires.so，启用该模块apache会根据你设定的配置规则返回相应expires和cache-control头域，相当于代码: header('Expires:' ...); header('Cache-Control: max-age=second ');

优点：

1)比起last-modified和etag头域减少http请求,从而减服务器和宽带负担

2)可以适用服务器集群，并没有etag鸡肋问题

示例代码例说：

在apache配置文件httpd.conf中加入：

其中

LoadModule expires_module modules/mod_expires.so 动态加载缓存模块mod_expires.so；ExpiresActive On表示激活缓存

access表示允许缓存

plus表示后面必须是整数

seconds、minutes、days、months、years就不用说了，还有单位单复数要求不严格

还有3种语法：

1)ExpiresByType text/css "a60"相当于ExpiresByType text/css  "access plus 1 minute"

上面代码按照这种语法如下：

2)ExpiresByType text/css "m60"表示文件最后修改的60秒过期，m等同于modification

3)ExpiresDefault这个表示默认文档类型文件缓存

这种写法主要补上其他非文档类型的缓存

服务器生成效果

语句：

服务器处理mime类型是text/css也就是css文件时，效果等同于php语句：

浏览器端显示头域如下：

注意事项：

1)Cache-Control: max-age=3600级别比Expires: Fri, 09 Nov 2012 05:37:22 GMT高，也就是浏览器检查到有max-age且有效会忽略Expires

2) ExpiresByType text/js "access plus 1 days"对于js文件是不起作用的，其中text/js改成application/javascript

3) ExpiresByType application/x-javascript "access plus 1 days"这个类型是mime非正规类型，有些网站用到，考虑代码移植性加上去

4) ExpiresByType image/jpg "acess plus 1 hours"这样不起作用，其中的image/jpg应该改成image/jpeg，这里就不贴测试内容了。

更多mod_expires 语法、作用域等信息查看手册：

http://www.phpchina.com/resource/manual/apache/mod/mod_expires.html

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(2)启用apache header模块 mod_headers

mod_expires设置缓存是为每重mime文件设置缓存时间，多且烦，要简短的话则可以启用apache mod_headers模块，而且mod_expires设置效果只能等效于http头cache-control和expires头域，mod_headers则可以设置、更改、删除http头所有头域，范围更广。这里只讲mod_headers模块的header指令

header指令格式：

header set 头域 value

value的的格式根据头域而变化，请看下面一个例子

在httpd.conf里加入

上面代码第一行表示服务器匹配客户端请求文件的后缀是pdf|swf|js|css|gif|jpeg|jpg|png|flv|ico|html则设置cache-control max-age=604800 让浏览器缓存这些文件1天

当然还可以设置其他头域如：

Header set Last-Modified  "Thu, 10 Jun 2010 03:10:14 GMT"

Header set Expires  "Thu, 10 Jun 2012 03:10:14 GMT "

优点：

1)可以任意增删改header头部

2)设置代码简洁

3)因为可以根据后缀设置，所以可以为动态页面设置头域名

4)前面介绍到的etag、last-modified、和mod-Expires模块功能都可以涵盖(v5)

缺点：

Last-Modified, Expires不能动态变化，只能设定某个值，则需要人为的根据项目需求不断修改相应的值，没代码header('Expires:'.date('D, d M Y H:i:s \G\M\T', time()+60));那么灵活。

注意：因为apache匹配后缀，则像jpeg、jpe这些同mime类型的不同后缀文件都要填如filematch里面

更多mod_expires 语法、作用域等信息查看手册：

http://www.phpchina.com/resource/manual/apache/mod/mod_headers.html

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(3)启用apache压缩模块 mod_deflate

在httpd.conf加入

监听http头会多一个头域：

Accept-Encoding: gzip,deflate,sdch

说明压缩有效了。

优点：

减少宽带加快速度

更多mod_deflate 语法、指令、作用域等信息查看手册：

http://man.chinaunix.net/newsoft/Apache2.2_chinese_manual/mod/mod_deflate.html

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(4)启用apache模块 mod_cache

前面提到的mod_expires和mod_headers(缓存部分)都是apache根据http协议返回相应的缓存头域(cache-control、Expires、etag、last-modified)给服务器，让客户端的浏览器使用缓存达到加速优化的效果，而mod_cache模块则是在apache端缓存数据从而达到优化的目的。前两者从客户端缓存考虑，后者是服务器端考虑。

相比起来后者可以把同一页面user one 产生的缓存返回给user two

mod_cache一般结合模块mod_mem_cache(基于内存缓存管理模块，把数据缓存进主存)或mod_disk_cache(基于磁盘的缓冲管理器，把数据缓存进磁盘)

1) mod_mem_cache

注意：

l  MCacheMaxObjectCount > MCacheMinObjectSize

l  MCacheMaxObjectSize和MCacheMinObjectSize值的确定根据folderName里内容确定

l  CacheDefaultExpire值需要根据web访问强度，峰值等影响因素，一般需要不断测试

2) mod_disk_cache

更多查看手册：

http://man.chinaunix.net/newsoft/Apache2.2_chinese_manual/mod/mod_cache.html

三、    Php代码入手

(1)css 背景图片尽量合成一张图，用background-image and background-position定位图片，从而减少http请求数，且避免css表达式尽量避免。

(2)css文件放在页面的前面，js文件放在后面。很容想到css是布局用得，让用户最先看到网页的内容js一般是内容齐全后才用到。这样用户觉得速度快很多，加载js的时候网页的布局已经好了，虽然事实上不是。

(3)ajax如果不是大数据，多cookies不用用post而是用get，因为post会发送两次tcp包，第一个发送头部，第二个才是内容。

(4)$bloger=$benwin . 'phpben.com ';代替$bloger= "$benwin phpben.com";

(5) if ("" == $var)代替if ($var == "")

(6)explode()代替split()

(7)$len=count('benwin');for($i=0;$i<$len;$i++)代替for($i=0;$i< count('benwin');$i++)

(8)正则匹配尽量少用“*”

(9)$i+=1;代替$i=$i+1;

(10)if(!isset($bloger{5}))代替if(strlen($bloger)<5)

(11)echo $bloger, ':', 'benwin';代替echo $bloger. ':'. 'benwin';

(12)避免重复代码，写成一个函数调用

(13)手动unset释放内存，特别是大数组，大对象，及时unset,而不是等脚本执行完自动回收

(14)数据库连接用完记得关闭

(15)抑制错误符号@尽量少用

更多可以看看：

雅虎优化35条：http://developer.yahoo.com/performance/rules.html  (非永久)

Php性能测试：http://maettig.com/code/php/php-performance-benchmarks.php (非永久)

四、    建立文件缓存

文件缓存在某种程度上有点想apache mod_disk_cache模块，一般都包缓存写在磁盘文件里，等用户访问的时候先判断是否存在缓存，存在者直接读取缓存返回，否则则写入新的缓存。不同的mod_disk_cache是这些事情读取操作apache帮你完成，而这里说的文件缓存是需要程序员按照自己根据程序功能，以自己的经验，熟悉的算法规划出一定的缓存机制。

现在不同公司都会自己写自己的文件缓存机制，包括一些大开源php系统比如phpcms、ecshop、phpwind、dedecms等，导致在php文件缓存机制方面没什么统一(smarty算统一一个)如ecshop改写smarty的缓存机制，phpcms只要三个类库pc_base 和cache_factory cache_file_class.php

(1)文件缓存机制一般需要考虑的几个环节。

写(write_cache)，读(read_cache)，删(delete_cache)，重写(rewrite_cache)

(2)要考虑的几个问题：读写涉及的文件唯一，数据锁定，缓存时间

1)单目录文件缓存，网站中所有静态页面(html)，动态页面(sort.php?id=11)都保存在一个页面。为了方便读取，相互缓存文件之间的文件名必须唯一，第一时间想到md5(url)加密后作为文件名，或则自己写一个hash算法生成文件名。文件名是否有点长？

2)多层目录文件缓存

这种比较常见，一般根据不同模块，不同分类来建立缓存目录，然后这里肯定涉及到配置问题，读写的时候根据哪个目录，这时你的缓存类就需要配置、路径转换等问题了。

Module1/sort.php?id=11这样的路径则可以把缓存写入Module1文件夹的sort_11.php

3)锁定一般用到互斥锁，读不能写，写不能读

4)设置缓存时间。

在读的时候判断缓存文件什么时候创建(或最后一次修改)，和当前时间相比如过期则重新生成缓存。还有一种方法是把缓存过期时间写入缓存文件的第一行或最后一行，读取内容是截取出来判断

5)数据完整性

笔者再做ecshop开发的时候曾经遇到缓存文件在写入的时候没完整写入(系统崩溃、断电等原因)，读出来的数据肯定是不完整。解决这问题一种方法可以加入类型mysql redo的机制，专门用一个文件保存写入的信息包括写入时间，路径，内容，缓存时间，是否完整写入，否则重写入。还有一种笔者较喜欢的是，可以在写入文件末尾加上一个“判断量”比如加上“[phpben.com]”，在读取的时候先判断文件是否有该变量，有则是完整的，否者则删除或重写。后一种方法没那么复杂，容易实现。

(3)实现环节简述

这里是简单说下流程，没具体实现，具体实现可以googel以下或看开源系统(一般穿插很多内容)

1)配置环节，set_config，主要是一些缓存路径path，默认缓存时间，是否开启互斥锁等操作 function set_config (path=defaultPath,expire=defaultTime,isLock=ture,…)

2)have_cache(fil_name)用于调用时判断文件中是否有缓存，有则通过read_cache读取缓存，否则执行文件且写入缓存write_cache

3)写环节(write_cache)，判断文件是否存在，不存在则创建(注意权限)，根据规则生成缓存文件的名字(同目录下必须唯一)，具体算法可以md5(url)，sort.php?id=11改成sort_11.php等等。内容中是加入缓存时间，加入完整写入判断，当然肯定写入缓存内容。锁是否锁定等

function write_cache(filName,filContent,expire,…)

4)读环节 read_cache，按照规则生成文件名和路径，锁定文件，读取文件，判断文件是否过期，过期则删除，否则继续判断文件是否是完整写入文件(很多没这个功能)，完整则返回数据,否则返回

functions read_cache(filName,…)

5)重写环节，更新了数据则需要重写，和写环节一样，一般触发此环节都是人为触发。

上面说的是实现环节

ps:具体缓存机制时函数名肯定是花样百出，还有许多细节东西是写不出来的，这也是问什么文件缓存并没有设计模式哪有有统一的模式的原因。

五、    优化Mysql加速

关于mysql可以看笔者另外一篇文章：http://www.phpben.com/?post=74

六、    Memcache和Redis

这两个篇幅太大了且很重要的缓存模块，笔者以后会独立总结和介绍。

至于那个比较好和趋势：

引用黑夜路人前辈的一句话(此话鸟哥也转发)：

“在互联网开发领域，Redis + MongoDB (MySQL) 的模式正在逐步取代 Memcached + MySQL 的模式，就像曾经 Apache + PHP(mod_php) 的模式逐步已经被 Nginx + PHP(php-fpm) 在取代一样，这个是技术历史发展的逐步行进”

七、    Opcode加速器

有了解过php源码的会知道，Zend引擎执行php代码经过以下阶段

而php每次执行都要经过这些步骤，然后opcode加速器(缓存)就产生了，从而加快速度。

老实说，笔者本着专研的精神，以后在这方面可是要加把劲了(^_^)。ps：图片来自鸟哥博客。

现在比较多的加速器有：apc、Xcache、eAccelerater、facebook开发的HipHop VM

八、    LVS、TFS、BFS、Hadoop

建议继续学习：

1. 浅析http协议、cookies和session机制、浏览器缓存    (阅读：15810)
2. 分布式缓存系统 Memcached 入门    (阅读：14729)
3. 强制刷新本地 DNS 缓存记录    (阅读：9250)
4. Web应用的缓存设计模式    (阅读：5889)
5. 浏览器缓存机制    (阅读：5779)
6. 缓存设计的一些思考    (阅读：5738)
7. 谈冷热数据    (阅读：5767)
8. 使用memc-nginx和srcache-nginx构建高效透明的缓存机制    (阅读：5710)
9. 系统架构的一些思考    (阅读：5622)
10. Ubuntu工作机使用FlashCache技术加速    (阅读：5266)