모든 개발자를 위한 HTTP 웹 기본 지식(7) - HTTP 헤더2 (캐시와 조건부 요청)

❤️ HTTP 헤더2 - 캐시와 조건부 요청

캐시

: 데이터나 값을 미리 복사해 놓는 임시 장소

📝 캐시 기본 동작

• 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

  • 
  • HTTP 헤더에 cache-control을 넣어준다 → 캐시가 유효한 시간(초)
  • 응답 결과를 캐시안에 저장한다
  • 캐시 가능 시간동안 네트워크를 사용하지 않아도 된다
  • 비싼 네트워크 사용량을 줄일 수 있다
  • 브라우저 로딩 속도가 매우 빠르다
  • 빠른 사용자 경험

• 캐시 시간 초과

  • 서버를 통해 데이터를 다시 조회하고, 캐시를 갱신한다
  • 이때 다시 네트워크 다운로드가 발생한다

📝 검증 헤더와 조건부 요청

캐시 유효 시간이 초과해서 서버에 다시 요청하면 다음 두 가지 상황이 나타난다

    1. 서버에서 기존 데이터를 변경 (❤️ → 💙)
    2. 서버에서 기존 데이터를 변경하지 않음 (❤️)

🤔 2번째 상황에서의 문제점

    - 똑같은 데이터가 갱신됨
    - 캐시 만료 후에도 서버에서 데이터를 변경하지 않았기 때문에 캐시를 갱신하는 것은 불필요

✅ 해결 방법

    - 저장해 두었던 캐시를 재사용
    - 단, 클라이언트의 데이터와 서버의 데이터가 같다는 사실을 확인할 수 있는 방법 필요

    → 검증 헤더와 조건부 요청

📌 검증 헤더

• 캐시 데이터와 서버 데이터가 같은지 검증하는 데이터
• Last-Modified, ETag

📌 조건부 요청 헤더

• 검증 헤더로 조건에 따른 분기
• if-Modified-Since, if-Unmodified-Since : Last-Modified 사용
• if-None-Match, if-Match : ETag 사용
• 조건이 만족하면 200 OK
• 조건이 만족하지 않으면 304 Not Modified

📌 Last-Modified, If-Modified-Since

• 1초 미만 단위로 캐시 조정이 불가능
• 날짜 기반의 로직 사용
• 단점
  • 데이터를 수정해서 날짜가 다르지만, 같은 데이터를 수정해서 데이터 결과가 똑같은 경우
    → 다시 데이터를 불러옴 (날짜가 달라, 데이터가 수정되었다고 인식)
  • 서버에서 별도의 캐시 로직을 관리 불가 → 이런 경우에는 ETag 사용

📌 ETag, If-None-Match

• ETag(Entity Tag)
• 캐시용 데이터에 임의의 고유한 버전 이름을 달아둠  
  ex) ETag: "v1.0", ETag: "a2jiodwjekjl3"
• 데이터가 변경되면 이 이름을 바꾸어서 변경(Hash를 다시 생성)
  ex) ETag: "aaaaa" -> ETag: "bbbbb"
• 진짜 단순하게 ETag만 보내서 같으면 유지, 다르면 다시 받기

🔎 Last-Modified를 사용한 검증 헤더와 조건부 요청

• 
• Last-Modified추가 → 데이터가 마지막에 수정된 시간
• 캐시에 데이터와 함께 데이터의 최종 수정일 저장
• 캐시 시간 초과 시, 요청 헤더에 if-modified-since추가 (조건부 요청) → 캐시가 가지고 있는 데이터 최종 수정일
• 서버에서는 각 데이터 최종 수정일을 비교하여 데이터 수정 여부를 검증
• 데이터가 수정되지 않았을 경우
  • 304 Not Modified 헤더만 전송, HTTP Body 전송 X → 네트워크 부하 감소
    
• cache-control갱신 후 응답 결과를 재사용, 헤더 데이터 갱신

🔎 ETag를 사용한 검증 헤더와 조건부 요청

• 첫번째 요청 응답 결과에 ETag를 추가
  
• 캐시 데이터와 함께 ETag저장
• 캐시 시간 초과 시, 요청 헤더에 if-None-Match추가 (조건부 요청) → 캐시가 가지고 있는 ETag
  
• 서버에서는 각 ETag를 비교하여 데이터 수정 여부를 검증
• 데이터가 수정되지 않았을 경우
  • 304 Not Modified 헤더만 전송, HTTP Body 전송 X → 네트워크 부하 감소
    

요약

• 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

👉 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 다운로드되어 매우 실용적인 해결책

📝 캐시와 조건부 요청 헤더

캐시 제어 헤더

• Cache-Control : 캐시 제어
• Pragma : 캐시 제어(하위 호환)
• Expires : 캐시 유효 기간(하휘 호환)

📌 Cache-Control : 캐시 지시어(directives)

• Cache-Control : max-age
  • 캐시 유효 기간, 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(하위 호환)

• Pragma: no-cache → no-cache처럼 동작
• HTTP 1.0 하위 호환
• 지금은 거의 사용 X

📌 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

📝 프록시 캐시

• 원(origin) 서버 직접 접근
  • 한국에 있는 클라이언트가 미국에 있는 원 서버에 접근 할 경우, 오래 걸림
    
• 프록시 캐시 도입
  • 원 서버에 직접 접근할 경우, 오래 걸리기 때문에 중간에 프록시 캐시 서버를 둠
    → 빠르게 응답을 받을 수 있음
    
  • 프록시 캐시 서버 → public 캐시
    개인 웹 브라우저 → private 캐시
    
    
  • CDN(Content Delivery Network) 서비스를 많이 이용함

✔️ Cache-Control : 캐시 지시어(directives) - 기타

• Cache-Control : public
  • 응답이 public 캐시에 저장되어도 됨
• Cache-Control : private
  • 응답이 해당 사용자만을 위한 것임, private 캐시에 저장해야 함(기본값)
  • public 캐시에 저장되면 안됨
• Cache-Control : s-maxage
  • 프록시 캐시에만 적용되는 max-age
• Age:60 (HTTP 헤더)
  • 오리진 서버에서 응답 후 프록시 캐시 내에 머문 시간(초)

📝 캐시 무효화

• 캐시를 적용하지 않아도 웹 브라우저에서 임의로 캐싱을 하기도 함
  → 캐싱을 절대 하면 안되는 경우 캐시 무효화 필요

• 확실한 캐시 무효화 응답 (아래 항목들을 모두 넣을 것)

  • Cache-Control:no-cache, no-store, must-revalidate
  • Pragma:no-cache

✔️ Cache-Control : 캐시 지시어(directives) - 확실한 캐시 무효화

• Cache-Control : no-cache
  • 데이터는 캐시해도 되지만, 항상 원 서버에 검증하고 사용
• Cache-Control : no-store
  • 데이터에 민감한 정보가 있으므로 저장하면 안됨
    (메모리에서 사용하고 최대한 빨리 삭제)
• Cache-Control : must-revalidate
  • 캐시 만료후 최초 조회시 원 서버에 검증해야함
  • 원 서버 접근 실패시 반드시 오류가 발생해야함 - 504(Gateway Timeout)
  • must-revalidate는 캐시 유효 시간이라면 캐시를 사용함
• Pragma : no-cache
  • HTTP 1.0 하위 호환

📌 no-cache

• 기본 동작
  → 프록시 캐시에서 처리하지 않고 원 서버에 요청하면 원 서버에서 검증
  
  
• 순간적으로 네트워크가 단절되어 원 서버 접근 불가할 경우
  : 오래된 데이터를 보여줄 수 있도록 설정
  

📌 must-revalidate

• 순간적으로 네트워크가 단절되어 원 서버 접근 불가할 경우
  : 무조건 504 Gateway Timeout이 나오도록 함
  

출처 - 인프런 '모든 개발자를 위한 HTTP 웹 기본 지식' 강의