JS如何实现缓存？缓存的策略

星降

发布时间：2025-08-21 13:54:01

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JS实现缓存的核心是利用浏览器存储机制减少网络请求，提升性能。1. LocalStorage/SessionStorage适合存储少量字符串数据，前者持久化，后者仅限会话；2. IndexedDB适用于大量结构化数据，支持事务和索引，但API复杂；3. Cache API可缓存网络响应，常用于静态资源，结合Service Worker实现离线访问；4. 内存缓存通过变量存储，速度快但页面刷新后失效；5. 第三方库如lru-cache提供更优策略。选择方案需考虑数据类型、容量与一致性。常用策略包括LRU、LFU、FIFO及基于时间的过期机制。缓存更新可通过手动、事件驱动、版本号或HTTP头控制。为避免数据不一致等问题，应合理设置策略、控制容量、及时更新并提供清除机制。Service Worker结合Cache API可在install阶段预缓存资源，并在fetch事件中优先返回缓存响应，实现离线可用性。

js如何实现缓存？缓存的策略

JS实现缓存，核心在于利用浏览器提供的存储机制，以及一些巧妙的策略，来减少不必要的网络请求，提升用户体验。简单来说，就是把一些数据“存起来”，下次用的时候直接从“存的地方”拿，不用再费劲去服务器要。

解决方案

JS实现缓存的方法有很多，根据不同的场景和需求，选择合适的方案至关重要。

LocalStorage/SessionStorage: 这是最常用的方法之一。LocalStorage 提供了持久化的存储，数据不会随着浏览器关闭而丢失；SessionStorage 则只在当前会话有效，关闭浏览器窗口或标签页后数据就会被清除。使用起来非常简单：
```
// 存储
localStorage.setItem('myKey', 'myValue');
// 读取
const myValue = localStorage.getItem('myKey');
// 删除
localStorage.removeItem('myKey');
// 清空所有
localStorage.clear();
```
要注意的是，LocalStorage/SessionStorage 存储的数据都是字符串，如果需要存储对象，需要先用
```
JSON.stringify()
```
转换成字符串，读取时再用
```
JSON.parse()
```
转换回来。另外，LocalStorage/SessionStorage 有容量限制，一般是5MB左右，所以不适合存储大量数据。
IndexedDB: 这是一个更强大的浏览器存储方案，可以存储大量结构化数据，并且支持事务、索引等高级特性。相比LocalStorage/SessionStorage，IndexedDB更适合存储复杂的、大量的数据。但是，IndexedDB 的 API 相对复杂，使用起来比较繁琐。

Cache API: Cache API 是 Service Worker 的一部分，但也可以在主线程中使用。它可以缓存网络请求的响应，非常适合缓存静态资源，例如图片、CSS、JS 文件等。

// 缓存图片
caches.open('my-cache').then(cache => {
  cache.add('/images/my-image.jpg');
});

// 从缓存中读取图片
caches.open('my-cache').then(cache => {
  cache.match('/images/my-image.jpg').then(response => {
    if (response) {
      // 使用缓存中的图片
      response.blob().then(blob => {
        const img = document.createElement('img');
        img.src = URL.createObjectURL(blob);
        document.body.appendChild(img);
      });
    } else {
      // 从网络请求图片
      fetch('/images/my-image.jpg').then(response => {
        return response.blob();
      }).then(blob => {
        const img = document.createElement('img');
        img.src = URL.createObjectURL(blob);
        document.body.appendChild(img);
        // 将图片缓存起来
        caches.open('my-cache').then(cache => {
          cache.put('/images/my-image.jpg', new Response(blob));
        });
      });
    }
  });
});

内存缓存: 在 JavaScript 中，也可以直接使用变量来缓存数据。这种方式速度最快，但是数据只在当前页面有效，刷新页面后数据就会丢失。适用于缓存一些临时性的、不重要的数据。
使用第三方库: 有很多优秀的第三方库可以帮助我们更方便地实现缓存，例如
```
lru-cache
```
、
```
store.js
```
等。这些库通常提供了更高级的缓存策略和 API，可以更灵活地控制缓存的行为。

如何选择合适的缓存策略？

缓存策略的选择取决于数据的特性、缓存的容量、以及对缓存一致性的要求。常见的缓存策略有：

LRU (Least Recently Used): 移除最近最少使用的数据。这种策略适用于缓存经常访问的数据，可以提高缓存的命中率。
LFU (Least Frequently Used): 移除使用频率最低的数据。这种策略适用于缓存访问频率较高的数据，可以避免缓存一些很少使用的数据。
FIFO (First In First Out): 移除最先进入缓存的数据。这种策略实现简单，但是效果可能不如 LRU 和 LFU。
基于时间的过期策略: 为缓存的数据设置一个过期时间，超过过期时间后数据自动失效。这种策略适用于缓存一些有时效性的数据，可以保证数据的及时更新。

缓存失效了怎么办？如何更新缓存？

缓存失效是不可避免的，我们需要考虑如何更新缓存，以保证数据的准确性。

手动更新: 当数据发生变化时，手动更新缓存。例如，当用户修改了个人信息后，需要手动更新缓存中的用户信息。

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基于事件的更新: 当某些事件发生时，自动更新缓存。例如，当服务器推送了新的消息时，可以自动更新缓存中的消息列表。
版本号控制: 为缓存的数据设置一个版本号，当数据发生变化时，更新版本号。当客户端发现缓存的版本号与服务器的版本号不一致时，重新请求数据并更新缓存。
HTTP 缓存控制: 利用 HTTP 协议提供的缓存控制机制，例如
```
Cache-Control
```
、
```
Expires
```
、
```
ETag
```
等，来控制缓存的行为。

如何避免缓存导致的问题？

缓存虽然可以提高性能，但也可能导致一些问题，例如数据不一致、缓存污染等。为了避免这些问题，我们需要注意以下几点：

设置合理的缓存策略: 根据数据的特性选择合适的缓存策略，例如 LRU、LFU、基于时间的过期策略等。
控制缓存的容量: 避免缓存过多的数据，导致内存占用过高。
及时更新缓存: 当数据发生变化时，及时更新缓存，保证数据的准确性。
使用缓存清除机制: 提供缓存清除机制，允许用户手动清除缓存。
监控缓存的状态: 监控缓存的命中率、容量等指标，及时发现和解决问题。

Service Worker 如何利用 Cache API 实现离线缓存？

Service Worker 是一个运行在浏览器后台的脚本，可以拦截网络请求，并根据缓存策略返回缓存的响应。利用 Service Worker 和 Cache API，可以实现离线缓存，让用户在没有网络连接的情况下也能访问应用。

注册 Service Worker: 在页面中注册 Service Worker。

if ('serviceWorker' in navigator) {
  navigator.serviceWorker.register('/sw.js').then(registration => {
    console.log('Service Worker registered with scope:', registration.scope);
  }).catch(error => {
    console.log('Service Worker registration failed:', error);
  });
}

在 Service Worker 中监听

install

事件: 在

install

事件中，可以预先缓存一些静态资源。

self.addEventListener('install', event => {
  event.waitUntil(
    caches.open('my-cache').then(cache => {
      return cache.addAll([
        '/',
        '/index.html',
        '/style.css',
        '/script.js',
        '/images/my-image.jpg'
      ]);
    })
  );
});

在 Service Worker 中监听

fetch

事件: 在

fetch

事件中，可以拦截网络请求，并尝试从缓存中返回响应。如果缓存中没有响应，则从网络请求，并将响应缓存起来。

self.addEventListener('fetch', event => {
  event.respondWith(
    caches.match(event.request).then(response => {
      return response || fetch(event.request).then(response => {
        return caches.open('my-cache').then(cache => {
          cache.put(event.request, response.clone());
          return response;
        });
      });
    })
  );
});

通过以上步骤，就可以实现简单的离线缓存。当用户在没有网络连接的情况下访问应用时，Service Worker 会从缓存中返回预先缓存的静态资源，从而保证应用可以正常运行。

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