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8 <title>Caching Guide - Apache HTTP Server Version 2.5</title>
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13 </script>
14
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16 <body id="manual-page"><div id="page-header">
17 <p class="menu"><a href="./mod/">Modules</a> | <a href="./mod/quickreference.html">Directives</a> | <a href="http://wiki.apache.org/httpd/FAQ">FAQ</a> | <a href="./glossary.html">Glossary</a> | <a href="./sitemap.html">Sitemap</a></p>
18 <p class="apache">Apache HTTP Server Version 2.5</p>
19 <img alt="" src="./images/feather.gif" /></div>
20 <div class="up"><a href="./"><img title="&lt;-" alt="&lt;-" src="./images/left.gif" /></a></div>
21 <div id="path">
22 <a href="http://www.apache.org/">Apache</a> &gt; <a href="http://httpd.apache.org/">HTTP Server</a> &gt; <a href="http://httpd.apache.org/docs/">Documentation</a> &gt; <a href="./">Version 2.5</a></div><div id="page-content"><div id="preamble"><h1>Caching Guide</h1>
23 <div class="toplang">
24 <p><span>Available Languages: </span><a href="./en/caching.html" title="English">&nbsp;en&nbsp;</a> |
25 <a href="./fr/caching.html" hreflang="fr" rel="alternate" title="Français">&nbsp;fr&nbsp;</a> |
26 <a href="./tr/caching.html" hreflang="tr" rel="alternate" title="Türkçe">&nbsp;tr&nbsp;</a></p>
27 </div>
28
29     <p>This document supplements the <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code>,
30     <code class="module"><a href="./mod/mod_cache_disk.html">mod_cache_disk</a></code>, <code class="module"><a href="./mod/mod_file_cache.html">mod_file_cache</a></code> and <a href="programs/htcacheclean.html">htcacheclean</a> reference documentation.
31     It describes how to use the Apache HTTP Server's caching features to accelerate web and
32     proxy serving, while avoiding common problems and misconfigurations.</p>
33   </div>
34 <div id="quickview"><ul id="toc"><li><img alt="" src="./images/down.gif" /> <a href="#introduction">Introduction</a></li>
35 <li><img alt="" src="./images/down.gif" /> <a href="#http-caching">Three-state RFC2616 HTTP caching</a></li>
36 <li><img alt="" src="./images/down.gif" /> <a href="#socache-caching">Two-state Key/Value Shared Object Caching</a></li>
37 <li><img alt="" src="./images/down.gif" /> <a href="#file-caching">Specialized File Caching</a></li>
38 <li><img alt="" src="./images/down.gif" /> <a href="#security">Security Considerations</a></li>
39 </ul><ul class="seealso"><li><a href="#comments_section">Comments</a></li></ul></div>
40 <div class="top"><a href="#page-header"><img alt="top" src="./images/up.gif" /></a></div>
41 <div class="section">
42 <h2><a name="introduction" id="introduction">Introduction</a></h2>
43     
44     
45     <p>The Apache HTTP server offers a range of caching features that
46     are designed to improve the performance of the server in various
47     ways.</p>
48
49     <dl>
50         <dt>Three-state RFC2616 HTTP caching</dt>
51         <dd>
52             <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code>
53             and its provider modules
54             <code class="module"><a href="./mod/mod_cache_disk.html">mod_cache_disk</a></code>
55             provide intelligent, HTTP-aware caching. The content itself is stored
56             in the cache, and mod_cache aims to honor all of the various HTTP
57             headers and options that control the cacheability of content
58             as described in
59             <a href="http://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec13.html">Section
60             13 of RFC2616</a>.
61             <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code>
62             is aimed at both simple and complex caching configurations, where
63             you are dealing with proxied content, dynamic local content or
64             have a need to speed up access to local files on a potentially
65             slow disk.
66         </dd>
67
68         <dt>Two-state key/value shared object caching</dt>
69         <dd>
70             The <a href="socache.html">shared object cache API</a> (socache)
71             and its provider modules provide a
72             server wide key/value based shared object cache. These modules
73             are designed to cache low level data such as SSL sessions and
74             authentication credentials. Backends allow the data to be stored
75             server wide in shared memory, or datacenter wide in a cache such
76             as memcache or distcache.
77         </dd>
78
79         <dt>Specialized file caching</dt>
80         <dd>
81             <code class="module"><a href="./mod/mod_file_cache.html">mod_file_cache</a></code>
82             offers the ability to pre-load
83             files into memory on server startup, and can improve access
84             times and save file handles on files that are accessed often,
85             as there is no need to go to disk on each request.
86         </dd>
87     </dl>
88
89     <p>To get the most from this document, you should be familiar with
90     the basics of HTTP, and have read the Users' Guides to
91     <a href="urlmapping.html">Mapping URLs to the Filesystem</a> and
92     <a href="content-negotiation.html">Content negotiation</a>.</p>
93
94   </div><div class="top"><a href="#page-header"><img alt="top" src="./images/up.gif" /></a></div>
95 <div class="section">
96 <h2><a name="http-caching" id="http-caching">Three-state RFC2616 HTTP caching</a></h2>
97
98     
99
100     <table class="related"><tr><th>Related Modules</th><th>Related Directives</th></tr><tr><td><ul><li><code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code></li><li><code class="module"><a href="./mod/mod_cache_disk.html">mod_cache_disk</a></code></li></ul></td><td><ul><li><code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cacheenable">CacheEnable</a></code></li><li><code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cachedisable">CacheDisable</a></code></li><li><code class="directive"><a href="./mod/core.html#usecanonicalname">UseCanonicalName</a></code></li><li><code class="directive"><a href="./mod/mod_negotiation.html#cachenegotiateddocs">CacheNegotiatedDocs</a></code></li></ul></td></tr></table>
101
102     <p>The HTTP protocol contains built in support for an in-line caching
103     mechanism 
104     <a href="http://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec13.html">
105     described by section 13 of RFC2616</a>, and the
106     <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code> module can be used to take advantage of
107     this.</p>
108
109     <p>Unlike a simple two state key/value cache where the content
110     disappears completely when no longer fresh, an HTTP cache includes
111     a mechanism to retain stale content, and to ask the origin server
112     whether this stale content has changed and if not, make it fresh
113     again.</p>
114
115     <p>An entry in an HTTP cache exists in one of three states:</p>
116
117     <dl>
118     <dt>Fresh</dt>
119     <dd>
120         If the content is new enough (younger than its <strong>freshness
121         lifetime</strong>), it is considered <strong>fresh</strong>. An
122         HTTP cache is free to serve fresh content without making any
123         calls to the origin server at all.
124     </dd>
125     <dt>Stale</dt>
126     <dd>
127         <p>If the content is too old (older than its <strong>freshness
128         lifetime</strong>), it is considered <strong>stale</strong>. An
129         HTTP cache should contact the origin server and check whether
130         the content is still fresh before serving stale content to a
131         client. The origin server will either respond with replacement
132         content if not still valid, or ideally, the origin server will
133         respond with a code to tell the cache the content is still
134         fresh, without the need to generate or send the content again.
135         The content becomes fresh again and the cycle continues.</p>
136
137         <p>The HTTP protocol does allow the cache to serve stale data
138         under certain circumstances, such as when an attempt to freshen
139         the data with an origin server has failed with a 5xx error, or
140         when another request is already in the process of freshening
141         the given entry. In these cases a <code>Warning</code> header
142         is added to the response.</p>
143     </dd>
144     <dt>Non Existent</dt>
145     <dd>
146         If the cache gets full, it reserves the option to delete content
147         from the cache to make space. Content can be deleted at any time,
148         and can be stale or fresh. The <a href="programs/htcacheclean.html">htcacheclean</a> tool can be
149         run on a once off basis, or deployed as a daemon to keep the size
150         of the cache within the given size, or the given number of inodes.
151         The tool attempts to delete stale content before attempting to
152         delete fresh content.
153     </dd>
154     </dl>
155
156     <p>Full details of how HTTP caching works can be found in
157     <a href="http://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec13.html">
158     Section 13 of RFC2616</a>.</p>
159
160     <h3>Interaction with the Server</h3>
161       
162
163       <p>The <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code> module hooks into the server in two
164       possible places depending on the value of the
165       <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cachequickhandler">CacheQuickHandler</a></code> directive:
166       </p>
167
168       <dl>
169         <dt>Quick handler phase</dt>
170         <dd>
171           <p>This phase happens very early on during the request processing,
172               just after the request has been parsed. If the content is
173               found within the cache, it is served immediately and almost
174               all request processing is bypassed.</p>
175
176               <p>In this scenario, the cache behaves as if it has been "bolted
177               on" to the front of the server.</p>
178               
179               <p>This mode offers the best performance, as the majority of
180               server processing is bypassed. This mode however also bypasses the
181               authentication and authorization phases of server processing, so
182               this mode should be chosen with care when this is important.</p>
183   
184               <p> Requests with an "Authorization" header (for example, HTTP Basic
185               Authentication) are neither cacheable nor served from the cache 
186               when <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code> is running in this phase.</p>
187           </dd>
188           <dt>Normal handler phase</dt>
189           <dd>
190               <p>This phase happens late in the request processing, after all
191               the request phases have completed.</p>
192
193               <p>In this scenario, the cache behaves as if it has been "bolted
194               on" to the back of the server.</p>
195
196               <p>This mode offers the most flexibility, as the potential exists
197               for caching to occur at a precisely controlled point in the filter
198               chain, and cached content can be filtered or personalized before
199               being sent to the client.</p>
200           </dd>
201         </dl>
202
203         <p>If the URL is not found within the cache, <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code>
204         will add a <a href="filter.html">filter</a> to the filter stack in order
205         to record the response to the cache, and then stand down, allowing normal
206         request processing to continue. If the content is determined to be
207         cacheable, the content will be saved to the cache for future serving,
208         otherwise the content will be ignored.</p>
209
210         <p>If the content found within the cache is stale, the
211         <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code> module converts the request into a
212         <strong>conditional request</strong>. If the origin server responds with
213         a normal response, the normal response is cached, replacing the content
214         already cached. If the origin server responds with a 304 Not Modified
215         response, the content is marked as fresh again, and the cached content
216         is served by the filter instead of saving it.</p>
217     
218
219     <h3>Improving Cache Hits</h3>
220       
221
222       <p>When a virtual host is known by one of many different server aliases,
223       ensuring that <code class="directive"><a href="./mod/core.html#usecanonicalname">UseCanonicalName</a></code> is
224       set to <code>On</code> can dramatically improve the ratio of cache hits.
225       This is because the hostname of the virtual-host serving the content is
226       used within the cache key. With the setting set to <code>On</code>
227       virtual-hosts with multiple server names or aliases will not produce
228       differently cached entities, and instead content will be cached as
229       per the canonical hostname.</p>
230
231     
232
233     <h3>Freshness Lifetime</h3>
234       
235
236       <p>Well formed content that is intended to be cached should declare an
237       explicit freshness lifetime with the <code>Cache-Control</code>
238       header's <code>max-age</code> or <code>s-maxage</code> fields, or
239       by including an <code>Expires</code> header.</p>
240       
241       <p>At the same time, the origin server defined freshness lifetime can
242       be overridden by a client when the client presents their own
243       <code>Cache-Control</code> header within the request. In this case,
244       the lowest freshness lifetime between request and response wins.</p>
245
246       <p>When this freshness lifetime is missing from the request or the
247       response, a default freshness lifetime is applied. The default
248       freshness lifetime for cached entities is one hour, however
249       this can be easily over-ridden by using the <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cachedefaultexpire">CacheDefaultExpire</a></code> directive.</p>
250
251       <p>If a response does not include an <code>Expires</code> header but does
252       include a <code>Last-Modified</code> header, <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code>
253       can infer a freshness lifetime based on a heuristic, which can be
254       controlled through the use of the <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cachelastmodifiedfactor">CacheLastModifiedFactor</a></code> directive.</p>
255
256       <p>For local content, or for remote content that does not define its own
257       <code>Expires</code> header, <code class="module"><a href="./mod/mod_expires.html">mod_expires</a></code> may be used to
258       fine-tune the freshness lifetime by adding <code>max-age</code> and
259       <code>Expires</code>.</p>
260
261       <p>The maximum freshness lifetime may also be controlled by using the
262       <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cachemaxexpire">CacheMaxExpire</a></code>.</p>
263
264     
265
266     <h3>A Brief Guide to Conditional Requests</h3>
267       
268
269       <p>When content expires from the cache and becomes stale, rather than
270       pass on the original request, httpd will modify the request to make
271       it conditional instead.</p>
272
273       <p>When an <code>ETag</code> header exists in the original cached
274       response, <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code> will add an
275       <code>If-None-Match</code> header to the request to the origin server.
276       When a <code>Last-Modified</code> header exists in the original
277       cached response, <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code> will add an
278       <code>If-Modified-Since</code> header to the request to the origin
279       server. Performing either of these actions makes the request
280       <strong>conditional</strong>.</p>
281
282       <p>When a conditional request is received by an origin server, the
283       origin server should check whether the ETag or the Last-Modified
284       parameter has changed, as appropriate for the request. If not, the
285       origin should respond with a terse "304 Not Modified" response. This
286       signals to the cache that the stale content is still fresh should be
287       used for subsequent requests until the content's new freshness lifetime
288       is reached again.</p>
289
290       <p>If the content has changed, then the content is served as if the
291       request were not conditional to begin with.</p>
292
293       <p>Conditional requests offer two benefits. Firstly, when making such
294       a request to the origin server, if the content from the origin
295       matches the content in the cache, this can be determined easily and
296       without the overhead of transferring the entire resource.</p>
297
298       <p>Secondly, a well designed origin server will be designed in such
299       a way that conditional requests will be significantly cheaper to
300       produce than a full response. For static files, typically all that is
301       involved is a call to <code>stat()</code> or similar system call, to
302       see if the file has changed in size or modification time. As such, even
303       local content may still be served faster from the cache if it has not
304       changed.</p>
305       
306       <p>Origin servers should make every effort to support conditional
307       requests as is practical, however if conditional requests are not
308       supported, the origin will respond as if the request was not
309       conditional, and the cache will respond as if the content had changed
310       and save the new content to the cache. In this case, the cache will
311       behave like a simple two state cache, where content is effectively
312       either fresh or deleted.</p>
313     
314
315     <h3>What Can be Cached?</h3>
316       
317
318       <p>The full definition of which responses can be cached by an HTTP
319       cache is defined in
320       <a href="http://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec13.html#sec13.4">
321       RFC2616 Section 13.4 Response Cacheability</a>, and can be summed up as
322       follows:</p>
323
324       <ol>
325         <li>Caching must be enabled for this URL. See the <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cacheenable">CacheEnable</a></code> and <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cachedisable">CacheDisable</a></code> directives.</li>
326
327         <li>The response must have a HTTP status code of 200, 203, 300, 301 or
328         410.</li>
329
330         <li>The request must be a HTTP GET request.</li>
331
332         <li>If the response contains an "Authorization:" header, it must
333         also contain an "s-maxage", "must-revalidate" or "public" option
334         in the "Cache-Control:" header, or it won't be cached.</li>
335
336         <li>If the URL included a query string (e.g. from a HTML form GET
337         method) it will not be cached unless the response specifies an
338         explicit expiration by including an "Expires:" header or the max-age
339         or s-maxage directive of the "Cache-Control:" header, as per RFC2616
340         sections 13.9 and 13.2.1.</li>
341
342         <li>If the response has a status of 200 (OK), the response must
343         also include at least one of the "Etag", "Last-Modified" or
344         the "Expires" headers, or the max-age or s-maxage directive of
345         the "Cache-Control:" header, unless the
346         <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cacheignorenolastmod">CacheIgnoreNoLastMod</a></code>
347         directive has been used to require otherwise.</li>
348
349         <li>If the response includes the "private" option in a "Cache-Control:"
350         header, it will not be stored unless the
351         <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cachestoreprivate">CacheStorePrivate</a></code> has been
352         used to require otherwise.</li>
353
354         <li>Likewise, if the response includes the "no-store" option in a
355         "Cache-Control:" header, it will not be stored unless the
356         <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cachestorenostore">CacheStoreNoStore</a></code> has been
357         used.</li>
358
359         <li>A response will not be stored if it includes a "Vary:" header
360         containing the match-all "*".</li>
361       </ol>
362     
363
364     <h3>What Should Not be Cached?</h3>
365       
366
367       <p>It should be up to the client creating the request, or the origin
368       server constructing the response to decide whether or not the content
369       should be cacheable or not by correctly setting the
370       <code>Cache-Control</code> header, and <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code> should
371       be left alone to honor the wishes of the client or server as appropriate.
372       </p>
373
374       <p>Content that is time sensitive, or which varies depending on the
375       particulars of the request that are not covered by HTTP negotiation,
376       should not be cached. This content should declare itself uncacheable
377       using the <code>Cache-Control</code> header.</p>
378       
379       <p>If content changes often, expressed by a freshness lifetime of minutes
380       or seconds, the content can still be cached, however it is highly
381       desirable that the origin server supports
382       <strong>conditional requests</strong> correctly to ensure that
383       full responses do not have to be generated on a regular basis.</p>
384
385       <p>Content that varies based on client provided request headers can be
386       cached through intelligent use of the <code>Vary</code> response
387       header.</p>
388
389     
390
391     <h3>Variable/Negotiated Content</h3>
392       
393
394       <p>When the origin server is designed to respond with different content
395       based on the value of headers in the request, for example to serve
396       multiple languages at the same URL, HTTP's caching mechanism makes it
397       possible to cache multiple variants of the same page at the same URL.</p>
398       
399       <p>This is done by the origin server adding a <code>Vary</code> header
400       to indicate which headers must be taken into account by a cache when
401       determining whether two variants are different from one another.</p>
402
403       <p>If for example, a response is received with a vary header such as;</p>
404
405       <div class="example"><p><code>
406 Vary: negotiate,accept-language,accept-charset
407       </code></p></div>
408
409       <p><code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code> will only serve the cached content to
410       requesters with accept-language and accept-charset headers
411       matching those of the original request.</p>
412       
413       <p>Multiple variants of the content can be cached side by side,
414       <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code> uses the <code>Vary</code> header and the
415       corresponding values of the request headers listed by <code>Vary</code>
416       to decide on which of many variants to return to the client.</p>
417     
418
419     <h3><a name="disk" id="disk">Caching to Disk</a></h3>
420       
421
422       <p>The <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code> module relies on specific backend store
423       implementations in order to manage the cache, and for caching to disk
424       <code class="module"><a href="./mod/mod_cache_disk.html">mod_cache_disk</a></code> is provided to support this.</p>
425
426       <p>Typically the module will be configured as so;</p>
427
428       <pre class="prettyprint lang-config">CacheRoot   "/var/cache/apache/"
429 CacheEnable disk /
430 CacheDirLevels 2
431 CacheDirLength 1</pre>
432
433
434       <p>Importantly, as the cached files are locally stored, operating system
435       in-memory caching will typically be applied to their access also. So
436       although the files are stored on disk, if they are frequently accessed
437       it is likely the operating system will ensure that they are actually
438       served from memory.</p>
439
440     
441
442     <h3>Understanding the Cache-Store</h3>
443       
444
445       <p>To store items in the cache, <code class="module"><a href="./mod/mod_cache_disk.html">mod_cache_disk</a></code> creates
446       a 22 character hash of the URL being requested. This hash incorporates
447       the hostname, protocol, port, path and any CGI arguments to the URL,
448       as well as elements defined by the Vary header to ensure that multiple
449       URLs do not collide with one another.</p>
450
451       <p>Each character may be any one of 64-different characters, which mean
452       that overall there are 64^22 possible hashes. For example, a URL might
453       be hashed to <code>xyTGxSMO2b68mBCykqkp1w</code>. This hash is used
454       as a prefix for the naming of the files specific to that URL within
455       the cache, however first it is split up into directories as per
456       the <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache_disk.html#cachedirlevels">CacheDirLevels</a></code> and
457       <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache_disk.html#cachedirlength">CacheDirLength</a></code>
458       directives.</p>
459
460       <p><code class="directive"><a href="./mod/mod_cache_disk.html#cachedirlevels">CacheDirLevels</a></code>
461       specifies how many levels of subdirectory there should be, and
462       <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache_disk.html#cachedirlength">CacheDirLength</a></code>
463       specifies how many characters should be in each directory. With
464       the example settings given above, the hash would be turned into
465       a filename prefix as
466       <code>/var/cache/apache/x/y/TGxSMO2b68mBCykqkp1w</code>.</p>
467
468       <p>The overall aim of this technique is to reduce the number of
469       subdirectories or files that may be in a particular directory,
470       as most file-systems slow down as this number increases. With
471       setting of "1" for
472       <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache_disk.html#cachedirlength">CacheDirLength</a></code>
473       there can at most be 64 subdirectories at any particular level.
474       With a setting of 2 there can be 64 * 64 subdirectories, and so on.
475       Unless you have a good reason not to, using a setting of "1"
476       for <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache_disk.html#cachedirlength">CacheDirLength</a></code>
477       is recommended.</p>
478
479       <p>Setting
480       <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache_disk.html#cachedirlevels">CacheDirLevels</a></code>
481       depends on how many files you anticipate to store in the cache.
482       With the setting of "2" used in the above example, a grand
483       total of 4096 subdirectories can ultimately be created. With
484       1 million files cached, this works out at roughly 245 cached
485       URLs per directory.</p>
486
487       <p>Each URL uses at least two files in the cache-store. Typically
488       there is a ".header" file, which includes meta-information about
489       the URL, such as when it is due to expire and a ".data" file
490       which is a verbatim copy of the content to be served.</p>
491
492       <p>In the case of a content negotiated via the "Vary" header, a
493       ".vary" directory will be created for the URL in question. This
494       directory will have multiple ".data" files corresponding to the
495       differently negotiated content.</p>
496     
497
498     <h3>Maintaining the Disk Cache</h3>
499       
500
501       <p>The <code class="module"><a href="./mod/mod_cache_disk.html">mod_cache_disk</a></code> module makes no attempt to
502       regulate the amount of disk space used by the cache, although it
503       will gracefully stand down on any disk error and behave as if the
504       cache was never present.</p>
505
506       <p>Instead, provided with httpd is the <a href="programs/htcacheclean.html">htcacheclean</a> tool which allows you
507       to clean the cache periodically. Determining how frequently to run <a href="programs/htcacheclean.html">htcacheclean</a> and what target size to
508       use for the cache is somewhat complex and trial and error may be needed to
509       select optimal values.</p>
510
511       <p><a href="programs/htcacheclean.html">htcacheclean</a> has two modes of
512       operation. It can be run as persistent daemon, or periodically from
513       cron. <a href="programs/htcacheclean.html">htcacheclean</a> can take up to an hour
514       or more to process very large (tens of gigabytes) caches and if you are
515       running it from cron it is recommended that you determine how long a typical
516       run takes, to avoid running more than one instance at a time.</p>
517  
518       <p>It is also recommended that an appropriate "nice" level is chosen for
519       htcacheclean so that the tool does not cause excessive disk io while the
520       server is running.</p>
521
522       <p class="figure">
523       <img src="images/caching_fig1.gif" alt="" width="600" height="406" /><br />
524       <a id="figure1" name="figure1"><dfn>Figure 1</dfn></a>: Typical
525       cache growth / clean sequence.</p>
526
527       <p>Because <code class="module"><a href="./mod/mod_cache_disk.html">mod_cache_disk</a></code> does not itself pay attention
528       to how much space is used you should ensure that
529       <a href="programs/htcacheclean.html">htcacheclean</a> is configured to
530       leave enough "grow room" following a clean.</p>
531     
532
533   </div><div class="top"><a href="#page-header"><img alt="top" src="./images/up.gif" /></a></div>
534 <div class="section">
535 <h2><a name="socache-caching" id="socache-caching">Two-state Key/Value Shared Object Caching</a></h2>
536
537     
538
539     <table class="related"><tr><th>Related Modules</th><th>Related Directives</th></tr><tr><td><ul><li><code class="module"><a href="./mod/mod_authn_socache.html">mod_authn_socache</a></code></li><li><code class="module"><a href="./mod/mod_socache_dbm.html">mod_socache_dbm</a></code></li><li><code class="module"><a href="./mod/mod_socache_dc.html">mod_socache_dc</a></code></li><li><code class="module"><a href="./mod/mod_socache_memcache.html">mod_socache_memcache</a></code></li><li><code class="module"><a href="./mod/mod_socache_shmcb.html">mod_socache_shmcb</a></code></li><li><code class="module"><a href="./mod/mod_ssl.html">mod_ssl</a></code></li></ul></td><td><ul><li><code class="directive"><a href="./mod/mod_authn_socache.html#authncachesocache">AuthnCacheSOCache</a></code></li><li><code class="directive"><a href="./mod/mod_ssl.html#sslsessioncache">SSLSessionCache</a></code></li><li><code class="directive"><a href="./mod/mod_ssl.html#sslstaplingcache">SSLStaplingCache</a></code></li></ul></td></tr></table>
540     
541     <p>The Apache HTTP server offers a low level shared object cache for
542     caching information such as SSL sessions, or authentication credentials,
543     within the <a href="socache.html">socache</a> interface.</p>
544
545     <p>Additional modules are provided for each implementation, offering the
546     following backends:</p>
547
548     <dl>
549     <dt><code class="module"><a href="./mod/mod_socache_dbm.html">mod_socache_dbm</a></code></dt>
550     <dd>DBM based shared object cache.</dd>
551     <dt><code class="module"><a href="./mod/mod_socache_dc.html">mod_socache_dc</a></code></dt>
552     <dd>Distcache based shared object cache.</dd>
553     <dt><code class="module"><a href="./mod/mod_socache_memcache.html">mod_socache_memcache</a></code></dt>
554     <dd>Memcache based shared object cache.</dd>
555     <dt><code class="module"><a href="./mod/mod_socache_shmcb.html">mod_socache_shmcb</a></code></dt>
556     <dd>Shared memory based shared object cache.</dd>
557     </dl>
558
559     <h3><a name="mod_authn_socache-caching" id="mod_authn_socache-caching">Caching Authentication Credentials</a></h3>
560       
561
562       <table class="related"><tr><th>Related Modules</th><th>Related Directives</th></tr><tr><td><ul><li><code class="module"><a href="./mod/mod_authn_socache.html">mod_authn_socache</a></code></li></ul></td><td><ul><li><code class="directive"><a href="./mod/mod_authn_socache.html#authncachesocache">AuthnCacheSOCache</a></code></li></ul></td></tr></table>
563
564       <p>The <code class="module"><a href="./mod/mod_authn_socache.html">mod_authn_socache</a></code> module allows the result of
565       authentication to be cached, relieving load on authentication backends.</p>
566
567     
568
569     <h3><a name="mod_ssl-caching" id="mod_ssl-caching">Caching SSL Sessions</a></h3>
570       
571
572       <table class="related"><tr><th>Related Modules</th><th>Related Directives</th></tr><tr><td><ul><li><code class="module"><a href="./mod/mod_ssl.html">mod_ssl</a></code></li></ul></td><td><ul><li><code class="directive"><a href="./mod/mod_ssl.html#sslsessioncache">SSLSessionCache</a></code></li><li><code class="directive"><a href="./mod/mod_ssl.html#sslstaplingcache">SSLStaplingCache</a></code></li></ul></td></tr></table>
573
574       <p>The <code class="module"><a href="./mod/mod_ssl.html">mod_ssl</a></code> module uses the <code>socache</code> interface
575       to provide a session cache and a stapling cache.</p>
576
577     
578
579   </div><div class="top"><a href="#page-header"><img alt="top" src="./images/up.gif" /></a></div>
580 <div class="section">
581 <h2><a name="file-caching" id="file-caching">Specialized File Caching</a></h2>
582
583     
584
585     <table class="related"><tr><th>Related Modules</th><th>Related Directives</th></tr><tr><td><ul><li><code class="module"><a href="./mod/mod_file_cache.html">mod_file_cache</a></code></li></ul></td><td><ul><li><code class="directive"><a href="./mod/mod_file_cache.html#cachefile">CacheFile</a></code></li><li><code class="directive"><a href="./mod/mod_file_cache.html#mmapfile">MMapFile</a></code></li></ul></td></tr></table>
586
587     <p>On platforms where a filesystem might be slow, or where file
588     handles are expensive, the option exists to pre-load files into
589     memory on startup.</p>
590
591     <p>On systems where opening files is slow, the option exists to
592     open the file on startup and cache the file handle. These
593     options can help on systems where access to static files is
594     slow.</p>
595
596     <h3><a name="filehandle" id="filehandle">File-Handle Caching</a></h3>
597       
598
599       <p>The act of opening a file can itself be a source of delay, particularly
600       on network filesystems. By maintaining a cache of open file descriptors
601       for commonly served files, httpd can avoid this delay. Currently httpd
602       provides one implementation of File-Handle Caching.</p>
603
604       <h4>CacheFile</h4>
605         
606
607         <p>The most basic form of caching present in httpd is the file-handle
608         caching provided by <code class="module"><a href="./mod/mod_file_cache.html">mod_file_cache</a></code>. Rather than caching
609         file-contents, this cache maintains a table of open file descriptors. Files
610         to be cached in this manner are specified in the configuration file using
611         the <code class="directive"><a href="./mod/mod_file_cache.html#cachefile">CacheFile</a></code>
612         directive.</p>
613
614         <p>The
615         <code class="directive"><a href="./mod/mod_file_cache.html#cachefile">CacheFile</a></code> directive
616         instructs httpd to open the file when it is started and to re-use
617         this file-handle for all subsequent access to this file.</p>
618
619         <pre class="prettyprint lang-config">CacheFile /usr/local/apache2/htdocs/index.html</pre>
620
621
622         <p>If you intend to cache a large number of files in this manner, you
623         must ensure that your operating system's limit for the number of open
624         files is set appropriately.</p>
625
626         <p>Although using <code class="directive"><a href="./mod/mod_file_cache.html#cachefile">CacheFile</a></code>
627         does not cause the file-contents to be cached per-se, it does mean
628         that if the file changes while httpd is running these changes will
629         not be picked up. The file will be consistently served as it was
630         when httpd was started.</p>
631
632         <p>If the file is removed while httpd is running, it will continue
633         to maintain an open file descriptor and serve the file as it was when
634         httpd was started. This usually also means that although the file
635         will have been deleted, and not show up on the filesystem, extra free
636         space will not be recovered until httpd is stopped and the file
637         descriptor closed.</p>
638       
639
640     
641
642     <h3><a name="inmemory" id="inmemory">In-Memory Caching</a></h3>
643       
644
645       <p>Serving directly from system memory is universally the fastest method
646       of serving content. Reading files from a disk controller or, even worse,
647       from a remote network is orders of magnitude slower. Disk controllers
648       usually involve physical processes, and network access is limited by
649       your available bandwidth. Memory access on the other hand can take mere
650       nano-seconds.</p>
651
652       <p>System memory isn't cheap though, byte for byte it's by far the most
653       expensive type of storage and it's important to ensure that it is used
654       efficiently. By caching files in memory you decrease the amount of
655       memory available on the system. As we'll see, in the case of operating
656       system caching, this is not so much of an issue, but when using
657       httpd's own in-memory caching it is important to make sure that you
658       do not allocate too much memory to a cache. Otherwise the system
659       will be forced to swap out memory, which will likely degrade
660       performance.</p>
661
662       <h4>Operating System Caching</h4>
663         
664
665         <p>Almost all modern operating systems cache file-data in memory managed
666         directly by the kernel. This is a powerful feature, and for the most
667         part operating systems get it right. For example, on Linux, let's look at
668         the difference in the time it takes to read a file for the first time
669         and the second time;</p>
670
671         <div class="example"><pre>colm@coroebus:~$ time cat testfile &gt; /dev/null
672 real    0m0.065s
673 user    0m0.000s
674 sys     0m0.001s
675 colm@coroebus:~$ time cat testfile &gt; /dev/null
676 real    0m0.003s
677 user    0m0.003s
678 sys     0m0.000s</pre></div>
679
680         <p>Even for this small file, there is a huge difference in the amount
681         of time it takes to read the file. This is because the kernel has cached
682         the file contents in memory.</p>
683
684         <p>By ensuring there is "spare" memory on your system, you can ensure
685         that more and more file-contents will be stored in this cache. This
686         can be a very efficient means of in-memory caching, and involves no
687         extra configuration of httpd at all.</p>
688
689         <p>Additionally, because the operating system knows when files are
690         deleted or modified, it can automatically remove file contents from the
691         cache when necessary. This is a big advantage over httpd's in-memory
692         caching which has no way of knowing when a file has changed.</p>
693       
694
695       <p>Despite the performance and advantages of automatic operating system
696       caching there are some circumstances in which in-memory caching may be
697       better performed by httpd.</p>
698
699       <h4>MMapFile Caching</h4>
700         
701
702         <p><code class="module"><a href="./mod/mod_file_cache.html">mod_file_cache</a></code> provides the
703         <code class="directive"><a href="./mod/mod_file_cache.html#mmapfile">MMapFile</a></code> directive, which
704         allows you to have httpd map a static file's contents into memory at
705         start time (using the mmap system call). httpd will use the in-memory
706         contents for all subsequent accesses to this file.</p>
707
708         <pre class="prettyprint lang-config">MMapFile /usr/local/apache2/htdocs/index.html</pre>
709
710
711         <p>As with the
712         <code class="directive"><a href="./mod/mod_file_cache.html#cachefile">CacheFile</a></code> directive, any
713         changes in these files will not be picked up by httpd after it has
714         started.</p>
715
716         <p> The <code class="directive"><a href="./mod/mod_file_cache.html#mmapfile">MMapFile</a></code>
717         directive does not keep track of how much memory it allocates, so
718         you must ensure not to over-use the directive. Each httpd child
719         process will replicate this memory, so it is critically important
720         to ensure that the files mapped are not so large as to cause the
721         system to swap memory.</p>
722       
723     
724
725   </div><div class="top"><a href="#page-header"><img alt="top" src="./images/up.gif" /></a></div>
726 <div class="section">
727 <h2><a name="security" id="security">Security Considerations</a></h2>
728     
729
730     <h3>Authorization and Access Control</h3>
731       
732
733       <p>Using <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code> in its default state where
734       <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cachequickhandler">CacheQuickHandler</a></code> is set to
735       <code>On</code> is very much like having a caching reverse-proxy bolted
736       to the front of the server. Requests will be served by the caching module
737       unless it determines that the origin server should be queried just as an
738       external cache would, and this drastically changes the security model of
739       httpd.</p>
740
741       <p>As traversing a filesystem hierarchy to examine potential
742       <code>.htaccess</code> files would be a very expensive operation,
743       partially defeating the point of caching (to speed up requests),
744       <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code> makes no decision about whether a cached
745       entity is authorised for serving. In other words; if
746       <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code> has cached some content, it will be served
747       from the cache as long as that content has not expired.</p>
748
749       <p>If, for example, your configuration permits access to a resource by IP
750       address you should ensure that this content is not cached. You can do this
751       by using the <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cachedisable">CacheDisable</a></code>
752       directive, or <code class="module"><a href="./mod/mod_expires.html">mod_expires</a></code>. Left unchecked,
753       <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code> - very much like a reverse proxy - would cache
754       the content when served and then serve it to any client, on any IP
755       address.</p>
756
757       <p>When the <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cachequickhandler">CacheQuickHandler</a></code>
758       directive is set to <code>Off</code>, the full set of request processing
759       phases are executed and the security model remains unchanged.</p>
760     
761
762     <h3>Local exploits</h3>
763       
764
765       <p>As requests to end-users can be served from the cache, the cache
766       itself can become a target for those wishing to deface or interfere with
767       content. It is important to bear in mind that the cache must at all
768       times be writable by the user which httpd is running as. This is in
769       stark contrast to the usually recommended situation of maintaining
770       all content unwritable by the Apache user.</p>
771
772       <p>If the Apache user is compromised, for example through a flaw in
773       a CGI process, it is possible that the cache may be targeted. When
774       using <code class="module"><a href="./mod/mod_cache_disk.html">mod_cache_disk</a></code>, it is relatively easy to
775       insert or modify a cached entity.</p>
776
777       <p>This presents a somewhat elevated risk in comparison to the other
778       types of attack it is possible to make as the Apache user. If you are
779       using <code class="module"><a href="./mod/mod_cache_disk.html">mod_cache_disk</a></code> you should bear this in mind -
780       ensure you upgrade httpd when security upgrades are announced and
781       run CGI processes as a non-Apache user using <a href="suexec.html">suEXEC</a> if possible.</p>
782
783     
784
785     <h3>Cache Poisoning</h3>
786       
787
788       <p>When running httpd as a caching proxy server, there is also the
789       potential for so-called cache poisoning. Cache Poisoning is a broad
790       term for attacks in which an attacker causes the proxy server to
791       retrieve incorrect (and usually undesirable) content from the origin
792       server.</p>
793
794       <p>For example if the DNS servers used by your system running httpd
795       are vulnerable to DNS cache poisoning, an attacker may be able to control
796       where httpd connects to when requesting content from the origin server.
797       Another example is so-called HTTP request-smuggling attacks.</p>
798
799       <p>This document is not the correct place for an in-depth discussion
800       of HTTP request smuggling (instead, try your favourite search engine)
801       however it is important to be aware that it is possible to make
802       a series of requests, and to exploit a vulnerability on an origin
803       webserver such that the attacker can entirely control the content
804       retrieved by the proxy.</p>
805     
806
807     <h3>Denial of Service / Cachebusting</h3>
808       
809
810       <p>The Vary mechanism allows multiple variants of the same URL to be
811       cached side by side. Depending on header values provided by the client,
812       the cache will select the correct variant to return to the client. This
813       mechanism can become a problem when an attempt is made to vary on a
814       header that is known to contain a wide range of possible values under
815       normal use, for example the <code>User-Agent</code> header. Depending
816       on the popularity of the particular web site thousands or millions of
817       duplicate cache entries could be created for the same URL, crowding
818       out other entries in the cache.</p>
819       
820       <p>In other cases, there may be a need to change the URL of a particular
821       resource on every request, usually by adding a "cachebuster" string to
822       the URL. If this content is declared cacheable by a server for a
823       significant freshness lifetime, these entries can crowd out
824       legitimate entries in a cache. While <code class="module"><a href="./mod/mod_cache.html">mod_cache</a></code>
825       provides a
826       <code class="directive"><a href="./mod/mod_cache.html#cacheignoreurlsessionidentifiers">CacheIgnoreURLSessionIdentifiers</a></code>
827       directive, this directive should be used with care to ensure that
828       downstream proxy or browser caches aren't subjected to the same denial
829       of service issue.</p>
830     
831   </div></div>
832 <div class="bottomlang">
833 <p><span>Available Languages: </span><a href="./en/caching.html" title="English">&nbsp;en&nbsp;</a> |
834 <a href="./fr/caching.html" hreflang="fr" rel="alternate" title="Français">&nbsp;fr&nbsp;</a> |
835 <a href="./tr/caching.html" hreflang="tr" rel="alternate" title="Türkçe">&nbsp;tr&nbsp;</a></p>
836 </div><div class="top"><a href="#page-header"><img src="./images/up.gif" alt="top" /></a></div><div class="section"><h2><a id="comments_section" name="comments_section">Comments</a></h2><div class="warning"><strong>Notice:</strong><br />This is not a Q&amp;A section. Comments placed here should be pointed towards suggestions on improving the documentation or server, and may be removed again by our moderators if they are either implemented or considered invalid/off-topic. Questions on how to manage the Apache HTTP Server should be directed at either our IRC channel, #httpd, on Freenode, or sent to our <a href="http://httpd.apache.org/lists.html">mailing lists</a>.</div>
837 <script type="text/javascript"><!--//--><![CDATA[//><!--
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854 <p class="apache">Copyright 2014 The Apache Software Foundation.<br />Licensed under the <a href="http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0">Apache License, Version 2.0</a>.</p>
855 <p class="menu"><a href="./mod/">Modules</a> | <a href="./mod/quickreference.html">Directives</a> | <a href="http://wiki.apache.org/httpd/FAQ">FAQ</a> | <a href="./glossary.html">Glossary</a> | <a href="./sitemap.html">Sitemap</a></p></div><script type="text/javascript"><!--//--><![CDATA[//><!--
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860 </body></html>