一、簡介：
Varnish 是一款高性能且開源的反向代理服務器和 HTTP 加速器，其採用全新的軟件體系機構，和現在的硬件體系緊密配合，與傳統的 squid 相比，varnish 具有穩定，且效率更高，資源佔用更少等優點。
Varnish的官網爲https://www.varnish-cache.org，rpm，rpm包的下載位置爲：http://repo.varnish-cache.org。
二、varnish結構特點：
1、varnish結構
三大部分，客戶端，varnish處理，varnish日誌。如圖
2、varnish特點：
varnish主要運行兩個進程：Management進程和Child進程（也叫Cache進程）。
Management進程主要實現應用新的配置、編譯VCL、監控varnish、初始化varnish以及提供一個命令行接口等。Management進程會每隔一段時間探測一下Child進程以判斷其是否正常運行，如果在指定的時長內未得到Child進程的迴應，Mangagement將會重啓此Child進程。
Child進程包含多種類型的線程，關鍵點有:
Acceptor進程：接受新的連接請求並響應
worker進程：child進程會爲每個用戶啓動一個worker進程，因此，在高併發的場景中可能會出現數百個worker進程甚至更多
Object Expiry進程：從緩存中清理過期內容
Varnish依賴“工作區(workspace)”以降低線程在申請或修改內存時出現競爭的可能性。在varnish內部有多種不同的工作區，其中最關鍵的當屬用於管理會話數據的session工作區。
3、varnish日誌：
varnish共享內存大小一般爲90M，其分爲兩部分，計數器和爲客戶端請求的數據。varnish通過varnishlog、varnishncsa、varnishstst等來分析共享內存日誌中的信息並能夠以指定的方式進行顯示
4、varnish缺點：
varnish在高併發狀態下，CPU、I/O和內存等資源的開銷高於Squid。Varnish的進程一旦掛起、崩潰或者重啓，緩存的數據都會從內存中釋放出來。此時的所有請求都會被髮送到後端應用服務器上，在高併發的情況下，就會給後端服務器造成很大壓力。
三、varnish的工作原理及工作流程
工作原理：
1、Varnish 與一般服務器軟件一樣，分爲master 進程和child 進程。master進程讀入存儲配置文件，調用合適的存儲類型，然後創建/ 讀入相應大小的緩存文件，接着master 初始化管理該存儲空間的結構體，然後fork 並監控child 進程。child進程在主線程的初始化的過程中，將前面打開的存儲文件整個mmap 到內存中，此時創建並初始化空閒結構體，掛到存儲管理結構體，以待分配。child進程分配若干線程進行工作，主要包括一些管理線程和很多worker 線程。
2、開始真正的工作，varnish的某個負責接收新HTTP 連接線程開始等待用戶，如果有新的HTTP連接過來，它總負責接收，然後喚醒某個等待中的線程，並把具體的處理過程交給它。Worker線程讀入HTTP 請求的URI，查找已有的object，如果命中則直接返回並回複用戶。如果沒有命中，則需要將所請求的內容，從後端服務器中取過來，存到緩存中，然後再回復。
3、分配緩存的過程是這樣的：它根據所讀到object 的大小，創建相應大小的緩存文件。爲了讀寫方便，程序會把每個object的大小變爲最接近其大小的內存頁面倍數。然後從現有的空閒存儲結構體中查找，找到最合適的大小的空閒存儲塊，分配給它。如果空閒塊沒有用完，就把多餘的內存另外組成一個空閒存儲塊，掛到管理結構體上。如果緩存已滿，就根據LRU 機制，把最舊的object 釋放掉。
4、釋放緩存的過程是這樣的：有一個超時線程，檢測緩存中所有object 的生存期，如果超初設定的TTL（Time To Live）沒有被訪問，就刪除之，並且釋放相應的結構體及存儲內存。注意釋放時會檢查該存儲內存塊前面或後面的空閒內存塊，如果前面或後面的空閒內存和該釋放內存是連續的，就將它們合併成更大一塊內存。
5、整個文件緩存的管理，沒有考慮文件與內存的關係，實際上是將所有的object 都考慮是在內存中，如果系統內存不足，系統會自動將其換到swap 空間，而不需要varnish 程序去控制。
官方提供的工作流程圖:
四、varnish實戰：
1、拓撲圖：
2、安裝配置：
# 安裝包下載地址：http://repo.varnish-cache.org/redhat/varnish-4.0/el6/
yum -y install varnish-3.0.5-1.el6.x86_64.rpm varnish-docs-3.0.5-1.el6.x86_64.rpm varnish-libs-3.0.5-1.el6.x86_64.rpm
vim /etc/sysconfig/varnish # 編輯配置文件，修改如下項
VARNISH_LISTEN_PORT=80 # varnish監聽端口改爲80端口
VARNISH_STORAGE_SIZE=64M # 此值根據自身情況調整，測試環境可調低此值
VARNISH_STORAGE="malloc,${VARNISH_STORAGE_SIZE}" #使用malloc(即內存)作爲緩存對象存儲方式；
service varnish start # 啓動varnish
varnishadm -S /etc/varnish/secret -T 127.0.0.1:6082 # 登錄管理命令行
varnish> vcl.list # 列出所有的配置
varnish> vcl.load test1 ./test.vcl # 加載編譯新配置，test1是配置名，test.vcl是配置文件
varnish> vcl.use test1 # 使用配置，需指定配置名，當前使用的配置以最後一次vcl.use爲準
varnish> vcl.show test1 # 顯示配置內容，需指定配置名
3、主配置文件分析
vim /etc/varnish/default.vcl
# This is a basic VCL configuration file for varnish. See the vcl(7)
# man page for details on VCL syntax and semantics.
#
# Default backend definition. Set this to point to your content
# server.
#
import directors; # 導入directors模塊；
probe backend_healthcheck { # 創建健康監測機制；
.url = "/health.html";
.window = 5;
.threshold = 2;
.interval = 3s;
}
backend web1 { # 創建後端主機；
.host = "192.168.1.4";
.port = "80";
.probe = backend_healthcheck;
}
backend web2 {
.host = "192.168.1.5";
.port = "80";
.probe = backend_healthcheck;
}
backend img1 {
.host = "192.168.1.4";
.port = "4040";
.probe = backend_healthcheck;
}
backend img2 {
.host = "192.168.1.5";
.port = "4040";
.probe = backend_healthcheck;
}
sub vcl_init { # 創建後端主機組，即directors；
new web_cluster = directors.random();
web_cluster.add_backend(web1,1.0);
web_cluster.add_backend(web2,1.0);
new img_cluster = directors.random();
img_cluster.add_backend(img1,1.0);
img_cluster.add_backend(img2,1.0);
}
acl purgers { # 定義可訪問來源IP；
"127.0.0.1";
"192.168.0.0"/24;
}
sub vcl_recv {
if (req.method == "GET" && req.http.cookie) { # 帶cookie首部的GET請求也緩存；
return(hash);
}
if (req.url ~ "test.html") { # test.html文件禁止緩存；
return(pass);
}
if (req.method == "PURGE") { # PURGE請求的處理；
if (!client.ip ~ purgers) {
return(synth(405,"Method not allowed"));
}
return(hash);
}
if (req.http.X-Forward-For) { # 爲發往後端主機的請求添加X-Forward-For首部；
set req.http.X-Forward-For = req.http.X-Forward-For + "," + client.ip;
} else {
set req.http.X-Forward-For = client.ip;
}
if (req.http.host ~ "(?i)^(www.)?lnmmp.com$") { # 根據不同的訪問域名，分發至不同的後端主機組；
set req.http.host = "www.lnmmp.com";
set req.backend_hint = web_cluster.backend();
} elsif (req.http.host ~ "(?i)^p_w_picpaths.lnmmp.com$") {
set req.backend_hint = img_cluster.backend();
}
return(hash);
}
sub vcl_hit {
if (req.method == "PURGE") { # PURGE請求的處理；
purge;
return(synth(200,"Purged"));
}
}
sub vcl_miss {
if (req.method == "PURGE") { # PURGE請求的處理；
purge;
return(synth(404,"Not in cache"));
}
}
sub vcl_pass {
if (req.method == "PURGE") { # PURGE請求的處理；
return(synth(502,"PURGE on a passed object"));
}
}
sub vcl_backend_response { # 自定義緩存文件的緩存時長，即TTL值；
if (bereq.url ~ "\.(jpg|jpeg|gif|png)$") {
set beresp.ttl = 7200s;
}
if (bereq.url ~ "\.(html|css|js)$") {
set beresp.ttl = 1200s;
}
if (beresp.http.Set-Cookie) { # 定義帶Set-Cookie首部的後端響應不緩存，直接返回給客戶端；
return(deliver);
}
}
sub vcl_deliver {
if (obj.hits > 0) { # 爲響應添加X-Cache首部，顯示緩存是否命中；
set resp.http.X-Cache = "HIT from " + server.ip;
} else {
set resp.http.X-Cache = "MISS";
}
}
4、測試結果：
