一、簡介：
Varnish 是一款高性能且開源的反向代理伺服器和 HTTP 加速器，其采用全新的軟體體系機構，和現在的硬體體系緊密配合，與傳統的 squid 相比，varnish 具有穩定，且效率更高，資源占用更少等優點。
Varnish的官網為https://www.varnish-cache.org，rpm，rpm包的下載下傳位置為：http://repo.varnish-cache.org。
二、varnish結構特點：
1、varnish結構
三大部分，用戶端，varnish處理，varnish日志。如圖
2、varnish特點：
varnish主要運作兩個程序：Management程序和Child程序（也叫Cache程序）。
Management程序主要實作應用新的配置、編譯VCL、監控varnish、初始化varnish以及提供一個指令行接口等。Management程序會每隔一段時間探測一下Child程序以判斷其是否正常運作，如果在指定的時長内未得到Child程序的回應，Mangagement将會重新開機此Child程序。
Child程序包含多種類型的線程，關鍵點有:
Acceptor程序：接受新的連接配接請求并響應
worker程序：child程序會為每個使用者啟動一個worker程序，是以，在高并發的場景中可能會出現數百個worker程序甚至更多
Object Expiry程序：從緩存中清理過期内容
Varnish依賴“工作區(workspace)”以降低線程在申請或修改記憶體時出現競争的可能性。在varnish内部有多種不同的工作區，其中最關鍵的當屬用于管理會話資料的session工作區。
3、varnish日志：
varnish共享記憶體大小一般為90M，其分為兩部分，計數器和為用戶端請求的資料。varnish通過varnishlog、varnishncsa、varnishstst等來分析共享記憶體日志中的資訊并能夠以指定的方式進行顯示
4、varnish缺點：
varnish在高并發狀态下，CPU、I/O和記憶體等資源的開銷高于Squid。Varnish的程序一旦挂起、崩潰或者重新開機，緩存的資料都會從記憶體中釋放出來。此時的所有請求都會被發送到後端應用伺服器上，在高并發的情況下，就會給後端伺服器造成很大壓力。
三、varnish的工作原理及工作流程
工作原理：
1、Varnish 與一般伺服器軟體一樣，分為master 程序和child 程序。master程序讀入存儲配置檔案，調用合适的存儲類型，然後建立/ 讀入相應大小的緩存檔案，接着master 初始化管理該存儲空間的結構體，然後fork 并監控child 程序。child程序在主線程的初始化的過程中，将前面打開的存儲檔案整個mmap 到記憶體中，此時建立并初始化空閑結構體，挂到存儲管理結構體，以待配置設定。child程序配置設定若幹線程進行工作，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 連接配接線程開始等待使用者，如果有新的HTTP連接配接過來，它總負責接收，然後喚醒某個等待中的線程，并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，如果命中則直接傳回并回複使用者。如果沒有命中，則需要将所請求的内容，從後端伺服器中取過來，存到緩存中，然後再回複。
3、配置設定緩存的過程是這樣的：它根據所讀到object 的大小，建立相應大小的緩存檔案。為了讀寫友善，程式會把每個object的大小變為最接近其大小的記憶體頁面倍數。然後從現有的空閑存儲結構體中查找，找到最合适的大小的空閑存儲塊，配置設定給它。如果空閑塊沒有用完，就把多餘的記憶體另外組成一個空閑存儲塊，挂到管理結構體上。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：有一個逾時線程，檢測緩存中所有object 的生存期，如果超初設定的TTL（Time To Live）沒有被通路，就删除之，并且釋放相應的結構體及存儲記憶體。注意釋放時會檢查該存儲記憶體塊前面或後面的空閑記憶體塊，如果前面或後面的空閑記憶體和該釋放記憶體是連續的，就将它們合并成更大一塊記憶體。
5、整個檔案緩存的管理，沒有考慮檔案與記憶體的關系，實際上是将所有的object 都考慮是在記憶體中，如果系統記憶體不足，系統會自動将其換到swap 空間，而不需要varnish 程式去控制。
官方提供的工作流程圖:
四、varnish實戰：
1、拓撲圖：
2、安裝配置：
# 安裝包下載下傳位址：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 # 編輯配置檔案，修改如下項
VARNISH_LISTEN_PORT=80 # varnish監聽端口改為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,${VARNISH_STORAGE_SIZE}" #使用malloc(即記憶體)作為緩存對象存儲方式；
service varnish start # 啟動varnish
varnishadm -S /etc/varnish/secret -T 127.0.0.1:6082 # 登入管理指令行
varnish> vcl.list # 列出所有的配置
varnish> vcl.load test1 ./test.vcl # 加載編譯新配置，test1是配置名，test.vcl是配置檔案
varnish> vcl.use test1 # 使用配置，需指定配置名，目前使用的配置以最後一次vcl.use為準
varnish> vcl.show test1 # 顯示配置内容，需指定配置名 3、主配置檔案分析
vim /etc/varnish/default.vcl
# This is a basic VCL configuration file for varnish. See the vcl(7)
# man page for details on VCL syntax and semantics.
#
# Default backend definition. Set this to point to your content
# server.
#
import directors; # 導入directors子產品；
probe backend_healthcheck { # 建立健康監測機制；
.url = "/health.html";
.window = 5;
.threshold = 2;
.interval = 3s;
}
backend web1 { # 建立後端主機；
.host = "192.168.1.4";
.port = "80";
.probe = backend_healthcheck;
}
backend web2 {
.host = "192.168.1.5";
.port = "80";
.probe = backend_healthcheck;
}
backend img1 {
.host = "192.168.1.4";
.port = "4040";
.probe = backend_healthcheck;
}
backend img2 {
.host = "192.168.1.5";
.port = "4040";
.probe = backend_healthcheck;
}
sub vcl_init { # 建立後端主機組，即directors；
new web_cluster = directors.random();
web_cluster.add_backend(web1,1.0);
web_cluster.add_backend(web2,1.0);
new img_cluster = directors.random();
img_cluster.add_backend(img1,1.0);
img_cluster.add_backend(img2,1.0);
}
acl purgers { # 定義可通路來源IP；
"127.0.0.1";
"192.168.0.0"/24;
}
sub vcl_recv {
if (req.method == "GET" && req.http.cookie) { # 帶cookie首部的GET請求也緩存；
return(hash);
}
if (req.url ~ "test.html") { # test.html檔案禁止緩存；
return(pass);
}
if (req.method == "PURGE") { # PURGE請求的處理；
if (!client.ip ~ purgers) {
return(synth(405,"Method not allowed"));
}
return(hash);
}
if (req.http.X-Forward-For) { # 為發往後端主機的請求添加X-Forward-For首部；
set req.http.X-Forward-For = req.http.X-Forward-For + "," + client.ip;
} else {
set req.http.X-Forward-For = client.ip;
}
if (req.http.host ~ "(?i)^(www.)?lnmmp.com$") { # 根據不同的通路域名，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$") {
set req.backend_hint = img_cluster.backend();
}
return(hash);
}
sub vcl_hit {
if (req.method == "PURGE") { # PURGE請求的處理；
purge;
return(synth(200,"Purged"));
}
}
sub vcl_miss {
if (req.method == "PURGE") { # PURGE請求的處理；
purge;
return(synth(404,"Not in cache"));
}
}
sub vcl_pass {
if (req.method == "PURGE") { # PURGE請求的處理；
return(synth(502,"PURGE on a passed object"));
}
}
sub vcl_backend_response { # 自定義緩存檔案的緩存時長，即TTL值；
if (bereq.url ~ "\.(jpg|jpeg|gif|png)$") {
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，直接傳回給用戶端；
return(deliver);
}
}
sub vcl_deliver {
if (obj.hits > 0) { # 為響應添加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";
}
}