在nginx里我们引入了缓存功能，把对某些请求的结果缓存下来，下次请求直接使用数据响应，这样极大的节省了系统获取源数据资源的时间，若我们把大量的请求结果都使用缓存服务器来响应，那么我们可以大大减少计算机数量减少成本。既然要使用缓存那么就会引来问题，缓存的数据什么时间失效，万一多台缓存服务器损坏一台后，缓存结果怎么处理。
# 目录
varnish控制
缓存运作方式
缓存项控制
日志
实践
# varnish控制
缓存服务器的类型常用的有memched、squid、varnish，这里我们使用varnish，因为它的功能更加多样更加便捷，正在取代squid；squid是传统运行比较稳健的缓存服务器，memched比较老旧。
varnish的架构图
varnish主要包含三个部分
management提供管理接口，并控制缓存进程的特性
child/cache提供缓存功能，记录日志，访问控制，后端服务器管理
vcl给child/cache提供配置文件的编译
varnish程序结构
/etc/varnish/varnish.params： 配置varnish服务进程的工作特性，例如监听的地址和端口，缓存机制；
/etc/varnish/default.vcl：配置各Child/Cache线程的缓存工作属性；
主程序：
/usr/sbin/varnishd
CLI interface：
/usr/bin/varnishadm
Shared Memory Log交互工具：
/usr/bin/varnishhist
/usr/bin/varnishlog
/usr/bin/varnishncsa
/usr/bin/varnishstat
/usr/bin/varnishtop
测试工具程序：
/usr/bin/varnishtest
VCL配置文件重载程序：
/usr/sbin/varnish_reload_vcl
Systemd Unit File：
/usr/lib/systemd/system/varnish.service
varnish服务
/usr/lib/systemd/system/varnishlog.service
/usr/lib/systemd/system/varnishncsa.service
日志持久的服务；
# 缓存运作方式
缓存的数据存储方式：key/value的方式存储，还记得nginx存储时，是把key保存在内存中，把value的数据存储在磁盘上，这里就有问题了，同样是在磁盘里存储数据，为什么使用key/value存储方式数据是可以提高获取速度的提高，因为文件系统读取数据需要遍历存储树，而我们缓存的时候使用的是一个层级结构，数据的位置可以预测。这里涉及到我们缓存使用的算法，我们把请求报文进行进行hash运算后按照hash结果的后两位的数据的数值创建文件夹，每个对应每个对应位都放在相应的文件夹，然后再把后3和4位数据创建文件夹。
vanish的缓存数据的方式有三种
vanish -s [name=]type[,options]
type的三种类型
· malloc[,size]
内存存储，[,size]用于定义空间大小；重启后所有缓存项失效；
· file[,path[,size[,granularity]]]
文件存储，黑盒；重启后所有缓存项失效；
· persistent,path,size
文件存储，黑盒；重启后所有缓存项有效；实验；
varnish程序的选项：
程序选项：/etc/varnish/varnish.params文件
-a address[:port][,address[:port][...]，默认为6081端口；
-T address[:port]，默认为6082端口；
-s [name=]type[,options]，定义缓存存储机制；
-u user
-g group
-f config：VCL配置文件；
-F：运行于前台；
...
运行时参数：/etc/varnish/varnish.params文件， DEAMON_OPTS
DAEMON_OPTS="-p thread_pool_min=5 -p thread_pool_max=500 -p thread_pool_timeout=300"
-p param=value：设定运行参数及其值； 可重复使用多次；
-r param[,param...]: 设定指定的参数为只读状态；
在使用内存缓存数据时，我们需要考虑内存回收和内存空间碎片化，我们的使用方法是把内存提前分片，然后使用。varnish使用内存是使用c语言的malloc，jemalloc-3.6.0-1.el7.x86_64提供这个功能
线程相关的参数，在线程池内部，其每一个请求由一个线程来处理； 其worker线程的最大数决定了varnish的并发响应能力；
thread_pools #child数量，最好小于或等于CPU核心数量；
thread_pool_max #每个进程最多可以开启的线程数
thread_pool_min #额外意义为“最大空闲线程数”；
最大并发连接数=thread_pools * thread_pool_max
thread_pool_timeout：Thread idle threshold. Threads in excess of thread_pool_min, which have been idle for at least this long, will be destroyed.
thread_pool_add_delay：Wait at least this long after creating a thread.
thread_pool_destroy_delay：Wait this long after destroying a thread.
设置方式：
vcl.param
永久有效的方法：
vim /etc/varnish/varnish.params
DEAMON_OPTS="-p PARAM1=VALUE -p PARAM2=VALUE"
# 缓存项控制
以上是控制child程序运行的基本属性，真正实现缓存功能的定义来至于vcl定义的属性，vcl才varnish真正的配置文件，vcl的配置文件是/etc/default.vcl这个配置文件的属性如下
vcl的语法格式：
(1) VCL配置文件需要以vcl 4.0这个配置开始;
(2) //, # 和 /* foo */作注释;
(3) 可以定义函数然后调用; 例如sub vcl_recv { ...}；
(4) No loops, state-limited variables（受限于引擎的内建变量）；
(5) Terminating statements with a keyword for next action as argument of the return() function, i.e.: return(action)；用于实现状态引擎转换；
(6) Domain-specific;
The VCL Finite State Machine
(1) Each request is processed separately;
(2) Each request is independent from others at any given time;
(3) States are related, but isolated;
(4) return(action); exits one state and instructs Varnish to proceed to the next state;
(5) Built-in VCL code is always present and appended below your own VCL;
### 结构
介绍配置之前我们需要了解varnish的child的运行是调用个状态引擎的顺序，VCL有多个状态引擎，状态之间存在相关性，但状态引擎彼此间互相隔离；每个状态引擎可使用return(x)指明关联至哪个下一级引擎；每个状态引擎对应于vcl文件中的一个配置段，即为subroutine，各引擎调用关系如下
### 引擎
我们调用引擎使用return命令就可以了，这些引擎可以分为两类，一种是面对客户端的，一种是面对后端服务器的
客户端的
vcl_rev #内可以调用这些引擎，在这个引擎内我们可以定义对哪些请求进行使用缓存不使用缓存
hash：vcl_hash #查缓存
pass: vcl_pass
pipe: vcl_pipe
synth: vcl_synth
purge: vcl_hash --> vcl_purge
vcl_deliver #使用缓存响应
vcl_hit
vcl_miss
vcl_pass #不使用缓存
vcl_synth
vcl_purge #对已经缓存的数据进行修剪，重新缓存
vcl_pipe
后端服务器的
vcl_backend_fetch
vcl_backend_response
vcl_backend_error
### 变量
内建变量
req.*：request，表示由客户端发来的请求报文相关；
req.http.*
req.http.User-Agent, req.http.Referer, ...
bereq.*：由varnish发往BE主机的httpd请求相关；
bereq.http.*
beresp.*：由BE主机响应给varnish的响应报文相关；
beresp.http.*
resp.*：由varnish响应给client相关；
obj.*：存储在缓存空间中的缓存对象的属性；只读；
常用变量：
bereq.*, req.*：
bereq.http.HEADERS
bereq.request：请求方法；
bereq.url：请求的url；
bereq.proto：请求的协议版本；
bereq.backend：指明要调用的后端主机；
req.http.Cookie：客户端的请求报文中Cookie首部的值；
req.http.User-Agent ~ "chrome"
beresp.*, resp.*：
beresp.http.HEADERS
beresp.status：响应的状态码；
reresp.proto：协议版本；
beresp.backend.name：BE主机的主机名；
beresp.ttl：BE主机响应的内容的余下的可缓存时长；
obj.*
obj.hits：此对象从缓存中命中的次数；
obj.ttl：对象的ttl值
server.*
server.ip
server.hostname
client.*
client.ip
用户自定义：
set
unset
# 日志
1、varnishstat - Varnish Cache statistics
-1
-1 -f FILED_NAME
-l：可用于-f选项指定的字段名称列表；
MAIN.cache_hit
MAIN.cache_miss
# varnishstat -1 -f MAIN.cache_hit -f MAIN.cache_miss
2、varnishtop - Varnish log entry ranking
-1 Instead of a continously updated display, print the statistics once and exit.
-i taglist，可以同时使用多个-i选项，也可以一个选项跟上多个标签；
-I <[taglist:]regex>
-x taglist：排除列表
-X <[taglist:]regex>
3、varnishlog - Display Varnish logs
4、 varnishncsa - Display Varnish logs in Apache / NCSA combined log format
# 实践
这里我做的实验是，varnish有两个后端主机，网页使用缓存，但是login目录下的内容不使用缓存，这里我们把后端主机的/login下页面定义不一样，这样我们可以看到不使用缓存的效果，同时varnish主机自己可以刷新缓存数据。
### varnish的配置
varnish在epel源中，版本是4.0.4
yum install varnish
vim /etc/varnish/varnish.params #只更改如下一行
VARNISH_LISTEN_PORT=80
vim /etc/varnish/default.vcl
vcl 4.0;
import directors;
backend default {
.host = "127.0.0.1";
.port = "8080";
}
probe check {
.url = "/index.html";
.window = 5;
.threshold = 3;
.interval = 2s;
.timeout = 1s;
}
backend server1 {
.host = "172.16.29.10";
.port = "80";
.probe = check;
}
backend server2 {
.host = "172.16.29.20";
.port = "80";
.probe = check;
}
sub vcl_init {
new static = directors.round_robin();
static.add_backend(server1);
static.add_backend(server2);
}
sub vcl_recv {
set req.backend_hint = static.backend();
if (req.url ~ "(?i)^/login") {
return(pass);
}
acl purgers {
"127.0.0.0"/8;
}
sub vcl_recv {
if (req.method == "PURGE") {
if (!client.ip ~ purgers) {
return(synth(405,"Purging not allowed for " + client.ip));
}
return(purge);
}
}
sub vcl_purge {
return (synth(200,"Purged"));
}
sub vcl_backend_response {
}
sub vcl_deliver {
}
* 注意：default.vcl的配置文件使用的类c语言的编程方式，那么就会有一个问题，被调用的函数需要在调用前定义，所有定义引擎的时候需要注意顺序
### server1的配置
yum install httpd
echo 1 > /var/www/html/index.html
mkdir /var/www/html/login/
echo login1 > /var/www/html/login/index.html
### server2的配置
yum install httpd
echo 2 > /var/www/html/index.html
mkdir /var/www/html/login/
echo login2 > /var/www/html/login/index.html
### 使用zabbix监控varnish的模板
下载路径如下https://raw.githubusercontent.com/rdvn/zabbix-templates/master/varnish
* 注意：下载的时候要在raw把内容复制到一个文件里，然后导入使用，右键另存为的不是源码不可以使用。
zabbix的使用可以参考http://oldking.blog.51cto.com/10402759/1889514
# 总结
在这个缓存为王的时代，熟练使用varnish很重要。