性感的开源软件Varnish-基础知识篇

此博文针对varnish3.x系列，有些知识不适合最新的varnish4.x，望广大博友知晓；

本次只有基础知识跟介绍，详细的安装、生产引用后面一一呈现！！！

一、varnish简介

varnish是一款高性能、配置灵活、管理方便的代理缓存软件，在缓存软件中它与传统的squid相比是一个新贵，具有配置灵活、运行速度快、管理更加方便等优点.

二、varnish的软件架构系统介绍：

1.  varnish的软件系统架构类似于Nginx的master-worker，varnish主要有两个进程：management和child进程;

2. management进程主要的功能是：应用新的配置，管理编译器编译vcl配置文件，监控varnish child进程状态、初始化varnish以及提供一个varnish的命令行接口;

3. child进程，也常被称之为cache进程，每个child进程中包含有很多线程，常见的线程主要有:

acceptor线程：主要负责接收新的请求并相应;

worker线程：child进程会为每个会话分配一个worker线程

Expiry线程：从缓冲中清理过期的内容

4. varnish的工作架构图：   

三、varnish的配置语言VCL：

1. varnish的配置文件采用了varnish自己独特的配置语言VarnishConfiguration Language (VCL)，VCL是一种简单的编程语言，仅支持有限的算术运算和逻辑运算操作，支持正则表达式进行字符串的匹配、允许用户使用set自定义变量、支持if判断语句，但是不支持循环语句;

2. varnish需要通过management将其转换成C代码，再有GCC编译器将C代码编译成二进制文件才能被varnish进程所调用使用;

3. management在将vcl转换成C代码的时候会去检测vcl语法的正确性，如果不正确的会抛出错误并且不去转换，有效的避免了装载错误配置文件的风险;

4. VCL语法：

1). //、#或/* comment */用于注释;

2). sub$name 定义函数;

3). 不支持循环，有内置变量;

4). 使用终止语句，没有返回值;

5). 域专用;

6）操作符：=(赋值)、==(等值比较)、~(模式匹配)、!(取反)、&&(逻辑与)、||(逻辑或);

四、varnish的日志功能：

1. varnish有记录日志的功能，但是它的特殊之处在于varnish的日志是存储在内存里面的，默认为内存保留的空间为90M，超过90M就会清楚最起初的日志记录新日志;

2. 要想获取日志信息，我们可以通过命令接口的方式或者工具去获取日志，这样的工具有varnishlog、varnishncsa或varnishstat;

3. varnish的日志分为两部分，第一部分是计数器，第二部分为客户端请求的数据;

五、varnish缓存对象的存储：

varnish支持将缓存的对象存储在不同的介质中，我们可以在varnish启动的使用使用-s选项来指定缓存的存储类型;

file：使用特定的文件存储全部的缓存数据，并且通过操作系统mmap()系统调用将整个缓存文件映射至内存区域;

malloc：使用malloc()库调用在varnish启动时向操作系统申请指定大小的内存空间以存储缓存对象;

persistent：与file的功能相同，但是它可以实现持久存储，但是这个功能目前还尚不稳定，处于测试期;

根据官方资料记载，每个缓存对象会大约多占用1K左右的存储空间，所以大约没100万个对象就会多占用1G的空间(处于性能跟稳定性方面考虑，推荐使用malloc);

六、varnish的几个重要的内置函数

vcl_recv：

vcl_recv是在varnish完成对请求的报文的解码为基本数据结构后第一个要执行的子例程，它的主要作用有：

1. 修改客户端的数据以减少缓存对象的差异性，比如删除URL中的www字符等;

2. 基于客户端数据选用缓存策略，比如仅缓存特定的URL请求，不缓存POST请求等;

3. 为web应用程序执行URL重写规则;

4. 挑选合适的后端web服务器;

注：vcl_recv也可以通过精巧的策略完成一定意义上的安全功能，以将某些特定的攻击扼杀于摇篮中。同时，它也可以检查出一些拼写类的错误并将其修正等;

varnish默认的vcl_recv函数主要有两个功能：仅处理可以识别的http方法，并且只缓存GET和HEAD方法的http请求，不缓存任何用户特有的数据;

vcl_fetch

vcl_fetch根据服务器端的响应做出缓存的策略，在任何的VCL状态引擎中返回的PASS操作都由vcl_fetch进行后续的处理，vcl_fetch中有很多内置的变量比如最常见的用于定义某对象缓存时长的beresp.ttl变量

注：默认的vcl_fetch放弃了缓存任何使用了Set-Cookie首部的响应

vcl_pipe

此函数在进入pipe模式的时候被调用，用于将请求直接传递至后端主机，在请求和返回的内容没有改变的情况下，将不改变的内容返回客户，知道这个链接被关闭

vcl_pass

将请求直接传递到后端主机，后端主机在应答数据后将应答数据发送给客户端，但不会进行缓存，所以在当前这种链接的情况下每次返回的都是最新的内容

vcl_hit

如果在执行完成lookup之后，在缓存中找到了请求的内容，那么会自动调用这个函数

lookup

在缓存中查找是否有请求的对象，并且根据结果把控制权交给vcl_hit(有结果)或者vcl_miss(没结果)

vcl_miss

执行lookup之后，如果没有在缓存中找到请求的对象，就调用这个函数，这个函数可以判断是否需要从后端服务器获取内容

vcl_deliver

如果lookup在缓存中找到的请求的对象，在将缓存的内容返回给客户端的时候会调用这个函数

七、varnish的状态引擎流程图：

八、varnish简易的内部处理流程：

九、varnish常见的环境变量：

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