Web缓存 --- Varnish方案_web get请求进行缓存-优快云博客

简介

varnish是一款高性能的开源HTTP加速器。
Varnish代替Squid的理由有三点：
　　1、Varnish采用了“Visual Page Cache”技术，在内存的利用上，Varnish比Squid具有优势，它避免了Squid频繁在内存、磁盘中交换文件，性能要比Squid高。
　　2、Varnish的稳定性还不错。
　　3、通过Varnish管理端口，可以使用正则表达式快速、批量地清除部分缓存，这一点是Squid不能具备的。

工作原理

Varnish与一般服务器软件类似，分为master（management）进程和child（worker，主要做cache的工作）进程。master进程读入命令，进行一些初始化，然后fork并监控child进程。child进程分配若干线程进行工作，主要包括一些管理线程和很多woker线程。
针对文件缓存部分，master读入存储配置（-s file[,path[,size[,granularity]]] ），调用合适的存储类型，然后创建/读入相应大小的缓存大文件。接着，master初始化管理该存储空间的结构体。这些变量都是全局变量，在fork以后会被child进程所继承（包括文件描述符）。

在child进程主线程初始化过程中，将前面打开的存储大文件整个mmap到内存中（如果超出系统的虚拟内存，mmap失败，进程会减少原来的配置mmap大小，然后继续mmap），此时创建并初始化空闲存储结构体，挂到存储管理结构体，以待分配。

接着，真正的工作开始，Varnish的某个负责接受新HTTP连接的线程开始等待用户，如果有新的HTTP连接过来，它总负责接收，然后叫醒某个等待中的线程，并把具体的处理过程交给它。Worker线程读入HTTP请求的URI，查找已有的object，如果命中则直接返回并回复用户。如果没有命中，则需要将所请求的内容，从后端服务器中取过来，存到缓存中，然后再回复。

分配缓存的过程：它根据所读到object的大小，创建相应大小的缓存文件。为了读写方便，程序会把每个object的大小变为最接近其大小的内存页面倍数。然后从现有的空闲存储结构体中查找，找到最合适的大小的空闲存储块，分配给它。如果空闲块没有用完，就把多余的内存另外组成一个空闲存储块，挂到管理结构体上。如果缓存已满，就根据LRU机制，把最旧的object释放掉。

释放缓存的过程：有一个超时线程，检测缓存中所有object的生存期，如果超初设定的TTL（Time To Live）没有被访问，就删除之，并且释放相应的结构体及存储内存。注意释放时会检查该存储内存块前面或后面的空闲内存块，如果前面或后面的空闲内存和该释放内存是连续的，就将它们合并成更大一块内存。

整个文件缓存的管理，没有考虑文件与内存的关系，实际上是将所有的object都考虑是在内存中，如果系统内存不足，系统会自动将其换到swap空间，而不需要varnish程序去控制。

安装

1、创建www用户和组，以及Varnish缓存文件存放目录/var/vcache）：

/usr/sbin/groupadd www -g 48
/usr/sbin/useradd -u 48 -g www www
mkdir -p /var/vcache
chmod +w /var/vcache
chown -R www:www /var/vcache

2、创建Varnish日志目录（/var/logs/）：

mkdir -p /var/logs
chmod +w /var/logs
chown -R www:www /var/logs

3、编译安装varnish：

wget http://blog.s135.com/soft/linux/varnish/varnish-1.1.2.tar.gz
tar zxvf varnish-1.1.2.tar.gz
cd varnish-1.1.2
./configure --prefix=/usr/local/varnish
make && make install

4、创建Varnish配置文件：

vi /usr/local/varnish/vcl.conf
输入以下内容：
引用
backend myblogserver { 
    set backend.host = "192.168.0.5"; 
    set backend.port = "80"; 
}

acl purge {
    "localhost";
    "127.0.0.1";
    "192.168.1.0"/24;
}

sub vcl_recv {
    if (req.request == "PURGE") {
        if (!client.ip ~ purge) {
            error 405 "Not allowed.";
        }
    lookup;
    }

    if (req.http.host ~ "^blog.s135.com") {
        set req.backend = myblogserver; 
        if (req.request != "GET" && req.request != "HEAD") {
            pipe;
        }
        else {
            lookup;
        }
    }
    else {
        error 404 "Zhang Yan Cache Server"; 
        lookup;
    }
}

sub vcl_hit {
    if (req.request == "PURGE") {
        set obj.ttl = 0s;
        error 200 "Purged.";
    }
}

sub vcl_miss {
    if (req.request == "PURGE") {
        error 404 "Not in cache.";
    }
}

sub vcl_fetch {
    if (req.request == "GET" && req.url ~ "\.(txt|js)$")
    {
        set obj.ttl = 3600s;
    }
    else {
        set obj.ttl = 30d;
    }
}

这里，对这段配置文件解释一下：
　　(1)、Varnish通过反向代理请求后端IP为192.168.0.5，端口为80的web服务器；
　　(2)、Varnish允许localhost、127.0.0.1、192.168.0.*三个来源IP通过PURGE方法清除缓存；
　　(3)、Varnish对域名为blog.s135.com的请求进行处理，非blog.s135.com域名的请求则返回“Zhang Yan Cache Server”；
　　(4)、Varnish对HTTP协议中的GET、HEAD请求进行缓存，对POST请求透过，让其直接访问后端Web服务器。之所以这样配置，是因为POST请求一般是发送数据给服务器的，需要服务器接收、处理，所以不缓存；
　　(5)、Varnish对以.txt和.js结尾的URL缓存时间设置1小时，对其他的URL缓存时间设置为30天。

5、启动Varnish

ulimit -SHn 51200
/usr/local/varnish/sbin/varnishd -n /var/vcache -f /usr/local/varnish/vcl.conf -a 0.0.0.0:80 -s file,/var/vcache/varnish_cache.data,1G -g www -u www -w 30000,51200,10 -T 127.0.0.1:3500 -p client_http11=on

6、启动varnishncsa用来将Varnish访问日志写入日志文件：

/usr/local/varnish/bin/varnishncsa -n /var/vcache -w /var/logs/varnish.log &

7、配置开机自动启动Varnish

vi /etc/rc.local
在末尾增加以下内容：
引用
ulimit -SHn 51200
/usr/local/varnish/sbin/varnishd -n /var/vcache -f /usr/local/varnish/vcl.conf -a 0.0.0.0:80 -s file,/var/vcache/varnish_cache.data,1G -g www -u www -w 30000,51200,10 -T 127.0.0.1:3500 -p client_http11=on
/usr/local/varnish/bin/varnishncsa -n /var/vcache -w /var/logs/youvideo.log &

8、优化Linux内核参数

vi /etc/sysctl.conf
在末尾增加以下内容：
引用
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 300
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.ip_local_port_range = 5000 65000

管理

1、查看Varnish服务器连接数与命中率：

/usr/local/varnish/bin/varnishstat

2、通过Varnish管理端口进行管理：
　用help看看可以使用哪些Varnish命令：

/usr/local/varnish/bin/varnishadm -T 127.0.0.1:3500 help
Available commands:
ping [timestamp]
status
start
stop
stats
vcl.load 
vcl.inline 
vcl.use 
vcl.discard 
vcl.list
vcl.show 
param.show [-l] []
param.set 
help [command]
url.purge 
dump.pool

3、通过Varnish管理端口，使用正则表达式批量清除缓存：
　(1)、例：清除类似http://blog.s135.com/a/zhangyan.html的URL地址）：

/usr/local/varnish/bin/varnishadm -T 127.0.0.1:3500 url.purge /a/

　　(2)、例：清除类似http://blog.s135.com/tech的URL地址：

/usr/local/varnish/bin/varnishadm -T 127.0.0.1:3500 url.purge w*$

　　(3)、例：清除所有缓存：

/usr/local/varnish/bin/varnishadm -T 127.0.0.1:3500 url.purge *$

4、一个清除Squid缓存的PHP函数（清除Varnish缓存同样可以使用该函数，无需作任何修改，十分方便）：

view plainprint?
<?php 
    function purge($ip, $url) 
    { 
        $errstr = ''; 
        $errno = ''; 
        $fp = fsockopen ($ip, 80, $errno, $errstr, 2); 
        if (!$fp) 
        { 
            return false; 
        } 
        else 
        { 
            $out = "PURGE $url HTTP/1.1\r\n"; 
            $out .= "Host:blog.s135.com\r\n"; 
            $out .= "Connection: close\r\n\r\n"; 
            fputs ($fp, $out); 
            $out = fgets($fp , 4096); 
            fclose ($fp); 
            return true; 
        } 
    } 

    purge("192.168.0.4", "/index.php"); 
?>

附1：Varnish官方网站：http://www.varnish-cache.org/

附2：2007年12月10日，我写了一个每天0点运行，按天切割Varnish日志，生成一个压缩文件，同时删除上个月旧日志的脚本。
/var/logs/cutlog.sh文件内容如下：

#!/bin/sh
# This file run at 00:00
date=$(date -d "yesterday" +"%Y-%m-%d")
pkill -9 varnishncsa
mv /var/logs/youvideo.log /var/logs/${date}.log
/usr/local/varnish/bin/varnishncsa -n /var/vcache -w /var/logs/youvideo.log &
mkdir -p /var/logs/youvideo/
gzip -c /var/logs/${date}.log > /var/logs/youvideo/${date}.log.gz
rm -f /var/logs/${date}.log
rm -f /var/logs/youvideo/$(date -d "-1 month" +"%Y-%m*").log.gz
设置在每天00:00定时执行：
/usr/bin/crontab -e
或者　　
vi /var/spool/cron/root
输入以下内容：
0 0 * * * /bin/sh /var/logs/cutlog.sh