Varnish调优手记
最近公司做活动推广，流量暴增，后端服务器压力山大，导致用户的请求响应时间延长，客户因此抱怨声音很大。
为尽快解决问题，在安排人员不断优化后端代码的同时，考虑在nginx前增加varnish缓存层，只透传部分动态请求过去，直接减少后端服务器的压力。
在实际使用中，真正感受到了varnish服务器强大的威力！在不断的调优缓存命中率后，后端服务器cpu直接从80%降到了20%，再大的并发前端也可以直接消化，后端服务器表示毫无压力。有了这玩意，可以再也不用在后台写定时任务，不断重新生成静态页面了，直接丢缓存里完事！此外，varnish还支持一种叫“神圣模式”，在后端服务器报错返回500的时候，varnish还能继续优先返回过去缓存的内容，为用户屏蔽部分错误，这东东有时真算是救命稻草啊。
但同时，也趟了n多的坑，varnish中的VCL语言太过强大和灵活，稍微运用不好就会中枪。而网上公开的大多数varnish配置文件都是一大抄，根本无法直接用于生产。在研究了几天，翻阅了大量各种资料后，才总算把遇到的问题都解决了。
现将调优心得记录如下：
一、介绍
Varnish是一种专业的网站缓存软件（其实就是带缓存的反向代理服务），它可以把整个HTTP响应内容缓存到内存或文件中，从而提高Web服务器的响应速度。
Varnish内置强大的VCL（Varnish Configuration Language）配置语言，允许通过各种条件判断来灵活调整缓存策略。在程序启动时，varnish就把VCL转换成二进制代码，因此性能非常高。
二、安装
epel源里也有varnish，但是却2.x版本的。
因为 varnish 3.0的配置文件与 2.x 的存在很大不同，因此varnish团队不能再更新epel里的软件源。如果你想安装最新版本，推荐使用 rpm 方式。
RPM安装
在redhat系服务器上可以很容易的直接通过rpm包安装：
wget http://repo.varnish-cache.org/redhat/varnish-3.0/el6/x86_64/varnish/varnish-libs-3.0.4-1.el6.x86_64.rpm wget http://repo.varnish-cache.org/redhat/varnish-3.0/el6/x86_64/varnish/varnish-3.0.4-1.el6.x86_64.rpm wget http://repo.varnish-cache.org/redhat/varnish-3.0/el6/x86_64/varnish/varnish-docs-3.0.4-1.el6.x86_64.rpm yum localinstall *.rpm
varnish的安装和配置路径
/etc/varnish/default.vcl #默认配置文件存文件 /etc/sysconfig/varnish #服务启动参数脚本 /etc/init.d/varnish #服务控制脚本
可以通过调整 /etc/sysconfig/varnish 配置文件中的参数来调整启动参数，设置线程池、缓存到内存还是文件等。当然如果你乐意也可以在varnishd后面带上启动参数手工启动服务和管理。
现在能通过服务的方式启动 varnish了：
service varnish start (stop/restart)
将varnish设为开机自启动：
chkconfig varnish on
三、VCL执行过程
先介绍一下Varnish处理请求的主要处理方法和流程
VCL 需定义几个默认的函数，在Varnish处理HTTP请求的各个阶段会回调这些函数进行处理：
vcl_recv，请求入口，判断是否要进一步处理，还是直接转发给后端（pass）。 此过程中可以使用和请求相关的变量，例如客户端请求的url，ip，user-agent，cookie等，此过程中可以把不需缓存的地址，通过判断（相等、不相等、正则匹配等方法）透传给后端，例如POST请求，及jsp、asp、do等扩展名的动态内容；
vcl_fetch，当从后端服务器获取内容后会进入此阶段，除了可以使用客户端的请求变量，还可以使用从后端获取的信息（bersp），如后端返回的头信息，具体指定此信息的缓存时间TTL；
vcl_miss 缓存未命中时中要做的处理
vcl_hit 缓存命中后做的处理
vcl_delever 发送给客户端前的处理
vcl_pass 交给后端服务器
vcl_hash 设置缓存的键值key
首次请求时过程如下：
recv->hash->miss->fetch->deliver
缓存后再次请求：
recv->hash->hit->deliver（fetch的过程没了，这就是我们要做的，把要缓存的页面保存下来）
直接交给后端pass的情况：
recv->hash->pass->fetch->deliver（直接从后端获取数据后发送给客户端，此时Varnish相当于一个中转站，只负责转发）
四、通过日志调优
安装完成后，默认的配置文件位于
/etc/varnish/default.vcl
我们可以参考缺省配置项学习vcl语言的使用，并进行不断的调优。
但直接修改配置，不断的重启调优效率非常低下痛苦！经过不断摸索，我发现其实varnish里内置了日志模块，我们可以在 defalut.vcl 最上边引用std库，以便输出日志：
import std;
在需要输出日志的地方，使用 std.log 即可：
std.log("LOG_DEBUG: URL=" + req.url);
这样的话，就可以通过日志了解varnish的工作流程，很方便的优化啦，效率何止提高十倍！
类似于你想跟踪哪些连接没有命中缓存，可以在vcl_miss函数中这样写：
sub vcl_miss {
td.log("url miss!!! url=" + req.url);
return (fetch);
}
启动varnish 后，通过 varnishlog工具跟踪打印出的日志
varnishlog -I LOG
五、负载均衡
Varnish可以挂载多个后端服务器，并进行权重、轮询，将请求转发到后端节点上，以达到避免单点的问题。
举例如下：
backend web1 {
.host = "172.16.2.31";
.port = "80";
.probe = {
.url = "/";
.interval = 10s;
.timeout = 2s;
.window = 3;
.threshold = 3;
}
}
backend web2 {
.host = "172.16.2.32";
.port = "80";
.probe = {
.url = "/";
.interval = 10s;
.timeout = 2s;
.window = 3;
.threshold = 3;
}
}
# 定义负载均衡组
director webgroup random {
{
.backend = web1;
.weight = 1;
}
{
.backend = web2;
.weight = 1;
}
}
其中，在backend 中添加 probe 选项，将可以对后端节点进行健康检查。如果后端节点无法访问，将会自动摘除掉该节点，直到这个节点恢复。
需要注意window 和threshold 两个参数。当有后端服务器不可达时，varnish会时不时的报503错误。网上查出的资料都是改线程组什么的，经测试完全无效。后来发现，只要将 window 和threshold 两个参数的值设成一样的，503现象就再没有发生了。
六、优雅模式和神圣模式
Grace mode
如果后端需要很长时间来生成一个对象，这里有一个线程堆积的风险。为了避免这 种情况，你可以使用 Grace。他可以让 varnish 提供一个存在的版本，然后从后端生成新 的目标版本。当同时有多个请求过来的时候，varnish只发送一个请求到后端服务器，在
set beresp.grace = 30m;
时间内复制旧的请求结果给客户端。
Saint mode
有时候,服务器很古怪,他们发出随机错误,您需要通知 varnish 使用更加优雅的方式处理 它,这种方式叫神圣模式(saint mode)。Saint mode 允许您抛弃一个后端服务器或者另一个尝试的后端服务器或者 cache 中服务陈旧的内容。
例如：
sub vcl_fetch {
if (beresp.status == 500) {
set beresp.saintmode = 10s;
return (restart);
}
set beresp.grace = 5m;
}
七、完整示例
import std;
backend web1 {
.host = "172.16.2.31";
.port = "80";
.probe = {
.url = "/";
.interval = 10s;
.timeout = 2s;
.window = 3;
.threshold = 3;
}
}
backend web2 {
.host = "172.16.2.32";
.port = "80";
.probe = {
.url = "/";
.interval = 10s;
.timeout = 2s;
.window = 3;
.threshold = 3;
}
}
# 定义负载均衡组
director webgroup random {
{
.backend = web1;
.weight = 1;
}
{
.backend = web2;
.weight = 1;
}
}
# 允许刷新缓存的ip
acl purgeAllow {
"localhost";
"172.16.2.5";
}
sub vcl_recv {
# 刷新缓存设置
if (req.request == "PURGE") {
#判断是否允许ip
if (!client.ip ~ purgeAllow) {
error 405 "Not allowed.";
}
#去缓存中查找
return (lookup);
}
std.log("LOG_DEBUG: URL=" + req.url);
set req.backend = webgroup;
if (req.request != "GET" && req.request != "HEAD" && req.request != "PUT" && req.request != "POST" && req.request != "TRACE" && req.request != "OPTIONS" && req.request != "DELETE") {
/* Non-RFC2616 or CONNECT which is weird. */
return (pipe);
}
# 只缓存 GET 和 HEAD 请求
if (req.request != "GET" && req.request != "HEAD") {
std.log("LOG_DEBUG: req.request not get! " + req.request );
return(pass);
}
# http 认证的页面也 pass
if (req.http.Authorization) {
std.log("LOG_DEBUG: req is authorization !");
return (pass);
}
if (req.http.Cache-Control ~ "no-cache") {
std.log("LOG_DEBUG: req is no-cache");
return (pass);
}
# 忽略admin、verify、servlet目录，以.jsp和.do结尾以及带有?的URL,直接从后端服务器读取内容
if (req.url ~ "^/admin" || req.url ~ "^/verify/" || req.url ~ "^/servlet/" || req.url ~ "\.(jsp|php|do)($|\?)") {
std.log("url is admin or servlet or jsp|php|do, pass.");
return (pass);
}
# 只缓存指定扩展名的请求, 并去除 cookie
if (req.url ~ "^/[^?]+\.(jpeg|jpg|png|gif|bmp|tif|tiff|ico|wmf|js|css|ejs|swf|txt|zip|exe|html|htm)(\?.*|)$") {
std.log("*** url is jpeg|jpg|png|gif|ico|js|css|txt|zip|exe|html|htm set cached! ***");
unset req.http.cookie;
# 规范请求头,Accept-Encoding 只保留必要的内容
if (req.http.Accept-Encoding) {
if (req.url ~ "\.(jpg|png|gif|jpeg)(\?.*|)$") {
remove req.http.Accept-Encoding;
} elsif (req.http.Accept-Encoding ~ "gzip") {
set req.http.Accept-Encoding = "gzip";
} elsif (req.http.Accept-Encoding ~ "deflate") {
set req.http.Accept-Encoding = "deflate";
} else {
remove req.http.Accept-Encoding;
}
}
return(lookup);
} else {
std.log("url is not cached!");
return (pass);
}
}
sub vcl_hit {
if (req.request == "PURGE") {
set obj.ttl = 0s;
error 200 "Purged.";
}
return (deliver);
}
sub vcl_miss {
std.log("################# cache miss ################### url=" + req.url);
if (req.request == "PURGE") {
purge;
error 200 "Purged.";
}
}
sub vcl_fetch {
# 如果后端服务器返回错误，则进入 saintmode
if (beresp.status == 500 || beresp.status == 501 || beresp.status == 502 || beresp.status == 503 || beresp.status == 504) {
std.log("beresp.status error!!! beresp.status=" + beresp.status);
set req.http.host = "status";
set beresp.saintmode = 20s;
return (restart);
}
# 如果后端静止缓存, 则跳过
if (beresp.http.Pragma ~ "no-cache" || beresp.http.Cache-Control ~ "no-cache" || beresp.http.Cache-Control ~ "private") {
std.log("not allow cached! beresp.http.Cache-Control=" + beresp.http.Cache-Control);
return (hit_for_pass);
}
if (beresp.ttl <= 0s || beresp.http.Set-Cookie || beresp.http.Vary == "*") {
/* Mark as "Hit-For-Pass" for the next 2 minutes */
set beresp.ttl = 120 s;
return (hit_for_pass);
}
if (req.request == "GET" && req.url ~ "\.(css|js|ejs|html|htm)$") {
std.log("gzip is enable.");
set beresp.do_gzip = true;
set beresp.ttl = 20s;
}
if (req.request == "GET" && req.url ~ "^/[^?]+\.(jpeg|jpg|png|gif|bmp|tif|tiff|ico|wmf|js|css|ejs|swf|txt|zip|exe)(\?.*|)$") {
std.log("url css|js|gif|jpg|jpeg|bmp|png|tiff|tif|ico|swf|exe|zip|bmp|wmf is cache 5m!");
set beresp.ttl = 5m;
} elseif (req.request == "GET" && req.url ~ "\.(html|htm)$") {
set beresp.ttl = 30s;
} else {
return (hit_for_pass);
}
# 如果后端不健康，则先返回缓存数据1分钟
if (!req.backend.healthy) {
std.log("eq.backend not healthy! req.grace = 1m");
set req.grace = 1m;
} else {
set req.grace = 30s;
}
return (deliver);
}
# 发送给客户端
sub vcl_deliver {
if ( obj.hits > 0 ) {
set resp.http.X-Cache = "has cache";
} else {
#set resp.http.X-Cache = "no cache";
}
return (deliver);
}
八、管理命令
跟随varnish会一起安装一些方便的调试工具，用好这些工具，对你更好的应用varnish有很大的帮助。
varnishncsa（以 NCSA 的格式显示日志）
通过这个命令，可以像类似于 nginx/apache一样的显示出用户的访问日志来。
varnishlog（varnish详细日志）
如果你想跟踪varnish处理每个请求时的详细处理情况，可以使用此命令。
直接使用这个命令，显示的内容非常多，通常我们可以通过一些参数，使它只显示我们关心的内容。
-b \\只显示varnish和backend server之间的日志，当您想要优化命中率的时 候可以使用这个参数。
-c \\和-b差不多，不过它代表的是 varnish和 client端的通信。
-i tag \\只显示某个 tag，比如“varnishlog –i SessionOpen”将只显示新会话，注意，这个地方的tag名字是不区分大小写的。
-I \\通过正则表达式过滤数据，比如“varnishlog -c -i RxHeader -I Cookie”将显示所有接到到来自客户端的包含 Cookie 单词的头信息。
-o \\聚合日志请求 ID
例如：
varnishlog -c -o /auth/login 这个命令将告诉您来自客户端（-c）的所有包含”/auth/login” 字段（-o）请求。
varnishlog -c -o ReqStart 192.168.1.100 只跟踪一个单独的client请求
varnishtop
您可以使用varnishtop 确定哪些URL经常被透传到后端。
适当的过滤使用 –I，-i，-X 和-x 选项，它可以按照您的要求显示请求的内容，客
户端，浏览器等其他日志里的信息。
varnishtop -i rxurl \\您可以看到客户端请求的 url次数。
Varnishtop -i txurl \\您可以看到请求后端服务器的url次数。
Varnishtop -i Rxheader -I Accept-Encoding \\可以看见接收到的头信息中有有多少次
包含Accept-Encoding。
varnishstat
显示一个运行varnishd实例的相关统计数据。
Varnish 包含很多计数器，请求丢失率，命中率，存储信息，创建线程，删除对象等，几乎所有的操作。通过跟踪这些计数器，可以很好的了解varnish运行状态。
varnishadm
通过命令行，控制varnish服务器。可以动态的删除缓存，重新加载配置文件等。
管理端口有两种链接方式:
1,telnet方式,可以通过telnet来连接管理端口.如:"telnet localhost 6082"
2,varnishadm方式,可以通过varnish自带的管理程序传递命令.如: varnishadm -n vcache -T localhost:6082 help
动态清除缓存
varnishadm -S /etc/varnish/secret -T 127.0.0.1:6082 ban.url /2011111.png
其中：ban.url 后的路径一定不要带abc.xxx.com域名之类的，否则缓存清除不了。
清除包含某个子目录的URL地址：
/usr/local/varnish/bin/varnishadm -S /etc/varnish/secret -T 127.0.0.1:6082 url.purge /a/
不重启加载配置文件
登陆到管理界面
/usr/local/varnish/bin/varnishadm -S /etc/varnish/secret -T 127.0.0.1:6082
加载配置文件
vcl.load new.vcl /etc/varnish/default.vcl
编译出错的话会有提示，成功会返回200
加载新配置文件
vcl.use new.vcl
此时新的配置文件已经生效！
本文转自：http://my.oschina.net/u/572653/blog/178201#OSC_h1_1
转载于:https://blog.51cto.com/nmshuishui/1407604