Varnish的优雅模式和神圣模式

一、Grace mode（优雅模式）

为什么使用Grace mode ，优雅模式的优点是什么？

如果你每秒需要相应成千上万的点击，等待的请求队列就会很巨大。这里有两个潜在问题：一个是thundering herd problem（这个无法翻译。。。wiki有专门的对应解释），突然增加一千个线程去提供内容，会让负载变得很高；第二个，没有人喜欢等。为了解决这个问题，我们指示varnish去保持缓存的对象超过他们的TTL（就是该过期的，不让它过期），并且去提供旧的内容给正在等待的请求。既然要提供旧的内容，首先我们必须有内容去提供。所以，我们使用以下VCL，以使varnish保持所有对象超出了他们的TTL30分钟。

sub vcl_fetch {set beresp.grace = 30m;
}

这样，varnish还不会提供旧对象。为了启用varnish去提供旧对象，我们必须在请求上开启它。下面表示，我们接收15s的旧对象：

sub vcl_recv {set req.grace = 15s;
}

varnish的优势在于内存级的cache，所以内存的多少决定了cache的数据量的多少。如果开启了优雅模式，在TTL到期后，我们仍不将其从mem里清除掉，而是要再等待一段时间才清除，这就无端的浪费了资源。但如果你开启了健康检查，你可以检查后端是否出问题。如果出问题了，我们可以提供长点时间的旧内容。如果后端没有问题，我们可以将该时间设置的短一些。这就在保证优雅的本身，减少了资源的浪费，其配置如下：

if (! req.backend.healthy) {set req.grace = 5m;
} else {set req.grace = 15s;
}

所以，综上所述。优雅模式的主要功能有以下两点：

1、合并请求，当N个客户端请求同一个页面的时候，varnish只发送一个请求到后端服务器，然后让其他几个请求挂起等待返回结果，返回结果后，复制请求的结果发送给客户端。。

2、通过提供旧的内容，避免请求扎堆。如果后端提供旧的内容，减少后端和前端请求的压力，而且为后端的重启和切换提供了时间。

二、神圣模式（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。如：

sub vcl_fetch {if (beresp.status == 500) {set beresp.saintmode = 10s;return (restart);}set beresp.grace = 5m;
}

如上面的配置，当我们设置beresp.saintmode为10秒时，varnish会不请求该服务器10秒。或多或少可以算是一个黑名单。restart被执行时，如果我们有其他后端可以提供该内容，varnish会请求它们。当没有其他后端可用，varnish就会提供缓存中的旧内容。

三、grace和saint模式的局限性

以上两种模式也并非是万能的，如当请求正在被获取时，如果你的请求失败，会被扔到vcl_error中。由于vcl_error对数据集的访问会在前端显示，所以你不能启用优雅模式和神圣模式。在以后发布的版本中会解决这个问题，但是这里我们还是可以做些尽量避免该问题，官方给出的原文是：

Declare a backend that is always sick.
Set a magic marker in vcl_error
Restart the transaction
Note the magic marker in vcl_recv and set the backend to the one mentioned
Varnish will now serve stale data is any is available

这段话理解上比较费力，也有人做了一个中文翻译版是：

1、声明总是出状况的后端
2、在vcl_error中设置magic marker
3、重启事务
4、注意vcl_recv中的magic marker，并设置后端为之前提到的。
5、varnish现在将提供旧任何可获得的数据

注：其中magic marker是其参数中的一部分，具体可以参看官方wiki上的示例。

以上内容主要参看官方的如下页面：

varnish 3.0.5官网文档

varnish static book部分

四、完整示例

由于版本和参数变更的问题，示例中的配置并不保证能完全适用您所用的版本，不过具体可以在该示例的基础上做下适当的增减。其中一些涉及到的参数也可以对比官方文档做下适当更改。

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ipif (!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 passif (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)($|?)") {std.log("url is admin or servlet or jsp|php|do, pass.");return (pass);}# 只缓存指定扩展名的请求, 并去除 cookieif (req.url ~ "^/[^?]+.(jpeg|jpg|png|gif|bmp|tif|tiff|ico|wmf|js|css|ejs|swf|txt|zip|exe|html|htm)(?.*|)$") {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)(?.*|)$") {remove req.http.Accept-Encoding;} elsif (req.http.Accept-Encoding ~ "gzip") {set req.http.Accept-Encoding = "gzip";} elsif (req.http.Accept-Encoding ~ "deflate") {set req.http.Accept-Encoding = "deflate";} else {remove req.http.Accept-Encoding;}}return(lookup);} else {std.log("url is not cached!");return (pass);}
}
sub vcl_hit {if (req.request == "PURGE") {set obj.ttl = 0s;error 200 "Purged.";}return (deliver);
}
sub vcl_miss {std.log("################# cache miss ################### url=" + req.url);if (req.request == "PURGE") {purge;error 200 "Purged.";}
}
sub vcl_fetch {# 如果后端服务器返回错误，则进入 saintmodeif (beresp.status == 500 || beresp.status == 501 || beresp.status == 502 || beresp.status == 503 || beresp.status == 504) {std.log("beresp.status error!!! beresp.status=" + beresp.status);set req.http.host = "status";set beresp.saintmode = 20s;return (restart);}# 如果后端静止缓存, 则跳过if (beresp.http.Pragma ~ "no-cache" || beresp.http.Cache-Control ~ "no-cache" || beresp.http.Cache-Control ~ "private") {std.log("not allow cached!   beresp.http.Cache-Control=" + beresp.http.Cache-Control);return (hit_for_pass);}if (beresp.ttl <= 0s || beresp.http.Set-Cookie || beresp.http.Vary == "*") {/* Mark as "Hit-For-Pass" for the next 2 minutes */set beresp.ttl = 120 s;return (hit_for_pass);}if (req.request == "GET" && req.url ~ ".(css|js|ejs|html|htm)$") {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);
}