工程 2026年8月4日 8分钟阅读 Envoy 的版本更新让一个客户的 HTTP/2 吞吐量下降了 20%。追踪线索经过两个编解码器，一堆火焰图，以及每个头部中隐藏的哈夫曼编码。Dmitry Ilyevsky 联合创始人兼首席技术官 几天前，我们对客户的专用代理进行了例行的 Envoy 升级。相同的配置，相同的流量，CPU 图表大约上升了五分之一。这种图表会让你收到一封没有议程的日历邀请，所以我们决定提前调查一下，开始进行深入挖掘。 二分查找版本指向 Envoy v1.34，这是 Envoy 将其默认 HTTP/2 编解码器从 nghttp2 切换到谷歌的 oghttp2 的地方。我们不是第一个注意到这一点的人：用户自该版本发布以来就报告了 15–25% 的延迟回归，而 v1.37.0 最终将默认设置改回，源代码中的评论承诺一旦性能与 nghttp2 对齐将再试。这解决了我们客户的问题，但没有解决我们的好奇心。为什么不会对齐？一个 HTTP/2 编解码器究竟花费时间做什么？这篇文章就是调查的结果。接下来会有一个续集，我们将使快速编解码器更快，但首先是第一步。 编解码器中的最佳与最差 Envoy 在运行时标志下有两个 HTTP/2 实现，尽管没有人能在没有火焰图的情况下说出哪个是哪个： nghttp2 - Tatsuhiro Tsujikawa 的 C 库，自 2013 年以来一直是 HTTP/2 的主力军，也是 Envoy 的原始编码器。紧凑的 C 结构体，呼叫者提供的缓冲区。 oghttp2 - 谷歌的 C++ 编解码器，来自 QUICHE 家族，与 HTTP/3 堆栈共享代码。它在 v1.34 中成为 Envoy 的默认值，这也是回归报告开始的时候。 我们在四个微架构上对两者进行了基准测试（Intel Sapphire Rapids、AMD Zen 4、AWS Graviton4、Google Axion）。设置简要说明：同主机回环（h2load → Envoy → Go h2c 后端，或者 Envoy 提供 direct_response），每个进程固定在不重叠的物理核心上，Envoy 以 --concurrency 1 运行，因此 RPS/core 是一个纯粹的 CPU 效率数字。用户报告几乎完全重现：在每个主机上的头部重载代理流量中，nghttp2 在 RPS/core 上比 oghttp2 快 15–25%，而在连接大量变动的情况下，比 oghttp2 快 7–19%。因此，回归是实在的，可移植的，并且在编解码器的某处存在。是时候打开分析文件了。 PSA 如果你自己构建 Envoy，请检查你的优化标志。Envoy 的 .bazelrc 默认并不是 -c opt - 一个普通的 bazel build //source/exe:envoy-static 生成的快速构建（调试）二进制文件与同一源代码的 -c opt 版本相比，每个核心慢 15–32 倍。本篇文章中的每一个数字均来自 -c opt 构建。我们以尴尬的方式发现了这一点。 HTTP/2 编解码器的日常开销 这两个编解码器的火焰图主要被同一工作占据：头部解压缩。每个跨越代理的 HTTP/2 请求都会带着压缩的头部，代理必须解开这些头部 - 每个跳跃解压缩和重新编码两次 - 然后才能路由任何信息。每个请求需要几百字节的工作，看起来似乎不算什么，直到你把它乘以：每个核心每秒数万个请求，以及每个请求十几个头字段，因此每字段的解码路径每秒运行几十万次。压缩方案为 HPACK (RFC 7541)：两种机制共同工作。第一种是索引：一个固定的 61 条目静态表覆盖通用头部（：method: GET 是一个字节），双方都维护同步的动态表，记录最近见到的头字段——因此第二次你发送 cookie: session=abc... 时，它耗费的只有一个或两个字节，而不是字面上的千字节。第二种机制处理所有无法成为索引命中项的内容：字面字符串通过哈夫曼编码。首次出现的头部、唯一值 (请求 ID、令牌、每个请求广告供应商轮换的 cookie) ，以及大多数穿过新连接的内容都通过哈夫曼路径。位于边缘的代理看到很多新连接和很多唯一值，因此这条路径非常热门。 哈夫曼编码的两分钟游览 1951 年，罗伯特·法诺 (Robert Fano) 给麻省理工学院的信息理论课程的学生们提出了一个选择：参加期末考试，或就他提供的一个问题写一篇学期论文。其中一个问题听起来几乎太简单了，无法值得给分——给定一组符号及其出现的频率，找到它们最有效的二进制编码。法诺没有提到他和克劳德·香农 (Claude Shannon) （是的，就是香农）都曾尝试解决这一确切问题，并且只得到近似解。一个名叫大卫·哈夫曼 (David Huffman) 的研究生选择了这个论文，挣扎了几个月，正如他所说的，在找到解决方案之前，刚把笔记扔进垃圾桶，开始为考试复习。所有在他之前的人都从上到下构建代码，将符号集一分为二。哈夫曼进行了反转：从底部开始——取两个最稀有的符号，将它们合并为一个，重复直到剩下一个树。稀有符号最终深藏在树中，拥有较长的编码；频繁符号则靠近树的顶部，拥有较短的编码。