Nginx代理HTTP/2请求转HTTP/1.1回源的性能开销是多少？

HTTP/2到HTTP/1.1的协议转换本身不会引发明显的服务端性能下降。Nginx的协议转换逻辑非常轻量，仅需要完成HTTP/2二进制帧与HTTP/1.1明文报文的格式映射，没有复杂的加密或计算逻辑，常规业务流量下这部分CPU开销完全可以忽略。只有在单Nginx实例承载十万级以上QPS的极端场景下，才会观测到可量化的CPU占用上升。

你提到的「客户端HTTP/2访问+Nginx HTTP/1.1回源」场景，整体性能远优于「全链路HTTP/1.1」的场景，差异主要来自客户端到Nginx的链路收益：

• HTTP/2的多路复用特性支持客户端在单个TCP连接上并发发送多个请求，不需要像HTTP/1.1那样建立大量TCP连接，也不存在HTTP/1.1的队头阻塞问题，公网高延迟场景下用户侧请求耗时会有明显降低
• 相同QPS下Nginx需要维护的TCP连接数仅为HTTP/1.1场景的1/10甚至更低，内存占用、内核网络栈的处理开销都会更小
• 协议转换带来的少量CPU开销，和上述收益相比完全可以忽略

你可以通过以下几种方式测量该场景的性能开销：

• 基准压测对比：用压测工具分别模拟两种场景的流量，控制变量保证缓存完全关闭（所有请求都触发回源），对比相同QPS下Nginx的CPU、内存占用，以及请求P50/P95/P99耗时、错误率指标。客户端压测工具可以选择h2load或wrk2，分别开启HTTP/2和HTTP/1.1模式即可。
• Nginx自带状态统计：开启ngx_http_stub_status_module模块，分别统计HTTP/2和HTTP/1.1请求的平均处理耗时，在回源延迟一致的前提下，两类请求的耗时差就是协议转换的开销。
• 内核级性能采样：用perf工具对Nginx进程做CPU采样，统计ngx_http_v2_module相关函数的CPU占比，就能直接拿到协议转换的实际CPU开销。
• 日志埋点对比：在Nginx日志中新增$request_time（Nginx全链路处理耗时）、$upstream_response_time（回源响应耗时）字段，两者的差值就是Nginx本身的处理耗时，对比HTTP/2和HTTP/1.1请求的差值，即可得到协议转换的额外开销。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Eric