随着万维网服务与应用的极速发展与壮大，万维网深入人心，越来越多的人使用万维网。然而，万维网的高速发展也带来了新的问题，IP地址有限、网络安全问题、网络流量和Web访问延迟等成为人们关注的焦点，它们影响着万维网的可持续发展。HTTP代理服务器的出现有效的解决了上述问题，并广泛的应用在私有网络结构中。随着私有网络的用户越来越多以及对万维网服务的需求越来越大，如何提升HTTP代理服务器的性能成为当今社会关注的一个课题。本文概述了HTTP代理服务器的基本情况，涵盖了网络服务模型的介绍；对动态内存管理、Web缓存的相关技术与现状进行了系统化的调研。并在此基础上讨论了高性能HTTP代理服务器关键技术中的动态内存管理技术和Web缓存替换算法的改进问题。首先，本文分析了常用动态内存管理技术并比较其优缺点，利用程序的局部性原理对内存池改进并实现了一种动态内存管理技术，实现内存的高效分配和回收。其次，本文对Web对象访问特性进行研究，并在此基础上提出对Hybrid算法基于访问分布改进和基于上次缓存二次改进，改进的缓存替换算法在URL命中率、字节命中率和访问延迟率上都有明显的性能提升。最后，本文整合改进的动态内存管理技术及缓存替换算法，设计并实现了一个高性能HTTP代理服务器。