沉思录: 为什么撮合引擎适合命令共识,而柜台系统更适合结果共识
写在开始:什么是未来最稀缺的工程师
AI时代 正在改变软件行业。
简单的 CRUD 开发正在变得越来越自动化。但真正稀缺的工程师是:
能构建复杂系统的人。
例如:
交易系统 撮合引擎 分布式一致性系统 低延迟通信架构
这些领域依然需要大量顶级工程师。而交易系统正好是:系统工程能力最强的技术领域之一。
我将多年高频金融交易经验在高频交易这一复杂系统中结合ai能力,借助Aeron高手课,为更多致力于进入撮合系统、量化交易系统、柜台交易系统、券商、股票交易的开发、产品、测试,提供易于学习、由浅入深的可落地参考。
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如果你问一个普通程序员:互联网系统的技术栈是什么?
大概率得到的答案是:
SpringBoot MySQL Redis Kafka Elasticsearch Kubernetes
这套技术栈几乎统治了整个互联网后端世界。
但如果你进入另一个领域——高频交易系统(High Frequently Trading System) 你会发现一个完全不同的技术宇宙。
这里很少有人讨论:
微服务框架 REST API ORM
相反,他们讨论的是:
撮合引擎 订单簿 Sequencer Aeron SBE 无锁数据结构
很多做了多年后端开发的程序员第一次看到这些词时,都会有一种感觉:
好像进入了另一个世界。 而这个世界,恰恰是很多顶级工程师正在构建的系统。
一、交易系统和互联网系统完全不同
普通互联网系统最关注的是:
高并发 高可用 水平扩展
而交易系统关注的只有一件事:延迟(Latency) 而且是:微秒级延迟。
举个例子。在普通互联网系统:
一次 API 调用 50ms 用户完全没有感觉。
但在高频交易系统里:50ms 已经是灾难级延迟。
很多交易系统的处理延迟要求是:5微秒 ~ 50微秒
这意味着:
互联网系统的一次请求时间 可以完成 10000次交易处理。
因此交易系统在架构设计上完全不同。
二、交易系统核心架构
一个典型的交易系统核心结构如下:
交易网关 ↓订单接收 ↓Sequencer(订单排序) ↓撮合引擎 ↓行情发布每个模块都有极其严格的性能要求。其中最关键的部分是:
柜台系统撮合引擎共识机制高可用
三、交易系统最核心的模块:撮合引擎
撮合引擎是交易所最核心的系统。
它的任务非常简单:把买单和卖单撮合成交。
例如:
买单:100元 买 10 BTC卖单:100元 卖 10 BTC系统会立刻撮合成交。
但现实交易系统要复杂得多。需要支持:
限价单 市价单 IOC FOK PostOnly 自成交保护
而且所有逻辑都必须在:微秒级完成。
因此撮合引擎通常采用:
单线程设计 无锁数据结构 内存计算
很多交易所的撮合引擎甚至是:纯内存事件驱动系统。 笔者对此有着较为深刻的从业经验。
四、交易系统的通信技术栈
在普通互联网系统里,常见通信方式是:
HTTP gRPC Kafka
但在交易系统里,这些技术几乎不会出现在核心路径。原因很简单:
还是慢。
Aeron
因此交易系统常见的通信技术是:超低延迟消息传输框架 Aeron。
特点:
微秒级延迟 高吞吐 UDP通信 零拷贝
很多高频交易系统都使用 Aeron 搭建了超高性能的交易平台。
SBE(Simple Binary Encoding)
一种超高性能的二进制编码协议。
特点:
无反射 无对象创建 直接内存访问
相比 JSON / Protobuf:性能提升非常明显。
Agrona
一个专为低延迟系统设计的工具库。
提供:
RingBuffer 无锁数据结构 高性能集合
很多 Aeron 项目都会搭配 Agrona 使用。
五、交易系统的分布式技术
很多人以为交易系统都是单机。其实大型交易所系统通常也是:分布式架构。
但它们的实现方式和普通系统不同。
常见技术包括:Raft 共识协议,用于保证:
集群一致性 状态机复制
Aeron Cluster
Aeron提供的一套集群框架。
用于实现:
分布式状态机 日志复制 故障恢复
Sequencer 架构
交易系统非常重要的一个组件。Sequencer负责:给所有订单排序。
因为在交易系统里:订单顺序就是规则。
Sequencer能够保证:所有节点处理订单的顺序完全一致。
六、为什么99%的程序员不知道这些技术?
原因其实很现实。这些技术主要存在于:
交易所 量化交易 高频交易 金融科技
而普通互联网系统根本不需要微秒级延迟。
因此大多数工程师即使工作十年,也可能从未接触过:
Aeron SBE Sequencer 撮合引擎
但一旦进入金融系统领域,这些技术几乎是必修课。
Aeron 高手课课程目录
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系统讲解 Aeron → Cluster → Raft → Sequencer架构 → 撮合引擎 → 集群运维及深度调优
第一章:Aeron 基础与核心概览(11节)
开课典礼及课程说明(必看) 课程准备:环境配置与视频同步说明 MatchEngine 成品展示 Aeron 全局概览 Aeron Pub/Sub 代码实战 Aeron Pub/Sub 原理讲解 Aeron 设计哲学 MediaDriver 原理讲解 Channel 深入:TryClaim 与 Offer 机制 第一章节重点源码解析 Aeron 学习资料及 GitHub 源码
第二章:Aeron 核心机制与 Archive 模块(20节)
Aeron 通信机制
图文并茂讲解 Aeron 全家桶 Aeron Cluster 开发注意事项 Aeron 三缓冲机制解析 Data 帧与 NAK 帧格式分析 通信目录与 Archive 目录结构 Pub/Sub 消息重组机制
Aeron Archive 深度解析
Aeron Archive 详解(上) Aeron Archive 详解(中) Aeron Archive 详解(下) Archive 建立连接过程 Archive 录制机制 Archive 回放机制 Archive 编码实战 Archive 核心源码解析
Raft 分布式共识
Raft 系统性学习 Raft 代码案例模拟(上) Raft 代码案例模拟(下)
进阶补充
Aeron MTU 机制 Aeron 编译与脚本使用 Agrona 框架基础(上)
第三章:Aeron Cluster 与 Sequencer 架构(23节)
Sequencer 架构介绍 Cluster 快照机制 Cluster 快照互斥机制 Cluster 目录结构解析
Aeron Cluster 深入解析
Cluster 概览 运行 Cluster Cluster 文件结构详解 客户端连接集群 确定性执行原则 快照机制(二) 共识耗时分析 Cluster 原理深入解析
共识模块
Consensus Module(上) Consensus Module(中) Consensus Module(下)
集群机制
Leader 选举与消息类型 Clustered Service 原理
实战案例
Aeron Cluster 实战案例 Cluster 异步快照 手写 Cluster 代码实战
源码阅读
Cluster 源码阅读指南
补充内容
Archive Replay List Agrona 框架(下)
第四章:交易系统与撮合引擎架构(8节)
实战课程概述 中心化交易架构解析 撮合系统核心业务流程 撮合系统需求设计 Exchange-Core 订单簿解析 撮合系统技术架构设计 订单簿实现机制与性能优化 Laser 撮合系统脚手架
第五章:撮合引擎核心实现(14节)
撮合引擎实战开场 核心业务模型实现
订单类型实现
PostOnly 订单实现 PostOnly 测试与优化 限价单 GTC 实现 GTC 单元测试 IOC 订单实现 自成交保护机制 FOK 预撮合撤单场景
高级订单逻辑
市价单实现 自成交保护逻辑 FOK 核心实现 FOK 单元测试
架构升级
复制状态机与 Sequencer
第六章:撮合引擎集群化与系统压测(13节)
撮合引擎压测与性能分析 SpringBoot 整合 Aeron 第六章功能概览
集群实现
ClusterNode 创建 集群构建与切主测试 集群角色切换
问题排查
MemberId 获取问题 节点状态日志优化
SBE 编解码
下单 / 修改 / 撤单 SBE 化 SBE 编解码实现
状态机机制
状态机命令分发
模块拆分
laser-common 公共模块 集群部署测试
第七章-第八章主要内容
command连续性校验 event编解码器 事件运行系统框架 输出事件转sbe event定序及 持久化logstore 深度快照定义sbe 快照框架辩解码 定时快照及手动快照核心逻辑,事件写archive刷盘机制 MDC接收事件 全链路压测及rt统计 新币对上币下币系统命令 上下币自动化 启动脚本化及故障测试 性能优化一门讲清楚 K线 成交 快照MD5校验及比对 行情推送设计思路 高可用raft系统部署思路。多region高可用分区 课程总结及未来课程展望
夜雨聆风