cc+量化高频交易系统编写纳秒级，多进程，分布式，附基础代码一、系统架构设计原则分层架构与模块解耦采用低延迟分层模

一、系统架构设计原则

分层架构与模块解耦
采用低延迟分层模型，划分为数据采集层、策略引擎层、执行引擎层，通过共享内存（mmap）和消息队列（ZeroMQ）实现模块间纳秒级通信，避免传统TCP/IP协议栈的延迟瓶颈3618。

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纳秒级优化技术
内核旁路（Kernel Bypass） ：使用DPDK（Data Plane Development Kit）或Solarflare驱动，绕过操作系统协议栈，直接操作网卡硬件队列，将网络延迟从微秒级压缩至纳秒级1113；
无锁数据结构：基于原子操作（std::atomic）实现环形缓冲区（Ring Buffer），避免多线程竞争导致的上下文切换开销18。
多进程通信机制
共享内存与信号量：通过shm_open创建共享内存区域，结合POSIX信号量实现进程间低延迟数据交换（实测吞吐量可达10GB/s）618；
轻量级序列化：采用FlatBuffers或Cap'n Proto替代JSON/XML，减少数据序列化/反序列化时间3。
分布式通信框架
gRPC流式传输：利用双向流（Bidirectional Streaming）实现行情数据实时推送，单节点支持10万级QPS处理能力39；
跨机房低延迟：部署FPGA硬件时钟同步（PTP协议），确保多数据中心节点间时钟偏差小于100纳秒12。

数据采集层（C++代码片段）
Cpp

// 使用CTP API接收行情数据 void CThostFtdcMdSpi::OnRtnDepthMarketData( CThostFtdcDepthMarketDataField pDepthMarketData) { // 共享内存写入 MarketData shm_ptr = (MarketData*)mmap(NULL, sizeof(MarketData), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, shm_fd, 0); memcpy(shm_ptr, pDepthMarketData, sizeof(MarketData)); sem_post(&data_sem); // 触发信号量通知策略进程 }
策略引擎（统计套利模型）
Cpp

// 基于价差回归的套利策略 void ArbitrageStrategy::on_market_data(const MarketData& data) { double spread = data.ask_price[0] - data.bid_price[0]; if (spread > threshold) { order_manager->send_order(OrderSide::SELL, data.ask_price[0]); order_manager->send_order(OrderSide::BUY, data.bid_price[0]); } }
执行引擎风控模块
预成交风控：基于滑动窗口算法检测异常订单流（如每秒超100笔订单触发熔断机制）10；
实时持仓监控：通过Redis集群维护全节点持仓状态，支持微秒级强平指令下发416。