交易撮合引擎由串行轉(zhuǎn)并行，性能提升20%

時(shí)間：2022-04-12 22:42:01 | 來源：行業(yè)動(dòng)態(tài)

時(shí)間：2022-04-12 22:42:01 來源：行業(yè)動(dòng)態(tài)

隨著市場參與機(jī)構(gòu)和交易量的增長，交易平臺必須具備可靠性、可擴(kuò)展性和安全穩(wěn)定性，底層系統(tǒng)架構(gòu)必須能夠滿足上層交易需求。這類平臺的最大特點(diǎn)是高吞吐、低延時(shí)，對于性能要求極高。此次雙方通力合作，成功將交易系統(tǒng)的核心組件撮合引擎并行化，使系統(tǒng)整體性能得以大幅提升。

中匯公司的撮合引擎是基于傳統(tǒng)串行計(jì)算模式，這是為了確保金融交易正確性的核心原則價(jià)格優(yōu)先、時(shí)間優(yōu)先，即價(jià)高買單或價(jià)低賣單優(yōu)先處理，相同價(jià)格的交易訂單按照其到達(dá)時(shí)間的先后處理。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，該串行架構(gòu)在性能上體現(xiàn)出一定的局限性。對撮合引擎進(jìn)行并行化無疑可以給系統(tǒng)性能帶來最大的提升空間，但同時(shí)確保價(jià)格優(yōu)先、時(shí)間優(yōu)先的原則并不容易，稍有差池就會(huì)影響交易的公平。

為此，微軟亞洲研究院項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)首先對行業(yè)知識和業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行快速學(xué)習(xí)，并對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行深入的分析和測試，針對系統(tǒng)性能提升問題提出了三種并行架構(gòu)思路：數(shù)據(jù)并行、任務(wù)并行、流水線并行，最終結(jié)合外匯交易中心的實(shí)際業(yè)務(wù)，選擇了流水線并行方案。

微軟亞洲研究院系統(tǒng)研究組高級研究員林昊翔表示，相較于其它并行方案，流水線并行擁有四個(gè)明顯優(yōu)勢。首先，它可以確保多個(gè)訂單的不同階段雖然在同時(shí)執(zhí)行，但是訂單整體是按照規(guī)定順序進(jìn)行撮合，而其它并行方案沒有內(nèi)建的執(zhí)行順序保障機(jī)制；其次，流水線清晰定義了可以并發(fā)執(zhí)行的代碼塊，方便理解、細(xì)化需要同步原語保護(hù)的臨界區(qū)；第三，流水線并行的擴(kuò)展性更好，階段內(nèi)部的執(zhí)行相對獨(dú)立，擴(kuò)展只需增加更多的流水線階段即可；最后，該方式對原有撮合引擎的改造是非入侵式、可控的，并行化的實(shí)現(xiàn)、測試和后期維護(hù)的代價(jià)相對較小。

交易撮合的串行執(zhí)行更容易保證正確性，流水線并行的計(jì)算模式可以在不打破兩個(gè)優(yōu)先原則的前提下達(dá)到更高的系統(tǒng)性能。初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方案可將系統(tǒng)整體性能提升20%左右，系統(tǒng)吞吐率TPS在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境達(dá)到了14萬/秒。中匯信息技術(shù)（上海）有限公司副總經(jīng)理李正介紹道，之前我們做過應(yīng)用代碼級別的系統(tǒng)性能優(yōu)化工作，像這次能深入到CPU指令、系統(tǒng)和處理架構(gòu)級別的探索，對我們來說是全新的嘗試。如果未來對撮合引擎進(jìn)行更深入的優(yōu)化，相信系統(tǒng)整體性能將會(huì)有進(jìn)一步的提升。我們會(huì)將此次的研究成果應(yīng)用于不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中去。