Matching Core

高性能撮合引擎核心库，使用 Rust 构建，支持多种订单类型和交易品种。

特性

核心功能

• 高性能撮合引擎：支持毫秒级延迟的订单撮合
• 多种订单类型：GTC、IOC、FOK、Post-Only、Stop Order、Iceberg、GTD、Day
• 多交易品种：现货、期货、永续合约、看涨期权、看跌期权
• 内存优化：SOA 内存布局、订单池预分配、SmallVec 减少堆分配
• 零拷贝序列化：使用 rkyv 实现高性能 WAL

技术亮点

• LMAX Disruptor 模式：无锁环形缓冲区，实现高吞吐量
• 分片架构：支持多风险引擎和撮合引擎分片
• 持久化：WAL 日志和快照机制
• SIMD 优化：批量撮合优化
• ART 索引：自适应基数树用于价格索引

快速开始

安装

git clone <repository-url>
cd matching-core
cargo build --release

基础使用

use matching_core::api::*;
use matching_core::core::orderbook::{OrderBook, AdvancedOrderBook};

// 创建交易对配置
let spec = CoreSymbolSpecification {
    symbol_id: 1,
    symbol_type: SymbolType::CurrencyExchangePair,
    base_currency: 0,
    quote_currency: 1,
    base_scale_k: 1,
    quote_scale_k: 1,
    taker_fee: 0,
    maker_fee: 0,
    margin_buy: 0,
    margin_sell: 0,
};

// 创建订单簿
let mut book = AdvancedOrderBook::new(spec);

// 挂卖单
let mut ask = OrderCommand {
    uid: 1,
    order_id: 1,
    symbol: 1,
    price: 10000,
    size: 100,
    action: OrderAction::Ask,
    order_type: OrderType::Gtc,
    reserve_price: 10000,
    timestamp: 1000,
    ..Default::default()
};
book.new_order(&mut ask);

// 买单成交
let mut bid = OrderCommand {
    uid: 2,
    order_id: 2,
    symbol: 1,
    price: 10000,
    size: 50,
    action: OrderAction::Bid,
    order_type: OrderType::Ioc,
    reserve_price: 10000,
    timestamp: 1001,
    ..Default::default()
};
book.new_order(&mut bid);

// 查看成交事件
for event in bid.matcher_events {
    println!("成交: {} @ {}", event.size, event.price);
}

高级订单类型示例

Post-Only 订单（只做 Maker）

let mut post_only = OrderCommand {
    uid: 1,
    order_id: 1,
    symbol: 1,
    price: 9999,
    size: 10,
    action: OrderAction::Bid,
    order_type: OrderType::PostOnly,
    reserve_price: 9999,
    timestamp: 1000,
    ..Default::default()
};
book.new_order(&mut post_only);

冰山单（Iceberg Order）

let mut iceberg = OrderCommand {
    uid: 1,
    order_id: 1,
    symbol: 1,
    price: 10000,
    size: 1000,        // 总数量
    action: OrderAction::Ask,
    order_type: OrderType::Iceberg,
    reserve_price: 10000,
    timestamp: 1000,
    visible_size: Some(100),  // 显示数量
    ..Default::default()
};
book.new_order(&mut iceberg);

止损单（Stop Order）

let mut stop = OrderCommand {
    uid: 1,
    order_id: 1,
    symbol: 1,
    price: 11000,      // 限价
    size: 10,
    action: OrderAction::Bid,
    order_type: OrderType::StopLimit,
    reserve_price: 11000,
    timestamp: 1000,
    stop_price: Some(10500),  // 触发价
    ..Default::default()
};
book.new_order(&mut stop);

GTD 订单（Good-Till-Date）

let mut gtd = OrderCommand {
    uid: 1,
    order_id: 1,
    symbol: 1,
    price: 10000,
    size: 100,
    action: OrderAction::Ask,
    order_type: OrderType::Gtd(2000),
    reserve_price: 10000,
    timestamp: 1000,
    expire_time: Some(2000),  // 过期时间戳
    ..Default::default()
};
book.new_order(&mut gtd);

性能指标

吞吐量

• TPS (Transactions Per Second): 支持数百万级订单处理
  • 10,000 订单: 7,247,910 TPS
  • 100,000 订单: 4,968,213 TPS
• QPS (Queries Per Second): 高并发撮合查询
  • 10,000 订单: 3,623,955 QPS
  • 100,000 订单: 2,484,106 QPS

延迟

• 平均延迟: < 1 微秒（单订单处理）
• 批量处理: 10,000 订单约 1.38 毫秒
• P99 延迟: < 10 微秒

内存

• 内存占用: 优化的 SOA 布局，减少内存碎片
  • 10,000 订单: 1.91 MB
  • 100,000 订单: 19.07 MB
• 订单池: 预分配机制，减少动态分配

性能数据表

订单数量	TPS	QPS	内存 (MB)	延迟 (ms)
1,000	6,559,183	3,279,591	0.19	0.15
5,000	7,242,000	3,621,000	0.95	0.69
10,000	7,247,910	3,623,955	1.91	1.38
50,000	3,834,037	1,917,018	9.54	13.04
100,000	4,968,213	2,484,106	19.07	20.13

基准测试

生成性能数据：

cargo run --example generate_benchmark_data --release

生成性能图表（需要安装 matplotlib 和 pandas）：

pip3 install matplotlib pandas
python3 scripts/plot_benchmark.py

查看综合测试报告：

cargo run --example comprehensive_test --release

运行 Criterion 基准测试：

cargo bench --bench comprehensive_bench

项目结构

matching-core/
├── src/
│   ├── api/              # API 类型定义
│   │   ├── types.rs      # 基础类型
│   │   ├── commands.rs   # 订单命令
│   │   └── events.rs     # 撮合事件
│   ├── core/             # 核心引擎
│   │   ├── exchange.rs   # 交易所核心
│   │   ├── pipeline.rs   # 处理流水线
│   │   ├── orderbook/    # 订单簿实现
│   │   │   ├── naive.rs           # 基础实现
│   │   │   ├── direct.rs          # 高性能实现
│   │   │   ├── direct_optimized.rs # 深度优化
│   │   │   └── advanced.rs        # 高级订单类型
│   │   ├── processors/   # 处理器
│   │   │   ├── risk_engine.rs     # 风控引擎
│   │   │   └── matching_engine.rs # 撮合引擎
│   │   ├── journal.rs    # WAL 日志
│   │   └── snapshot.rs   # 快照
│   └── lib.rs
├── examples/             # 示例代码
│   ├── advanced_demo.rs      # 高级订单演示
│   ├── comprehensive_test.rs # 综合测试
│   └── load_test.rs          # 压力测试
├── benches/              # 基准测试
│   ├── comprehensive_bench.rs # 综合基准测试
│   └── advanced_orderbook_bench.rs
└── tests/                # 单元测试
    ├── advanced_orders_test.rs
    └── edge_cases_test.rs

订单类型支持

订单类型	说明	状态
GTC	Good-Till-Cancel，直到取消	✅
IOC	Immediate-or-Cancel，立即成交或取消	✅
FOK	Fill-or-Kill，全部成交或全部取消	✅
Post-Only	只做 Maker，拒绝会立即成交的订单	✅
Stop Limit	止损限价单	✅
Stop Market	止损市价单	✅
Iceberg	冰山单，隐藏真实挂单量	✅
Day	当日有效	✅
GTD	Good-Till-Date，指定日期过期	✅

交易品种支持

品种类型	说明	状态
CurrencyExchangePair	现货交易对	✅
FuturesContract	期货合约	✅
PerpetualSwap	永续合约	✅
CallOption	看涨期权	✅
PutOption	看跌期权	✅

运行示例

基础撮合演示

cargo run --example advanced_demo --release

综合测试套件

cargo run --example comprehensive_test --release

压力测试

cargo run --example load_test --release

测试

运行所有测试：

cargo test --release

运行特定测试：

cargo test --test advanced_orders_test --release
cargo test --test edge_cases_test --release

依赖

主要依赖：

• disruptor: LMAX Disruptor 模式实现
• rkyv: 零拷贝序列化
• ahash: 快速哈希算法
• slab: 对象池
• smallvec: 小向量优化
• serde: 序列化框架