系统架构

架构概述

Funiq Trading 采用分层式、模块化的架构设计，实现了完整的前后端分离。系统通过 HTTP 接口和 C 接口对外提供服务，使得客户端开发完全独立于核心业务逻辑。这种设计不仅提供了灵活的集成方式，还保证了核心策略在高性能环境下运行，不受网络层的影响。

核心设计理念

前后端完全分离：客户端通过标准接口调用，不依赖特定语言或平台
可插拔式架构：行情、交易、策略、回测等核心系统均可独立替换和扩展
高性能优先：策略在核心层直接运行，避免网络开销，当前延迟稳定在微秒级
语言无关：通过 C 接口和 HTTP 接口支持绝大多数编程语言集成
分层清晰：网络层、核心业务层、基础服务层职责明确，便于维护和扩展

整体架构

系统分层

graph TB
    subgraph "客户端层"
        WebUI[Web 界面]
        PythonClient[Python 客户端]
        OtherClients[其他语言客户端]
    end
    
    subgraph "接口层"
        HTTP[HTTP API 服务]
        CAPI[C 接口]
    end
    
    subgraph "网络层"
        NetworkService[网络服务管理]
        APIHandler[API 处理器]
        Router[路由分发]
    end
    
    subgraph "核心业务层"
        QuoteSystem[行情系统]
        TradeSystem[交易系统]
        StrategySystem[策略系统]
        BacktestSystem[回测系统]
    end
    
    subgraph "基础服务层"
        Database[(嵌入式数据库)]
        Logger[日志系统]
        DataManager[数据管理器]
        Algorithem[算法管理器]
        ConfigManager[配置管理]
        Scheduler[定时调度]
    end
    
    WebUI --> HTTP
    PythonClient --> HTTP
    PythonClient --> CAPI
    OtherClients --> HTTP
    OtherClients --> CAPI
    
    HTTP --> NetworkService
    CAPI --> QuoteSystem
    CAPI --> TradeSystem
    CAPI --> StrategySystem
    
    NetworkService --> APIHandler
    APIHandler --> Router
    Router --> QuoteSystem
    Router --> TradeSystem
    Router --> StrategySystem
    Router --> BacktestSystem
    
    QuoteSystem --> DataManager
    TradeSystem --> DataManager
    StrategySystem --> DataManager
    BacktestSystem --> DataManager
    BacktestSystem --> QuoteSystem
    BacktestSystem --> TradeSystem
    BacktestSystem --> StrategySystem
    
    DataManager --> Database
    DataManager --> Logger
    
    style QuoteSystem fill:#e1f5ff
    style TradeSystem fill:#fff4e1
    style StrategySystem fill:#e8f5e9
    style BacktestSystem fill:#ffe8e1
    style HTTP fill:#f3e5f5
    style CAPI fill:#f3e5f5

架构说明

系统采用三层架构：

网络层（Interface Layer）
- 负责对外接口暴露和请求处理
- 支持 HTTP RESTful API 和 C 函数调用两种方式
- 不包含业务逻辑，仅做请求转发和响应封装
核心业务层（Core Business Layer）
- 包含行情、交易、策略、回测四大核心系统
- 所有核心业务逻辑在此层执行
- 保证高性能和低延迟
- 系统间可相互调用（如回测系统调用行情、交易、策略）
基础服务层（Infrastructure Layer）
- 提供数据存储、日志记录、配置管理、定时调度、算法等基础能力
- 为核心业务层提供支撑服务
- 包含数据库、日志、配置、调度、算法等通用组件

核心系统详解

1. 行情系统（Quote System）

行情系统负责市场数据的接入、处理、分发和回放。

graph LR
    subgraph "数据源"
        CSVData[CSV 文件]
        LiveFeed[实时行情接口]
        MockData[Mock 测试数据]
        RecordedData[录制数据]
    end
    
    subgraph "行情系统核心"
        QuoteManager[行情管理器]
        DataRecorder[数据录制器]
        DataReplay[数据回放器]
    end
    
    subgraph "数据模式"
        CallbackMode[回调模式]
        PollingMode[轮询模式]
        SharedMemMode[共享内存模式]
    end
    
    subgraph "消费者"
        Trade[交易系统]
        Strategy[策略引擎]
        APIQuery[API 查询]
        Monitor[监控系统]
    end
    
    MockData --> QuoteManager
    RecordedData --> DataReplay
    CSVData --> DataReplay
    LiveFeed --> QuoteManager
    
    QuoteManager --> DataRecorder
    DataReplay --> QuoteManager
    DataRecorder --> DataReplay
    
    QuoteManager --> SharedMemMode
    QuoteManager --> CallbackMode
    QuoteManager --> PollingMode
    
    CallbackMode --> Trade
    PollingMode --> Trade
    CallbackMode --> Strategy
    PollingMode --> Strategy
    CallbackMode --> APIQuery
    PollingMode --> APIQuery
    
    Strategy --> Monitor

核心特性

可插拔式数据源

所有数据源通过统一接口接入
数据结构抽象化，兼容各类三方平台 API

多种数据来源

Mock 数据：用于本地测试
录制数据：实时行情可录制保存，用于后续回放
CSV 导入：支持大批量历史数据导入
实时接口：对接交易所或行情网关的实时数据流

三种数据读取模式

模式	适用场景	特点
回调模式	事件驱动策略	数据到达时主动推送给策略
轮询模式	定时查询策略	策略按固定频率主动拉取数据
共享内存模式	极低延迟场景	零拷贝数据传输（测试中）

数据录制与回放

录制功能：实时行情可录制到本地数据库或文件
回放功能：历史数据按时间轴回放，用于策略回测和验证

2. 交易系统（Trade System）

交易系统负责订单管理、交易执行和资金查询。

graph TB
    subgraph "交易请求"
        APIRequest[HTTP/C API 请求]
        StrategyOrder[策略下单]
    end
    
    subgraph "交易系统核心"
        OrderManager[订单管理器]
        TradeEngine[交易引擎]
        OrderRouter[订单路由]
    end
    
    subgraph "交易通道（柜台系统）"
        Channel1[柜台系统 A]
        Channel2[柜台系统 B]
        Channel3[柜台系统 C]
        CounterDB[(柜台数据库)]
    end
    
    subgraph "策略集成"
        StrategySystem[策略系统]
        AlgoEngine[算法引擎按需调用]
        StrategyDB[(策略相关数据库)]
    end
    
    APIRequest --> OrderManager
    StrategyOrder --> OrderManager
    
    OrderManager --> TradeEngine
    TradeEngine --> OrderRouter
    
    OrderRouter --> Channel1
    OrderRouter --> Channel2
    OrderRouter --> Channel3
    
    Channel1 --> CounterDB
    Channel2 --> CounterDB
    Channel3 --> CounterDB
    
    StrategySystem -.集成.-> AlgoEngine
    StrategySystem --> StrategyDB
    StrategySystem --> OrderManager
    
    TradeEngine -.查询.-> CounterDB

核心特性

可插拔式交易通道

对接不同的柜台系统（交易通道）
统一的订单结构和交易流程

订单管理

订单路由和分发
订单状态跟踪和查询
订单数据查询：直接从柜台系统（交易通道）查询订单、成交、持仓、资金等数据

算法引擎（基础架构层）

算法引擎位于基础架构层，按需调用
TWAP 等算法通常集成在策略中使用
算法引擎提供通用的拆单、执行逻辑
策略可根据需要灵活调用

数据管理说明

柜台系统数据库：由交易通道（柜台系统）管理，存储实际订单、成交、持仓数据
策略相关数据库：策略系统管理，存储策略的挂单和订单信息
交易系统通过查询接口从柜台系统获取所需数据

风控系统（规划中）

当前系统未实现统一的风控模块
风控逻辑可在策略层自行开发
支持在策略中实现：
- 订单前置检查
- 资金和持仓限制
- 自定义风控规则

3. 策略系统（Strategy System）

策略系统是核心业务层的关键组成，支持多策略并行运行和个性化定制。

graph TB
    subgraph "策略管理"
        StrategyManager[策略管理器]
        StrategyLoader[策略加载器]
        StrategyConfig[策略配置]
    end
    
    subgraph "运行中的策略"
        Strategy1[策略 A]
        Strategy2[策略 B]
        StrategyN[策略 ...]
    end
    
    subgraph "策略能力"
        QuoteSubscribe[行情订阅]
        OrderExecution[订单执行]
        PositionMonitor[持仓监控]
    end
    
    subgraph "持久化"
        PendingOrderDB[(挂单数据库)]
        OrderDB[(订单数据库)]
    end
    
    StrategyConfig --> StrategyLoader
    StrategyLoader --> StrategyManager
    
    StrategyManager --> Strategy1
    StrategyManager --> Strategy2
    StrategyManager --> StrategyN
    
    Strategy1 --> QuoteSubscribe
    Strategy1 --> OrderExecution
    Strategy2 --> PositionMonitor
    
    StrategyManager --> PendingOrderDB
    StrategyManager --> OrderDB
    
    QuoteSubscribe -.订阅.-> QuoteSystem[行情系统]
    OrderExecution -.下单.-> TradeSystem[交易系统]
    PositionMonitor -.查询.-> TradeSystem

核心特性

可插拔式策略架构

策略作为独立模块加载
统一的策略接口规范
支持动态加载和卸载

多策略并行

支持多个策略同时运行
策略间资源隔离
独立的性能监控和日志

策略状态持久化

策略配置保存到数据库
挂单、订单信息持久化
策略状态可恢复

个性化定制

支持自定义策略参数
灵活的信号生成逻辑
可配置的执行规则

4. 回测系统（Backtest System）

回测系统提供历史数据回放能力，是策略验证的基础设施。

graph TB    
    subgraph "回测核心"
        BacktestEngine[回测引擎]
        DataSource[定制数据源]
    end
    
    subgraph "数据来源"
        RecordedData[录制数据]
        CSVData[CSV 文件]
    end
    
    subgraph "数据注入"
        QuoteSystem[行情系统]
    end
    
    subgraph "其他模块（需定制开发）"
        MockTrade[模拟交易模块]
        Analysis[数据分析模块]
        Report[报告生成模块]
        Visualization[可视化模块]
    end
    
    RecordedData --> DataSource
    CSVData --> DataSource
    
    DataSource --> BacktestEngine
    BacktestEngine -->|推送历史行情| QuoteSystem
    
    QuoteSystem -.实盘策略运行.-> Strategy[策略系统]
    QuoteSystem -.实盘运行.->Trade[交易系统]
    Strategy -.交易信号.-> MockTrade
    Strategy -.绩效数据.-> Analysis
    Analysis -.统计结果.-> Report
    Analysis -.图表数据.-> Visualization
    
    style BacktestEngine fill:#ffe8e1
    style MockTrade fill:#f0f0f0,stroke-dasharray: 5 5
    style Analysis fill:#f0f0f0,stroke-dasharray: 5 5
    style Report fill:#f0f0f0,stroke-dasharray: 5 5
    style Visualization fill:#f0f0f0,stroke-dasharray: 5 5

当前实现

回测系统目前处于基础阶段，提供核心的数据回放能力：

已实现功能

✅ 定制数据源接入：支持灵活配置历史数据来源
✅ 数据推送到行情系统：将历史数据按时间顺序推入行情系统
✅ 多种数据格式支持：
- 录制的行情数据
- CSV 格式的历史数据

核心工作原理

回测引擎的主要职责是作为数据源桥接器：

从各种来源加载历史数据
按时间顺序将数据推送到行情系统
行情系统将数据分发给策略（与实盘流程一致）
策略运行的逻辑与实盘完全相同

关键设计优势

策略代码复用：回测时使用与实盘完全相同的策略代码
真实流程验证：数据流与实盘一致，确保回测有效性
灵活数据源：支持多种历史数据格式和来源

典型回测流程

配置数据源：选择历史数据来源（录制数据/CSV/数据库）
初始化回测引擎：设置时间范围、数据过滤条件
启动数据推送：回测引擎将历史数据推入行情系统
策略自动运行：交易、策略接收历史行情，执行交易逻辑

接口层设计

系统提供两种接口方式，满足不同场景的需求。

HTTP API 接口

graph LR
    Client[客户端] -->|HTTP Request| NetworkService[网络服务]
    NetworkService -->|路由| QuoteAPI[行情 API]
    NetworkService -->|路由| TradeAPI[交易 API]
    NetworkService -->|路由| StrategyAPI[策略 API]
    
    QuoteAPI -->|调用| QuoteSystem[行情系统]
    TradeAPI -->|调用| TradeSystem[交易系统]
    StrategyAPI -->|调用| StrategySystem[策略系统]
    
    QuoteSystem -->|JSON 响应| QuoteAPI
    TradeSystem -->|JSON 响应| TradeAPI
    StrategySystem -->|JSON 响应| StrategyAPI
    
    QuoteAPI -->|HTTP Response| NetworkService
    TradeAPI -->|HTTP Response| NetworkService
    StrategyAPI -->|HTTP Response| NetworkService
    NetworkService -->|HTTP Response| Client

特点

跨语言支持：任何支持 HTTP 的语言均可调用
易于集成：RESTful 风格，标准 JSON 格式
防火墙友好：使用标准 HTTP 协议
便于调试：可使用 curl、Postman 等工具测试

实现位置

网络服务：src/network/
API 处理器：src/network/handler/http/
- quote_api_handler.cpp - 行情接口
- trade_api_handler.cpp - 交易接口
- strategy_api_handler.cpp - 策略接口

C 接口

graph LR
    subgraph "客户端进程"
        PythonApp[Python 应用]
        GoApp[Go 应用]
        RustApp[Rust 应用]
        OtherApp[其他语言应用]
    end
    
    subgraph "核心系统"
        QuoteCore[行情系统]
        TradeCore[交易系统]
        StrategyCore[策略系统]
    end
    
    CAPI[C接口]
    PythonApp -->|ctypes/cffi| CAPI
    GoApp -->|cgo| CAPI
    RustApp -->|FFI| CAPI
    OtherApp -->|native call| CAPI
    
    CAPI -->|直接调用| QuoteCore
    CAPI -->|直接调用| TradeCore
    CAPI -->|直接调用| StrategyCore

特点

极致性能：直接函数调用，无网络开销
语言无关：C ABI 是各语言的通用标准
进程内调用：可嵌入到客户端进程中运行
低延迟：适合高频策略场景

使用场景

高频策略：对延迟要求极高的场景
嵌入式集成：需要在客户端进程内运行核心逻辑
跨语言调用：从 Python、Go、Rust 等语言调用 C++ 核心

关键设计优势：

策略运行在核心层，不受网络层影响
C 接口提供零网络开销的调用方式
HTTP 接口保证易用性和兼容性
两种接口可同时使用，互不干扰

基础服务层

基础服务层为核心业务层提供数据存储、日志记录、配置管理、定时调度等支撑能力。

graph TB    
    subgraph "基础服务层"
        subgraph "数据服务"
            DataManager[数据管理器]
            Database[(嵌入式数据库)]
            Migration[数据库迁移]
        end
        
        subgraph "日志服务"
            Logger[日志管理器]
            LogRotate[日志轮转]
            LogLevel[日志分级]
        end
        
        subgraph "配置服务"
            ConfigManager[配置管理器]
            ConfigLoader[配置加载器]
            ConfigValidator[配置验证]
        end
        
        subgraph "调度服务"
            Scheduler[定时调度器]
        end
        
        subgraph "算法引擎"
            AlgoEngine[算法引擎]
            TWAP[TWAP 算法]
        end
    end
    
    
    AlgoEngine --> TWAP
    
    DataManager --> Database
    DataManager --> Migration
    
    Logger --> LogRotate
    Logger --> LogLevel
    
    ConfigManager --> ConfigLoader
    ConfigManager --> ConfigValidator

1. 数据服务

数据管理

graph TB
    subgraph "核心业务层"
        QuoteSys[行情系统]
        TradeSys[交易系统]
        StrategySys[策略系统]
    end
    
    subgraph "数据管理器"
        DataManager[数据管理器]
        CacheManager[缓存管理]
        QueryEngine[查询引擎]
        FileManager[文件管理]
    end
    
    subgraph "持久化存储"
        SQLite[(SQLite 数据库)]
        LogFiles[日志文件]
        DataFiles[数据文件 CSV/录制数据]
    end
    
    subgraph "数据库表"
        OrderTable[订单表]
        PendingOrderTable[挂单表]
    end
    
    QuoteSys --> DataManager
    TradeSys --> DataManager
    StrategySys --> DataManager
    
    DataManager --> CacheManager
    DataManager --> QueryEngine
    DataManager --> FileManager
    
    QueryEngine --> SQLite
    FileManager --> DataFiles
    FileManager --> LogFiles
    
    SQLite --> OrderTable
    SQLite --> PendingOrderTable

数据管理器功能

数据库访问：统一的数据库访问接口，支持订单、策略等数据管理
文件系统管理：负责读取和写入各类数据文件
- CSV 文件读取（历史行情数据导入）
- 录制数据文件管理（行情录制与回放）
- 日志文件管理
- 配置文件读取
缓存管理：热点数据缓存，提升访问性能
查询引擎：提供高效的数据查询能力

嵌入式数据库

数据库引擎：SQLite（轻量级、无需独立服务）
连接池：支持多连接并发访问
事务支持：确保数据一致性

数据库版本管理

系统内置数据库迁移（Migration）机制：

配置文件：migrations/migration.config.ini
迁移脚本：migrations/scripts/
模板文件：migrations/templates/
版本跟踪：自动记录当前数据库版本
升级/回滚：支持数据库结构升级和回滚

2. 日志服务

graph LR
    subgraph "日志来源"
        QuoteLog[行情日志]
        TradeLog[交易日志]
        StrategyLog[策略日志]
        SystemLog[系统日志]
    end
    
    subgraph "日志处理"
        Logger[日志管理器]
        Formatter[格式化器]
        Filter[过滤器]
    end
    
    subgraph "日志输出"
        Console[控制台输出]
        FileDaily[按日归档文件]
        FileRotate[轮转日志]
    end
    
    QuoteLog --> Logger
    TradeLog --> Logger
    StrategyLog --> Logger
    SystemLog --> Logger
    
    Logger --> Formatter
    Formatter --> Filter
    
    Filter --> Console
    Filter --> FileDaily
    Filter --> FileRotate

核心特性

日志库：spdlog
分级日志：trace、debug、info、warn、error、critical
多输出：控制台、文件、轮转文件
异步写入：不阻塞业务逻辑
格式化：支持自定义日志格式
按模块分类：行情日志、交易日志、策略日志、系统日志

3. 配置服务

配置服务负责系统配置的加载、验证和管理。

核心特性

集中配置：统一的配置文件管理
配置验证：启动时验证配置合法性
热更新：部分配置支持运行时更新（规划中）
环境区分：支持开发、测试、生产环境配置
配置格式：JSON 格式，易于阅读和维护

主要配置项

数据库连接参数
网络服务端口和地址
日志级别和输出路径
行情源配置（接口地址、认证信息等）
交易接口配置
线程数量和 CPU 绑核设置
策略参数和定时任务

4. 调度服务

调度服务是系统自动化运行的核心，负责整个系统内部服务的自动启停和定时任务调度。

核心特性

系统级自动启停：自动控制行情系统、交易系统、策略系统等核心服务的启动和停止
定时任务：通过配置文件定义定时规则

系统自动启停机制

调度服务可以根据配置的时间规则，自动控制各个核心系统的生命周期：

graph LR
    Scheduler[定时调度器] -->|启动| QuoteSystem[行情系统]
    Scheduler -->|启动| TradeSystem[交易系统]
    Scheduler -->|启动| StrategySystem[策略系统]
    
    Scheduler -->|停止| QuoteSystem
    Scheduler -->|停止| TradeSystem
    Scheduler -->|停止| StrategySystem
    
    ConfigManager[配置管理] -->|时间规则| Scheduler

5. 算法引擎

算法引擎位于基础服务层，提供通用的交易算法实现，供策略按需调用。

核心特性

按需调用：算法引擎不在交易核心中，而是作为独立服务供策略调用
策略集成：通常集成在策略中使用，灵活组合
通用算法：提供 TWAP 等常见交易算法实现

已实现算法

算法	说明	使用场景	实现状态
TWAP	时间加权平均价格算法	大单拆分，降低市场冲击	✅ 已实现

TWAP 算法详解

时间加权平均价格（Time-Weighted Average Price）算法：

目标：将大单拆分为多笔小单，在指定时间段内均匀执行
优势：降低对市场价格的冲击，避免引起价格异常波动
功能：
- 任务创建：指定股票、数量、时间段等参数
- 任务控制：支持暂停、恢复、取消
- 状态查询：实时查询执行进度和状态
- 自动执行：按时间片自动下单

策略可以灵活选择是否使用算法引擎：

直接下单：策略直接调用交易系统下单
算法下单：策略通过算法引擎间接下单，享受算法的拆单、优化等能力

性能优化

当前性能

根据实际测试，系统在简单策略场景下的性能指标：

延迟：稳定在微秒级（µs）
吞吐：支持高频数据处理
并发：多策略并行运行

优化方向

系统仍有较大的优化空间，特别是在高并发场景下：

graph TB
    subgraph "当前架构"
        Current[互斥锁 + 多线程]
    end
    
    subgraph "优化方向"
        LockFree[无锁数据结构]
        ThreadSplit[线程职责拆分]
        ZeroCopy[零拷贝传输]
        NUMA[NUMA 感知调度]
    end
    
    subgraph "目标性能"
        SubMicro[亚微秒级延迟]
        NanoSec[纳秒级处理]
        HighThroughput[更高吞吐量]
    end
    
    Current --> LockFree
    Current --> ThreadSplit
    Current --> ZeroCopy
    Current --> NUMA
    
    LockFree --> SubMicro
    ThreadSplit --> SubMicro
    ZeroCopy --> NanoSec
    NUMA --> HighThroughput

计划中的优化

1. 无锁化（Lock-Free）

使用无锁队列替代互斥锁
原子操作（atomic）优化关键路径
减少锁竞争和上下文切换

2. 线程拆分

IO 线程：专门处理网络和文件 IO
处理线程：数据解析和业务逻辑
策略线程：策略计算和信号生成
交易线程：订单执行和状态管理

3. 共享内存优化

完善共享内存模式
零拷贝数据传输
进程间高效通信

4. 线程池管理

CPU 核心绑定（CPU affinity）
关键线程独占核心
减少缓存抖动（Cache thrashing）

性能目标

通过上述优化，预期系统延迟可降至：

常规路径：亚微秒级（sub-microsecond）
关键路径：纳秒级（nanosecond）

线程与绑核管理

系统当前支持基本的线程管理和 CPU 绑核功能：

线程数配置：可通过配置文件设置
CPU 绑核：关键线程可绑定到特定 CPU 核心

安全性考虑

风控系统：当前未实现统一风控，可在策略层自行开发（规划中）
权限控制：API 访问权限管理（规划中）
数据加密：敏感数据加密存储（规划中）
审计日志：完整的操作日志记录

监控与运维

日志监控：通过日志文件监控系统运行状态
性能监控：关键路径性能指标记录
异常告警：错误日志和异常捕获
健康检查：API 健康检查接口

架构概述

核心设计理念

整体架构

系统分层

架构说明

核心系统详解

1. 行情系统（Quote System）

核心特性

2. 交易系统（Trade System）

核心特性

3. 策略系统（Strategy System）

核心特性

4. 回测系统（Backtest System）

当前实现

典型回测流程

接口层设计

HTTP API 接口

特点

实现位置

C 接口

特点

使用场景

基础服务层

1. 数据服务

数据管理

2. 日志服务

3. 配置服务

4. 调度服务

5. 算法引擎

性能优化

当前性能

优化方向

计划中的优化

性能目标

线程与绑核管理

安全性考虑

监控与运维

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