实时市场数据处理:设计低延迟和高吞吐量的系统

主要观点:

  • 在金融市场中,实时数据处理对交易、风险管理和决策至关重要,市场数据系统需每秒处理数百万更新并确保超低延迟。
  • 探讨实时市场数据处理的关键挑战、设计策略和优化,包括高性能数据摄入(如 UDP 多播)、超低延迟优化(零拷贝数据处理、锁自由数据结构)、高可用性的高效故障转移(热备复制、实时数据同步、RDMA 快速故障转移)、高吞吐量的分区扩展等。
  • 从高频交易中汲取教训,如使用 CPU 集避免上下文切换、提高系统性能,这些技术可应用于其他实时系统如广告技术、网络安全、物联网等。

关键信息:

  • 传统基于 TCP 的 Kafka 等方式开销大,许多交易公司依赖 UDP 多播进行低延迟数据分发。
  • 零拷贝数据处理利用 mmap 避免数据复制,锁自由数据结构避免线程竞争。
  • 热备复制实现即时接管,实时数据同步用 rsync 工具,RDMA 用于快速高效故障转移。
  • 为处理高吞吐量可按股票代码分区,批量发送数据减少 I/O。
  • 使用 CPU 集可减少上下文切换、提高缓存局部性和系统性能。

重要细节:

  • UDP 多播程序示例(C++代码)展示了连接多播组、接收和显示数据的过程。
  • 零拷贝共享内存和锁自由环缓冲区的 C++代码实现。
  • 热备复制中主节点和副本节点的作用及相关操作。
  • 实时数据同步的 rsync 命令示例。
  • RDMA 发送和接收数据的代码示例。
  • 按股票代码分区及批量发送数据的代码示例。
  • CPU 集相关技术在高频交易及其他实时系统中的应用。
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