在 C 的 high-frequency trading (HFT) 系統(tǒng)開發(fā)中，減少動態(tài)內(nèi)存分配、避免鎖競爭和線程阻塞、利用 CPU 架構(gòu)特性優(yōu)化性能、謹(jǐn)慎處理日志和異常是關(guān)鍵最佳實(shí)踐。1. 通過對象池、棧上分配和自定義分配器降低動態(tài)內(nèi)存帶來的延遲抖動；2. 使用無鎖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、線程綁定和獨(dú)立隊(duì)列減少鎖競爭與上下文切換；3. 借助 SIMD 指令、數(shù)據(jù)對齊和緩存優(yōu)化提升計(jì)算效率；4. 異步日志、禁用昂貴日志級別和使用返回碼代替異常機(jī)制以降低開銷。這些方法共同保障 HFT 系統(tǒng)的低延遲與高穩(wěn)定性。

在 high-frequency trading (HFT) 領(lǐng)域，C 是首選語言之一，因?yàn)樗峁┝藢τ布募?xì)粒度控制、低延遲以及高效的內(nèi)存管理能力。如果你正在用 C 做 HFT 系統(tǒng)開發(fā)，以下這些最佳實(shí)踐能幫你寫出更穩(wěn)定、更快、更可控的代碼。

減少動態(tài)內(nèi)存分配

HFT 應(yīng)用對延遲極其敏感，而動態(tài)內(nèi)存分配（如 new 或 malloc）會引入不可預(yù)測的延遲和性能抖動。為了提高確定性，建議：

• 使用對象池或預(yù)分配內(nèi)存池來復(fù)用對象。
• 盡量使用棧上分配而不是堆上分配。
• 替換默認(rèn)的 std::allocator 為自定義的高效分配器，比如基于 slab 的分配策略。

例如，你可以預(yù)先分配一個(gè)固定大小的訂單結(jié)構(gòu)體數(shù)組，在運(yùn)行時(shí)只做索引引用，避免頻繁申請釋放內(nèi)存。

避免鎖競爭和線程阻塞

多線程是 HFT 系統(tǒng)的基礎(chǔ)，但鎖競爭和線程切換會導(dǎo)致延遲飆升。優(yōu)化方法包括：

• 使用無鎖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如原子變量 (std::atomic) 和 CAS 操作。
• 將任務(wù)按線程綁定（thread affinity），減少上下文切換。
• 對關(guān)鍵路徑盡量采用單線程處理，用多個(gè)獨(dú)立隊(duì)列隔離任務(wù)流。

舉個(gè)例子，一個(gè)高頻訂單處理模塊可以將每個(gè)交易品種綁定到單獨(dú)的線程，這樣無需加鎖就能保證順序執(zhí)行。

利用 CPU 架構(gòu)特性優(yōu)化性能

C 允許你直接利用現(xiàn)代 CPU 的特性來提升性能：

• 使用 SIMD 指令（如 SSE/AVX）加速批量數(shù)值運(yùn)算。
• 控制數(shù)據(jù)對齊以避免 false sharing。
• 把熱點(diǎn)函數(shù)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)放入 L1/L2 緩存附近，減少 cache miss。

例如，如果你在處理大量 tick 數(shù)據(jù)并需要快速計(jì)算移動平均值，可以用 AVX 指令一次性處理多個(gè)浮點(diǎn)數(shù)，大幅提升吞吐量。

日志和異常處理要謹(jǐn)慎

在 HFT 場景下，日志記錄和異常處理如果處理不當(dāng)，可能會成為性能瓶頸甚至系統(tǒng)崩潰的隱患：

• 不要在關(guān)鍵路徑中使用昂貴的日志操作，可異步寫入或降低日志級別。
• 避免使用 try-catch 結(jié)構(gòu)包裹高性能代碼路徑，因?yàn)楫惓伋龃鷥r(jià)高昂。
• 可以用返回碼代替異常機(jī)制進(jìn)行錯(cuò)誤傳遞。

比如，對于每秒幾萬次的行情處理循環(huán)，應(yīng)關(guān)閉調(diào)試級別的日志輸出，只保留 fatal 錯(cuò)誤信息。

基本上就這些比較實(shí)用的做法了。HFT 對性能的要求極高，所以很多細(xì)節(jié)都得反復(fù)打磨，比如緩存行對齊、指令重排、系統(tǒng)調(diào)用次數(shù)等。雖然看起來不復(fù)雜，但每一項(xiàng)都容易被忽略，尤其是在壓力測試不夠充分的情況下。

以上是C用于高頻交易（HFT）最佳實(shí)踐的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！