##前言
无论是股票交易系统,还是数字货币交易系统,都离不开撮合交易引擎,这是交易平台的心脏。同时,一个优秀的架构设计也会让交易平台的运维和持续开发更加容易。本文基于对开源项目的深入研究,总结了数字货币交易系统的架构设计。
##关于撮合交易系统
撮合技术主要是从数据库撮合技术向内存撮合技术发展,这是因为数据库撮合技术越来越无法满足金融交易对于高可靠性、高性能、强安全性、可扩展性以及易维护性的需求。金融(币币)交易撮合系统中包括以下几个核心模块:
##关于技术选型
一个交易所平台的技术架构主要考虑安全性、分布式、易扩展、容错性、低延时、高并发等特性,以及熔断机制、服务注册和发现、消息服务、服务网关、安全认证、内存数据库、关系型数据库等各种选项,最终形成了如下技术选型:
##关于交易所架构设计
基于SpringCloud开发基于微服务架构的交易平台,首先需要对SpringCloud的基础架构有所了解,我们熟知的SpringCloud微服务架构如下图所示:
由于篇幅关系,本文就不对SpringCloud的技术架构进行详细解读了。
在SpringCloud这个优秀的微服务框架基础之上,如何构建一个交易系统呢?开源项目CoinExchange对交易所的架构做了如下架构设计:
将撮合交易引擎、API等拆分作为单独的服务,基于SpringCloud构建了一个精简的交易所架构。
部署图如下:
##关于撮合交易引擎
采用内存撮合的方式进行,以Kafka做撮合订单信息传输,MongoDB持久化订单成交明细,MySQL记录订单总体成交。其中行情模块主要负责订单成交持久化、行情生成、行情推送等服务,包括:
内存撮合交易支持的模式
撮合逻辑过程如下图所示:
示例代码如下:
1 /**
2 * 限价委托单与限价队列匹配
3 * @param lpList 限价对手单队列
4 * @param focusedOrder 交易订单
5 */
6 public void matchLimitPriceWithLPList(TreeMap lpList, ExchangeOrder focusedOrder,boolean canEnterList){
7 List exchangeTrades = new ArrayList<>();
8 List completedOrders = new ArrayList<>();
9 synchronized (lpList) {
10 Iterator> mergeOrderIterator = lpList.entrySet().iterator();
11 boolean exitLoop = false;
12 while (!exitLoop && mergeOrderIterator.hasNext()) {
13 Map.Entry entry = mergeOrderIterator.next();
14 MergeOrder mergeOrder = entry.getValue();
15 Iterator orderIterator = mergeOrder.iterator();
16 //买入单需要匹配的价格不大于委托价,否则退出
17 if (focusedOrder.getDirection() == ExchangeOrderDirection.BUY && mergeOrder.getPrice().compareTo(focusedOrder.getPrice()) > 0) {
18 break;
19 }
20 //卖出单需要匹配的价格不小于委托价,否则退出
21 if (focusedOrder.getDirection() == ExchangeOrderDirection.SELL && mergeOrder.getPrice().compareTo(focusedOrder.getPrice()) < 0) {
22 break;
23 }
24 while (orderIterator.hasNext()) {
25 ExchangeOrder matchOrder = orderIterator.next();
26 //处理匹配
27 ExchangeTrade trade = processMatch(focusedOrder, matchOrder);
28 exchangeTrades.add(trade);
29 //判断匹配单是否完成
30 if (matchOrder.isCompleted()) {
31 //当前匹配的订单完成交易,删除该订单
32 orderIterator.remove();
33 completedOrders.add(matchOrder);
34 }
35 //判断交易单是否完成
36 if (focusedOrder.isCompleted()) {
37 //交易完成
38 completedOrders.add(focusedOrder);
39 //退出循环
40 exitLoop = true;
41 break;
42 }
43 }
44 if(mergeOrder.size() == 0){
45 mergeOrderIterator.remove();
46 }
47 }
48 }
49 //如果还没有交易完,订单压入列表中
50 if (focusedOrder.getTradedAmount().compareTo(focusedOrder.getAmount()) < 0 && canEnterList) {
51 addLimitPriceOrder(focusedOrder);
52 }
53 //每个订单的匹配批量推送
54 handleExchangeTrade(exchangeTrades);
55 if(completedOrders.size() > 0){
56 orderCompleted(completedOrders);
57 TradePlate plate = focusedOrder.getDirection() == ExchangeOrderDirection.BUY ? sellTradePlate : buyTradePlate;
58 sendTradePlateMessage(plate);
59 }
60 }
61
62 /**
63 * 限价委托单与市价队列匹配
64 * @param mpList 市价对手单队列
65 * @param focusedOrder 交易订单
66 */
67 public void matchLimitPriceWithMPList(LinkedList mpList,ExchangeOrder focusedOrder){
68 List exchangeTrades = new ArrayList<>();
69 List completedOrders = new ArrayList<>();
70 synchronized (mpList) {
71 Iterator iterator = mpList.iterator();
72 while (iterator.hasNext()) {
73 ExchangeOrder matchOrder = iterator.next();
74 ExchangeTrade trade = processMatch(focusedOrder, matchOrder);
75 logger.info(">>>>>"+trade);
76 if(trade != null){
77 exchangeTrades.add(trade);
78 }
79 //判断匹配单是否完成,市价单amount为成交量
80 if(matchOrder.isCompleted()){
81 iterator.remove();
82 completedOrders.add(matchOrder);
83 }
84 //判断吃单是否完成,判断成交量是否完成
85 if (focusedOrder.isCompleted()) {
86 //交易完成
87 completedOrders.add(focusedOrder);
88 //退出循环
89 break;
90 }
91 }
92 }
93 //如果还没有交易完,订单压入列表中
94 if (focusedOrder.getTradedAmount().compareTo(focusedOrder.getAmount()) < 0) {
95 addLimitPriceOrder(focusedOrder);
96 }
97 //每个订单的匹配批量推送
98 handleExchangeTrade(exchangeTrades);
99 orderCompleted(completedOrders);
100 }
101
102
103 /**
104 * 市价委托单与限价对手单列表交易
105 * @param lpList 限价对手单列表
106 * @param focusedOrder 待交易订单
107 */
108 public void matchMarketPriceWithLPList(TreeMap lpList, ExchangeOrder focusedOrder){
109 List exchangeTrades = new ArrayList<>();
110 List completedOrders = new ArrayList<>();
111 synchronized (lpList) {
112 Iterator> mergeOrderIterator = lpList.entrySet().iterator();
113 boolean exitLoop = false;
114 while (!exitLoop && mergeOrderIterator.hasNext()) {
115 Map.Entry entry = mergeOrderIterator.next();
116 MergeOrder mergeOrder = entry.getValue();
117 Iterator orderIterator = mergeOrder.iterator();
118 while (orderIterator.hasNext()) {
119 ExchangeOrder matchOrder = orderIterator.next();
120 //处理匹配
121 ExchangeTrade trade = processMatch(focusedOrder, matchOrder);
122 if (trade != null) {
123 exchangeTrades.add(trade);
124 }
125 //判断匹配单是否完成
126 if (matchOrder.isCompleted()) {
127 //当前匹配的订单完成交易,删除该订单
128 orderIterator.remove();
129 completedOrders.add(matchOrder);
130 }
131 //判断焦点订单是否完成
132 if (focusedOrder.isCompleted()) {
133 completedOrders.add(focusedOrder);
134 //退出循环
135 exitLoop = true;
136 break;
137 }
138 }
139 if(mergeOrder.size() == 0){
140 mergeOrderIterator.remove();
141 }
142 }
143 }
144 //如果还没有交易完,订单压入列表中,市价买单按成交量算
145 if (focusedOrder.getDirection() == ExchangeOrderDirection.SELL&&focusedOrder.getTradedAmount().compareTo(focusedOrder.getAmount()) < 0
146 || focusedOrder.getDirection() == ExchangeOrderDirection.BUY&& focusedOrder.getTurnover().compareTo(focusedOrder.getAmount()) < 0) {
147 addMarketPriceOrder(focusedOrder);
148 }
149 //每个订单的匹配批量推送
150 handleExchangeTrade(exchangeTrades);
151 if(completedOrders.size() > 0){
152 orderCompleted(completedOrders);
153 TradePlate plate = focusedOrder.getDirection() == ExchangeOrderDirection.BUY ? sellTradePlate : buyTradePlate;
154 sendTradePlateMessage(plate);
155 }
156 }
每个币种对应不同的数据访问方式,大部分区块链项目的钱包操作方式是相同的或十分相似的,比如BTC、LTC、BCH、BSV、BCD等比特币衍生币,其API操作方式几乎一样;再比如ETH,当你掌握一个合约币种的操作,其他基于ETH发行的数字货币的操作方式几乎一样。所以,基本上当你花时间弄懂了一个,就懂了一堆币种。
本项目使用的钱包操作方案也是不同的,也尽可能的为大家展示了不同用法:
一般而言,当交易所来往资金量不大的时候,你可以自己摸索,但是当交易所资金量大了以后,如果你对自己操作钱包不太放心,你也可以使用第三方的钱包服务,当然,这需要你与钱包服务商进行谈判,付个年费什么的。
下图是关于交易平台充值逻辑的一个简单时序图:
总结
通过以上的说明及图示,我们基本上对交易所的整体架构有了一定的认知。
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