证券交易系统设计与开发 - 廖雪峰的官方网站

证券交易系统是金融市场上能够提供的最有流动性，效率最高的交易场所。

和传统的商品交易不同的是，证券交易系统提供的买卖标的物是标准的数字化资产，如USD、股票、BTC等，它们的特点是数字计价，可分割买卖。

证券交易系统通过买卖双方各自的报价，按照价格优先、时间优先的顺序，对买卖双方进行撮合，实现每秒成千上万的交易量，可以为市场提供高度的流动性和价格发现机制。

本文讨论如何设计并实现一个证券交易系统。

我们以一个美元计价的数字货币交易所为例，实现一个比特币的BTC/USD交易系统。

一个完整的证券交易系统是由用户系统、账户系统、订单系统、撮合系统以及清算系统等子系统构成的。各个子系统相互配合，完成证券报价交易。

      1  ┌───────────┐  2  ┌───────────┐  7  ┌───────────┐
Request  ────>│   User    │────>│  Account  │<────│ Clearing  │
              └───────────┘     └───────────┘     └───────────┘
                                     3│                 ▲
                                      ▼                 │
                                ┌───────────┐           │
                                │   Order   │          6│
                                └───────────┘           │
                                     4│                 │
                                      ▼                 │
                                ┌───────────┐  5  ┌───────────┐
                                │ Sequence  │────>│   Match   │
                                └───────────┘     └───────────┘
                                                        │
                                                        ▼
                                                  ┌───────────┐
Market   <────────────────────────────────────────│ Quotation │
                                                  └───────────┘

当一个请求进入交易系统后，首先由用户系统（User）识别用户身份，然后由账户系统（Account）对用户资产进行冻结，买入冻结USD，卖出冻结BTC，冻结如果成功，订单就进入定序系统（Sequence）。

为什么需要设计一个定序系统？因为交易系统的所有订单是一个有序队列。不同的用户在同一时刻下单，也必须由定序系统确定先后顺序。

经过定序的订单被送入撮合引擎（Match）。

撮合引擎是交易系统的核心。撮合引擎本质上就是维护一个买卖盘列表，然后按价格优先原则对订单进行撮合，能够成交的就输出成交结果，不能成交的放入买卖盘。这里注意没有时间优先原则，因为经过定序的订单队列已经是一个时间优先的队列了。

当撮合引擎输出了成交结果后，该成交记录由清算系统（Clearing）进行清算。清算的工作就是把买单冻结的USD扣掉，并加上买入所得的BTC，同时，把卖单冻结的BTC扣掉，并加上卖出所得的USD。根据taker／maker的费率，向买卖双方收取手续费。

清算系统完成清算后，更新订单状态，再通知用户，用户就可以查询到买卖的成交情况。

在撮合引擎输出成交记录给清算系统的同时，它还把去除用户和订单相关信息的成交记录输出给行情系统（Quotation），由行情系统保存市场的成交价、成交量等信息，并输出实时价格、K线图等技术数据，以便公开市场查询。

经过这样的模块化设计，一个证券交易系统就具备了雏型。