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[算法理论] 全球最快匹配引擎算法的突破性进展

发布于:2026-06-19 22:00 最后更新:2026-06-20 13:50
#algorithm #optimization #Data Structure

摘要

一台单核 CPU 在子微秒的中位端到端响应延迟下,能够维持每秒 3200 万个订单消息的处理速度,比现有的开源匹配引擎快 4.7-11 倍。扩展后,单台 96 核商品服务器(约 $1,630/月)能够在 10,000 个符号上处理约 6.4 亿条消息每秒,超过美国合并报价源提供的容量 20 倍。我们通过解决设定匹配延迟的存储层问题,实现了这些数字。

技术细节

主流的订单簿实现使用了通过平衡树链接的链表,这在每次操作中产生了两个成本:插入点的指针追踪遍历和从根到叶子的搜索以定位目标价格水平。在微突发情况下,这些成本会导致尾部延迟的峰值,降低在流动性最需要时的市场质量。

我们提出了两种数据结构的贡献,以消除这些问题。

优先指示节点 (PIN)

第一种是优先指示节点(PIN),它是一个优先级队列,其中条目占用固定容量、连续可寻址的槽,并通过指示器编码条目的全局优先级状态。与堆(每个操作需要 O(log n) 次比较)不同,PIN 直接通过指示器解析插入位置,无需比较条目;指示器更新为 O(1),与队列大小无关。

邻居感知插入与删除

第二个针对更广泛的低效问题:平衡搜索树在每次插入和删除时都从根到叶进行搜索,即使调用者已经知道键的有序邻居,这在电子交易中是零成本的。邻居感知插入和删除利用已知邻居引用以 O(1) 的引用写入附加或移除节点,随后在红黑树、AVL 树和 B+ 树变体中进行单路径的重新平衡。

博主点评: 该算法的创新之处在于通过改进数据结构,显著降低了匹配延迟,提升了交易系统的性能。这为高频交易等对延迟敏感的应用提供了强有力的支撑,值得在实际系统中推广应用。

原文链接: https://arxiv.org/abs/2606.01183

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