基于 Rust QARS 的 C++ 实现，专注极致性能与跨语言互操作
QAULTRA C++ 是 QARS (QUANTAXIS RS) 量化交易系统的 C++ 实现，与 Rust 核心保持架构对齐，专为超高性能算法交易、大规模回测和实时投资组合管理而设计。
- iceoryx/iceoryx2 双栈支持: 高性能进程间通信，零拷贝数据传输
- 跨语言互操作: C++ ↔ Rust ↔ Python 无缝数据交换
- 大规模并行回测: 支持 1000+ 并发订阅者，吞吐量 > 500K msg/sec
- 微秒级延迟: P99 延迟 < 10 μs，适合高频交易场景
性能指标 (Massive Scale Testing):
- 吞吐量: 520K ticks/sec (500 订阅者)
- 延迟: P99 < 10 μs
- 成功率: > 99.9%
- 内存使用: < 2GB (100万行情数据)
- QAMarketSystem: 完全匹配 Rust
QAMarket的 C++ 实现 - 账户管理: 多账户注册、资金管理、QIFI 协议支持
- 时间管理: 交易日历、分钟级时间控制
- 订单调度: 订单队列、目标持仓队列、批量处理
- 回测执行: 事件驱动回测、策略回调、QIFI 快照
- QA_Account: 股票/期货统一账户
- 持仓管理: 实时持仓跟踪、盈亏计算
- 订单管理: 完整订单生命周期、风控检查
- 批量操作: 并行批量下单、撤单、查询
- Rust 对齐: 完全匹配 Rust 数据结构定义
- StockCnDay: 中国股票日线数据
- StockCn1Min: 中国股票分钟数据
- FutureCn1Min/FutureCnDay: 中国期货数据
- Kline: 通用 K 线数据结构
- QIFI: 量化投资格式接口 - 标准化账户/持仓/订单格式
- MIFI: 市场信息格式接口 - 统一市场数据表示
- TIFI: 交易信息格式接口 - 标准化交易数据
- MongoDB: 账户数据、历史快照存储 (可选)
- ClickHouse: 高性能时序数据存储 (规划中)
- Apache Arrow: 列式数据处理、零拷贝传输
qaultra-cpp/
├── include/qaultra/ # 头文件
│ ├── account/ # 账户系统
│ │ ├── qa_account.hpp # 统一账户 (Stock + Futures)
│ │ ├── position.hpp # 持仓管理
│ │ ├── order.hpp # 订单管理
│ │ └── batch_operations.hpp # 批量操作
│ ├── market/ # 市场系统
│ │ ├── market_system.hpp # 市场系统主类 (对标 Rust QAMarket)
│ │ ├── simmarket.hpp # 模拟市场
│ │ └── match_engine.hpp # 撮合引擎
│ ├── data/ # 数据类型
│ │ ├── datatype.hpp # Rust 匹配的基础数据类型
│ │ ├── kline.hpp # K线数据
│ │ └── marketcenter.hpp # 市场数据中心
│ ├── protocol/ # 协议定义
│ │ ├── qifi.hpp # QIFI 协议
│ │ ├── mifi.hpp # MIFI 协议
│ │ └── tifi.hpp # TIFI 协议
│ ├── ipc/ # IPC 模块
│ │ ├── broadcast_hub_v1.hpp # IceOryx v1 广播
│ │ ├── broadcast_hub_v2.hpp # iceoryx2 广播
│ │ └── cross_lang_data.hpp # 跨语言数据结构
│ ├── connector/ # 数据库连接器
│ │ ├── database_connector.hpp
│ │ └── mongodb_connector.hpp
│ └── analysis/ # 性能分析
│ └── performance_analyzer.hpp
├── src/ # 实现文件
├── tests/ # 测试
├── examples/ # 示例代码
└── docs/ # 文档
- Rust 为核心: C++ 实现完全对标 Rust 版本架构
- 零冗余: 避免创建简化版或重复功能
- 高性能: 零拷贝、SIMD 优化、无锁并发
- C++17 兼容: 使用广泛支持的标准，避免 C++20 依赖
- 模块化: 清晰的接口分离，支持可选编译
| 组件 | Rust (qars2/src) | C++ (qaultra-cpp) | 状态 |
|---|---|---|---|
| 账户系统 | qaaccount::QA_Account |
account::QA_Account |
✅ 完全对齐 |
| 市场系统 | qamarket::QAMarket |
market::QAMarketSystem |
✅ 完全对齐 |
| 数据类型 | qadata::StockCnDay |
data::StockCnDay |
✅ 完全对齐 |
| IPC 广播 | qadata::DataBroadcaster |
ipc::BroadcastHubV2 |
✅ iceoryx2 集成 |
| 协议 | qaprotocol::qifi::QIFI |
protocol::qifi::QIFI |
✅ 完全对齐 |
- 编译器: GCC 9+ / Clang 10+ / MSVC 2019+
- CMake: 3.16+
- 依赖库:
- nlohmann_json
- Google Test (可选，用于测试)
- MongoDB C++ Driver (可选，
QAULTRA_USE_MONGODB=ON) - Apache Arrow (可选，
QAULTRA_USE_ARROW=ON) - IceOryx (可选，
QAULTRA_USE_ICEORYX=ON) - iceoryx2 (可选，
QAULTRA_USE_ICEORYX2=ON)
# 克隆项目
git clone https://github.com/quantaxis/qaultra-cpp.git
cd qaultra-cpp
# 创建构建目录
mkdir build && cd build
# 配置项目 (基础版本)
cmake .. -DQAULTRA_BUILD_TESTS=ON
# 配置项目 (完整功能)
cmake .. \
-DQAULTRA_BUILD_TESTS=ON \
-DQAULTRA_USE_MONGODB=ON \
-DQAULTRA_USE_ICEORYX2=ON \
-DQAULTRA_USE_FULL_FEATURES=ON
# 编译
make -j$(nproc)
# 运行测试
./progressive_test
./protocol_test
./unified_account_test#include <qaultra/market/market_system.hpp>
#include <qaultra/account/qa_account.hpp>
int main() {
using namespace qaultra;
// 创建市场系统
auto market = std::make_shared<market::QAMarketSystem>(
"/data/market", // 数据路径
"my_portfolio" // 组合名称
);
// 注册账户
market->register_account("account_001", 1000000.0); // 100万初始资金
// 获取账户
auto account = market->get_account("account_001");
// 下单
account->buy("000001.XSHE", 100, 10.5);
// 查询持仓
auto positions = account->get_positions();
for (const auto& [code, pos] : positions) {
std::cout << "持仓: " << code << " 数量: " << pos.volume << std::endl;
}
// 获取 QIFI 快照
auto qifi = account->get_qifi();
std::cout << "账户权益: " << qifi.balance << std::endl;
return 0;
}核心类:
QA_Account: 统一账户，支持股票和期货交易QA_Position: 持仓管理，实时盈亏计算Order: 订单管理，完整生命周期跟踪BatchOrderProcessor: 批量操作处理器
主要功能:
- 多账户管理
- 买卖/开平仓操作
- 实时风控检查
- 盈亏计算
- QIFI 协议导出
核心类:
QAMarketSystem: 市场系统主类（对标 RustQAMarket）SimMarket: 模拟市场MatchEngine: 订单撮合引擎
主要功能:
- 账户注册和管理
- 时间管理（交易日期/时间）
- 订单调度和队列
- 目标持仓管理
- 回测执行
- QIFI 快照管理
核心类型:
Date: C++17 兼容的日期结构StockCnDay: 中国股票日线数据StockCn1Min: 中国股票分钟数据FutureCn1Min: 中国期货分钟数据FutureCnDay: 中国期货日线数据Kline: 通用 K 线结构
工具函数:
- 时间戳/日期转换
- 交易日判断
- 下一个/上一个交易日计算
核心类:
BroadcastHubV1: 基于 IceOryx (v1) 的数据广播BroadcastHubV2: 基于 iceoryx2 的数据广播CrossLangData: 跨语言数据结构
关键特性:
- 零拷贝共享内存传输
- 支持 1000+ 并发订阅者
- 微秒级延迟
- 批量数据传输优化
QIFI 协议 (qifi.hpp):
- 标准化账户数据格式
- 持仓、订单、成交数据结构
- JSON 序列化/反序列化
MIFI 协议 (mifi.hpp):
- 市场数据标准格式
- 行情快照、逐笔成交
TIFI 协议 (tifi.hpp):
- 交易数据交换格式
| 选项 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|
QAULTRA_BUILD_TESTS |
ON | 构建测试程序 |
QAULTRA_BUILD_EXAMPLES |
OFF | 构建示例程序 |
QAULTRA_USE_ARROW |
OFF | 启用 Apache Arrow 支持 |
QAULTRA_USE_MONGODB |
OFF | 启用 MongoDB 连接器 |
QAULTRA_USE_ICEORYX |
ON | 启用 IceOryx (v1) IPC |
QAULTRA_USE_ICEORYX2 |
ON | 启用 iceoryx2 IPC |
QAULTRA_USE_FULL_FEATURES |
OFF | 启用所有完整功能 |
# 最小构建（仅核心功能）
cmake .. -DQAULTRA_BUILD_TESTS=OFF
# 完整构建（所有功能）
cmake .. \
-DQAULTRA_BUILD_TESTS=ON \
-DQAULTRA_BUILD_EXAMPLES=ON \
-DQAULTRA_USE_MONGODB=ON \
-DQAULTRA_USE_ARROW=ON \
-DQAULTRA_USE_ICEORYX2=ON \
-DQAULTRA_USE_FULL_FEATURES=ON
# 高性能构建（优化编译）
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_CXX_FLAGS="-O3 -march=native"| 测试场景 | 订阅者数 | 吞吐量 | 延迟 (P99) | 成功率 |
|---|---|---|---|---|
| 大规模并发 | 500 | 520K msg/sec | < 10 μs | 100% |
| 高并发 | 1000 | 350K msg/sec | < 15 μs | 99.9% |
| 持续发送 | 10 | 1.2M msg/sec | < 5 μs | 100% |
| 长时稳定性 | 50 | 800K msg/sec | < 8 μs | 99.99% |
| 操作 | 延迟 | 吞吐量 |
|---|---|---|
| 下单 | < 1 μs | > 1M ops/sec |
| 持仓查询 | < 100 ns | > 10M ops/sec |
| 盈亏计算 | < 500 ns | > 2M ops/sec |
| QIFI 快照 | < 10 μs | > 100K ops/sec |
| 操作 | 性能 |
|---|---|
| K线数据解析 | > 5M rows/sec |
| 时间序列聚合 | > 1M rows/sec |
| 跨语言数据传输 | > 2GB/sec (零拷贝) |
cd build
# 基础测试
./progressive_test # 渐进式测试
./protocol_test # 协议测试
./unified_account_test # 统一账户测试
# 性能测试
./performance_analysis_test # 性能分析测试
# 批量操作测试 (需要 GTest)
./batch_operations_test
# IPC 测试 (需要 iceoryx2)
./broadcast_basic_test # 基础广播测试
./broadcast_massive_scale_test # 大规模压力测试- ✅ 账户基础操作
- ✅ 持仓和订单管理
- ✅ QIFI/MIFI/TIFI 协议
- ✅ 批量操作并发安全
- ✅ 市场系统集成
- ✅ IPC 零拷贝传输
- ✅ 大规模压力测试
- ✅ 删除
unified_backtest_engine，使用market_system替代 - ✅ 创建
QAMarketSystem完全对齐 RustQAMarket - ✅ 数据类型清理，删除冗余
datatype_simple.hpp - ✅ C++17 兼容性改进，使用自定义
Date结构
- ✅ iceoryx2 集成，零拷贝数据广播
- ✅ 大规模压力测试 (500+ 订阅者，1M+ ticks)
- ✅ 跨语言数据交换 (C++ ↔ Rust ↔ Python)
- ✅ 零拷贝共享内存传输
- ✅ 批量数据处理优化
- ✅ 并发无锁数据结构
详见 CHANGELOG.md
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- Fork 本项目
- 创建特性分支 (
git checkout -b feature/amazing-feature) - 提交更改 (
git commit -m 'Add amazing feature') - 推送到分支 (
git push origin feature/amazing-feature) - 创建 Pull Request
详见 贡献指南
本项目采用 MIT 许可证 - 详见 LICENSE 文件
- QUANTAXIS 团队: 原始 Python/Rust 实现
- IceOryx/iceoryx2 团队: 高性能 IPC 中间件
- Apache Arrow 团队: 列式数据处理框架
- nlohmann/json: C++ JSON 库
- Google Test: C++ 测试框架
- 问题反馈: GitHub Issues
- 讨论: GitHub Discussions
- 邮件: [email protected]
QAULTRA C++ - 基于 Rust，为性能而生 🚀