深入浅出开发交易系统公开课（进化史）

关键词：【账户系统】【撮合引擎】【清算系统】【金融级账户体系】【复式记账法】【多边净额清算】

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1. 交易系统应用场景

什么是交易系统？从简单的概念上讲，交易系统为商品市场提供商品的集中交易及报价、撮合、清算、交割、登记等服务。例如：证券交易系统为证券市场提供证券的集中交易及报价、撮合、清算、交割、登记等服务；数字货币交易系统为数字货币市场提供数字货币的集中交易及报价、撮合、清算、交割、登记等服务；另外还有白银交易系统、黄金交易系统、贵金属交易系统、药材交易系统、艺术品交易系统等等。

可见交易系统应用场景比较广泛，现在我们深入浅出探索交易系统的基础设计，为感兴趣的朋友提供交易系统相关的基础知识、常见问题、改进策略、架构设计等内容，让从事交易系统研发与应用的朋友更高维度的审视交易系统架构，更深入的研究交易系统核心，更清楚的掌握交易系统应用。

闲话不说，我们进入正题。

2. 交易系统的不同视角

视角一：从开发设计视角来看：我们按照系统层次进行划分，可以将交易系统划分为外围系统、核心系统；外围系统包括新闻系统、公告系统、用户安全系统、钱包系统等等，核心系统包括【撮合引擎】、【账户系统】、【清算系统】；

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视角二：从用户体验视角来看：对于交易系统来说，客户最关心交易系统的三个指标：正确性、高效性、高并发；

【指标一：正确性】：指的是系统业务链设计的正确性，业务执行的正确性，业务核算的正确性；对于交易系统的正确性来说，我们99%关注是账户信息、账户资金、账户流水等业务的正确性。主要受到账户系统的影响；

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【指标二：高效性】：指的是一个完整业务链执行完成，所需要的最短时间。例如：交易系统系统的委托交易业务链；在两笔买卖单可成交情况下，委托交易业务链由挂单、撮合、成交、清算四个步骤构成。该业务链的执行最短时间为【高效性】=【挂单时间】+【撮合时间】+【成交时间】+【清算时间】。主要受到撮合引擎、清算系统的影响；

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【指标三：高并发】：指的是在极短单位时间内，极多个请求同时发起到服务器，服务器对多个请求进行处理。随着交易系统的用户量不断增加，我们会采用多种手段改进交易系统的设计实现，满足交易系统的高并发要求。主要受到撮合引擎、账户体系、清算系统的影响；

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备注一：目前交易系统号称撮合引擎百万TPS，但是，撮合引擎百万TPS仅是委托交易业务链的一个撮合环节的处理效率，清算效率假如为100TPS，那么完整的委托交易业务链的TPS就是100TPS。对于百万TPS撮合引擎，大家可以当作是个宣传口号，不可以应用到技术研发的讨论范畴。

备注二：高并发和高效性是紧密相关的，提高应用的性能，是肯定可以提高系统的并发能力的。

在分析过程中，我们可以看出交易系统核心三系统【撮合引擎】【账户系统】【清算系统】对交易系统的【正确性】【高效性】【高并发】具有重要的影响。

3. 核心三系统初步探索

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【系统一：撮合引擎】

• 【现状描述】：目前在网上传播最多的当属【撮合引擎】的设计资料。交易系统的撮合引擎伴随着90年代的证券交易系统发展而逐步完善。

• 【发展历程】：由最早的数据库撮合方式逐步改进为内存撮合方式，而后在内存撮合方式的基础之上，将有锁撮合内存队列为无锁环形撮合内存队列。

• 【影响分析】：目前撮合引擎的设计与实现已经稳定，实现百万TPS的撮合效率也是很容易实现的。

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【系统二：账户系统】

• 【现状描述】：现有的交易系统，除了证券交易所这些用户群体巨大、业务复杂性高，具备完善的账户系统设计。一些用户体谅小、业务简单的数币货币、白银、黄金、贵金属等交易所，通常采用的都是【单式记账法】，记录用户的资金信息。目前交易系统的账户系统设计资料网上公开的信息并完整，也没有形成账户系统解决方案。本系列文章后续会逐步介绍如何将【单式记账法】普通账户系统升级为【复式记账法】金融级账户系统。

• 【发展历程】：由最早的【用户账户一体系统】升级为用户账户分离的【单式记账法-普通账户系统】，随着金融业务的复杂度再次增加，将【单式记账法-普通账户系统】继续升级为【复式记账法-金融级账户系统】。

• 【影响分析】：账户系统的设计对交易系统的【正确性】【高效性】【高并发】都起着重要的作用。例如普通账户系统经常遇到的问题：

• 1. 【影响正确性】账户设计缺失，系统无法进行完整的记账、对账、查账等操作；

  • 1.1 问题一：账户的资金经常出现错误，甚至出现资金为负数；

  • 1.2 问题二：账户流水记录不完整，系统运行一段时间，对账户无法进行查账、对账；

• 2. 【影响高效性、高并发】账户设计冲突，数据库死锁，系统的TPS得不到提升；

  • 2.1 问题三：多业务链同时操作账户余额表，造成数据库死锁，系统异常停机；

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【系统三：清算系统】

• 【现状描述】：当下的清算系统与账务系统处境相似，同样被隐藏在撮合引擎的光环下，不被人们所熟知。

• 【发展历程】：清算在用户量小的情况下，采取一笔一笔的清算方式，实现简单；但是，在用户量特大的情况下，合并成交笔数（多笔成交记录合并为一笔）才是比较好的清算方案。将【单边净额清算】方式升级为【多边净额清算】方式

• 【影响分析】：影响委托交易业务链的清算环节，进而影响交易系统的【高效性】【高并发】

4. 结束语

在接下来的文章中，我们将逐步介绍交易系统的【账户体系】【撮合引擎】【清算系统】的设计实现。