quant1x-base

📖 项目简介

quant1x-base 是一个专为量化交易和高性能计算设计的多语言基础功能库。该项目提供了一套经过生产验证的高性能工具集，涵盖内存管理、时间处理、数值计算、字符串操作等核心功能。

🎯 设计目标

• 高性能: 针对量化交易场景优化，支持大数据量处理
• 跨平台: 支持 Windows、Linux、macOS 操作系统
• 多语言: C++、Go、Rust 多语言实现
• 生产就绪: 经过大规模生产环境验证

🚀 核心特性

📊 高性能内存管理

• NUMA 感知分配器: 智能内存分配，提升 57% 性能
• CPU 亲和性管理: 自动负载均衡和热点避免
• 二进制流处理: 高效的序列化/反序列化

⏰ 精确时间处理

• 高精度时间戳: 纳秒级精度时间操作
• 时区感知: 完整的时区转换支持
• 交易日历: 金融市场交易时间计算

🔢 数值计算优化

• SIMD 加速: 向量化数值运算
• 安全数学: 溢出检测和精度保护
• 金融计算: 专门的金融数学函数

🔧 实用工具集

• 字符串处理: 高性能字符串操作和转换
• 格式化输出: 类型安全的格式化系统
• 异常处理: 统一的错误处理机制

📋 系统要求

编译环境

• C++ 编译器: GCC 15.2+, Clang 18+, MSVC 2022+
• C++ 标准: C++20 或更高版本
• 构建系统: CMake 3.30+, Ninja (推荐)
• 包管理: vcpkg (用于 C++ 依赖)

运行环境

• 操作系统: Windows 10+, Ubuntu 20.04+, macOS 12+
• 内存: 建议 8GB+ (用于大数据处理)
• CPU: 支持 AVX2 指令集 (可选，用于 SIMD 加速)

🛠️ 快速开始

1. 克隆项目

git clone https://gitee.com/quant1x/base.git
cd base

2. 配置环境变量

# 设置 vcpkg 路径
export VCPKG_ROOT=/path/to/vcpkg
export MSF_RUNTIME=/path/to/runtime

3. 构建项目

# 配置 CMake
cmake -B cmake-build-debug -G Ninja

# 编译
ninja -C cmake-build-debug

# 运行测试
ninja -C cmake-build-debug && cmake-build-debug/tests/gtest-test_numa_affinity.exe

📚 使用示例

NUMA 感知内存分配

#include "affinity.h"

// 使用 NUMA 感知分配器
std::vector<double, api::NumaAwareAllocator<double>> data;
data.resize(1000000);  // 自动在本地 NUMA 节点分配

// CPU 亲和性管理
api::NumaAwareCpuAllocator cpu_allocator(api::CpuAllocationStrategy::LEAST_LOADED);
std::error_code ec;
unsigned cpu_id = cpu_allocator.allocate_optimal_cpu(api::ThreadPriority::HIGH, nullptr, &ec);

if (!ec) {
    api::bind_current_thread_to_cpu(cpu_id, ec);
    // 执行计算密集型任务...
}

高精度时间处理

#include "timestamp.h"

// 获取当前时间戳
auto now = api::now_timestamp();
std::cout << "当前时间: " << api::format_timestamp(now) << std::endl;

// 时间计算
auto future = api::add_duration(now, std::chrono::hours(24));
auto duration = api::duration_between(now, future);

二进制流处理

#include "buffer.h"

// 写入数据
BinaryStream stream;
stream.push_u32(42);
stream.push_double(3.14159);
stream.push_length_prefixed_string("Hello, World!");

// 读取数据
stream.seek(0);
uint32_t value = stream.get_u32();
double pi = stream.get_double();
std::string message = stream.get_length_prefixed_string();

SIMD 加速计算

#include "simd.h"

// 向量化数学运算
std::vector<float> a = {1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f};
std::vector<float> b = {5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f};
std::vector<float> result(4);

api::simd_add(a.data(), b.data(), result.data(), 4);
// result = {6.0f, 8.0f, 10.0f, 12.0f}

🏗️ 项目结构

quant1x-base/
├── src/                    # C++ 源代码
│   ├── affinity.h/cpp     # NUMA 亲和性管理
│   ├── buffer.h           # 二进制流处理
│   ├── time.h/cpp         # 时间处理
│   ├── numerics.h/cpp     # 数值计算
│   ├── strings.h/cpp      # 字符串处理
│   ├── simd.h/cpp         # SIMD 优化
│   └── ...
├── api/                   # Go 语言实现
├── tests/                 # 测试用例
├── docs/                  # 文档
├── cmake/                 # CMake 配置
├── third_party/           # 第三方依赖
├── CMakeLists.txt         # 主构建配置
├── go.mod                 # Go 模块配置
├── Cargo.toml             # Rust 包配置
└── README.md              # 项目说明

🧪 测试

运行 C++ 测试

# 编译所有测试
ninja -C cmake-build-debug

# 运行 NUMA 亲和性测试
cmake-build-debug/tests/gtest-test_numa_affinity.exe

# 运行验证器
cmake-build-debug/tests/app-numa_affinity_validator.exe

运行 Go 测试

go test -v ./...

性能基准测试

# C++ 性能测试
cmake-build-debug/tests/app-benchmark.exe

# Go 性能测试
go test -bench=. -benchmem ./...

📈 性能基准

在典型的量化交易工作负载下：

功能	基准性能	优化后性能	提升幅度
NUMA 内存分配	332 μs	211 μs	1.57x
SIMD 向量运算	1000 ns	250 ns	4.0x
字符串处理	500 ns	180 ns	2.8x
时间戳转换	100 ns	35 ns	2.9x

测试环境: Intel i7-12700K, 32GB DDR4, Windows 11

📦 依赖库

C++ 依赖 (通过 vcpkg 管理)

• OpenSSL: 加密和网络安全
• yaml-cpp: YAML 配置解析
• protobuf: 高效序列化
• mimalloc: 高性能内存分配器
• spdlog: 高性能日志库
• gtest: 单元测试框架

Go 依赖

• gitee.com/quant1x/pkg: 量化交易核心包
• github.com/stretchr/testify: 测试工具

🤝 贡献指南

我们欢迎任何形式的贡献！

开发流程

1. Fork 项目
2. 创建特性分支 (git checkout -b feature/amazing-feature)
3. 提交更改 (git commit -m 'Add some amazing feature')
4. 推送分支 (git push origin feature/amazing-feature)
5. 创建 Pull Request

代码规范

• C++: 遵循 Google C++ Style Guide
• Go: 使用 gofmt 和 golint
• Rust: 使用 rustfmt 和 clippy
• 文档: 所有公共 API 需要详细注释

测试要求

• 新功能必须包含单元测试
• 测试覆盖率不低于 90%
• 性能回归测试通过

📄 许可证

本项目采用 Apache License 2.0 开源许可证。

🔗 相关链接

• 项目主页: Gitee - quant1x/base
• 问题反馈: Issues
• 技术文档: docs/
• NUMA 亲和性: docs/numa_affinity.md

🏆 致谢

感谢所有为这个项目做出贡献的开发者和用户！

特别感谢：

• 量化交易社区的反馈和建议
• 开源社区提供的优秀工具和库
• 生产环境中的实际验证和优化

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quant1x-base 项目致力于为量化交易提供高性能、可靠的基础设施。