一个完整的加密货币交易所需要实现以下核心功能：
- 现货交易：币币交易，如 BTC/USDT
- 杠杆交易：借贷资金进行交易
- 合约交易：永续合约、交割合约
- 期权交易：看涨/看跌期权
- 用户注册/登录：邮箱、手机号、第三方登录
- KYC认证：实名认证、身份验证
- 资产管理：充值、提现、转账
- 安全设置：2FA、API密钥管理
- 实时行情：Ticker、深度、成交记录
- K线数据：1m、5m、15m、1h、4h、1d
- 历史数据：订单历史、成交历史、资金流水
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│ 用户层 │
│ Web端 | 移动端 | API客户端 | 量化交易客户端 │
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│ 接入层 │
│ CDN | WAF | 负载均衡 | API Gateway │
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│
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│ 应用层 │
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│ 交易服务 │ 账户服务 │ 行情服务 │
│ - 下单 │ - 注册/登录 │ - Ticker │
│ - 撤单 │ - 充值/提现 │ - 深度 │
│ - 订单查询 │ - 资产查询 │ - K线 │
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│ 核心层 │
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│ 撮合引擎 │ 清算系统 │ 风控系统 │
│ - 订单簿 │ - 保证金计算 │ - 限额检查 │
│ - 价格匹配 │ - 强平触发 │ - 异常检测 │
│ - 成交生成 │ - 资金结算 │ - 反洗钱 │
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│ 数据层 │
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│ MySQL集群 │ Redis集群 │ Kafka集群 │
│ - 订单数据 │ - 行情缓存 │ - 成交消息 │
│ - 账户数据 │ - 用户会话 │ - 账户变动 │
│ - 成交记录 │ - 限流计数 │ - 日志流 │
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│
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│ 基础设施层 │
│ 监控系统 | 日志系统 | 备份系统 | 区块链节点 │
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- 输入：限价单、市价单、止损单
- 处理：价格优先、时间优先的匹配算法
- 输出：成交记录
- 性能要求：100,000+ TPS，延迟 < 1ms
- 实时清算：每笔成交后立即结算
- 强制平仓：保证金不足时触发
- 资金归集：定期将热钱包资金转入冷钱包
- 事前风控：下单前检查余额、限额
- 事中风控：实时监控异常交易
- 事后风控：分析交易模式，识别作弊
| 模块 | 语言 | 理由 |
|---|
| 撮合引擎 | C++ / Go | 高性能、低延迟 |
| 应用服务 | Go / Java | 高并发、易维护 |
| Web前端 | TypeScript + Vue3 | 类型安全、生态完善 |
| 智能合约 | Solidity | 以太坊标准 |
| 用途 | 技术 | 说明 |
|---|
| 关系数据 | MySQL 8.0 | 订单、账户、用户信息 |
| 缓存 | Redis 6.0 | 行情、会话、限流 |
| 时序数据 | InfluxDB | K线、指标监控 |
| 搜索 | Elasticsearch | 日志检索、数据分析 |
| 组件 | 技术 | 用途 |
|---|
| 消息队列 | Kafka | 成交通知、账户变动 |
| 缓存 | Redis Cluster | 分布式缓存 |
| 服务发现 | Consul / Etcd | 微服务注册 |
| 配置中心 | Apollo / Nacos | 动态配置 |
| 负载均衡 | Nginx / HAProxy | 流量分发 |
| 指标 | 目标值 | 说明 |
|---|
| TPS | 100,000+ | 每秒处理订单数 |
| 延迟 (P99) | < 5ms | 99%的订单处理时间 |
| 订单簿深度 | 10,000档 | 支持的价格档位数 |
| 指标 | 目标值 | 说明 |
|---|
| QPS | 50,000+ | 每秒查询数 |
| 响应时间 (P99) | < 100ms | 99%的请求响应时间 |
| 可用性 | 99.99% | 年宕机时间 < 53分钟 |
| 指标 | 目标值 | 说明 |
|---|
| 并发连接 | 1,000,000+ | 同时在线用户数 |
| 推送延迟 | < 50ms | 成交到推送的延迟 |
| 消息吞吐 | 10,000,000/s | 每秒推送消息数 |
用户下单
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API网关（认证、限流）
↓
订单服务（参数验证）
↓
风控系统（风险检查）
↓
账户服务（冻结余额）
↓
撮合引擎（匹配订单）
↓
清算系统（结算资金）
↓
推送服务（通知用户）
↓
数据持久化
撮合引擎产生成交
↓
发送到Kafka
↓
行情聚合服务
↓
计算Ticker、深度、K线
↓
写入Redis缓存
↓
WebSocket推送给用户
- DDoS防护：CDN + 清洗服务
- WAF：Web应用防火墙
- VPN：内网服务隔离
- 身份认证：JWT + 2FA
- API签名：HMAC-SHA256
- 权限控制：RBAC模型
- 冷热分离：95%资金存冷钱包
- 多重签名：3-of-5多签方案
- 风控系统：实时监控异常交易
- Prometheus：指标采集
- Grafana：可视化大盘
- Alertmanager：告警通知
- ELK：日志收集、检索、分析
- Jaeger：分布式链路追踪
- 交易量监控：实时交易额、笔数
- 资金监控：充值、提现、余额
- 异常监控：大额交易、频繁撤单
- 实时备份：主从同步
- 定时备份：每天全量备份
- 异地备份：多地域存储
- 数据库：主从自动切换
- 应用服务：负载均衡自动摘除故障节点
- 数据中心：多地域部署，DNS切换
- RPO (恢复点目标)：< 1分钟数据丢失
- RTO (恢复时间目标)：< 5分钟服务恢复
- 分布式环境下保证账户余额准确
- 成交记录不丢失、不重复
交易所是一个复杂的分布式系统，涉及高并发、低延迟、高可用、强一致性等多个技术难点。本手册将逐一讲解每个核心模块的设计与实现。
下一章将从最基础的交易概念开始，了解订单类型、交易模式等基础知识。