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Kungfu-CPP

纯 C++20 重写的 kungfu-origin 量化交易执行系统。

设计目标

目标 说明
高性能 微秒级系统响应，Journal mmap 零拷贝 IPC
纯 C++ 去除 Node.js/Python/Electron，统一技术栈
多进程 各组件独立进程，通过 Journal 通信，NNG 协调
跨平台 Windows / Linux / macOS

架构

┌────────────┐         NNG PUB/PULL          ┌────────────┐
│  kf_master │◄─────── 注册/通道协调 ────────►│ apprentice │
└────────────┘                                └────────────┘

┌────────────┐   Journal mmap    ┌────────────┐   Journal mmap    ┌────────────┐
│   kf_md    │──── Quote ───────►│kf_strategy │──── OrderInput ──►│   kf_td    │
└────────────┘                   └────────────┘                   └────────────┘
                                       ▲                                │
                                       └─────── Order/Trade ────────────┘
                                                Journal mmap

进程职责

进程 说明
kf_master 系统协调器：进程注册、Channel 通道建立、NNG PUB/PULL
kf_md 行情源：生成或接收行情数据，写入公开 Journal
kf_td 交易执行：读取 OrderInput，执行交易后写回 Order/Trade
kf_strategy 策略进程：订阅行情、下单、接收回报

辅助服务：

进程 说明
kf_ledger 聚合持仓/资产（多策略风控场景需要）
kf_cached 状态恢复服务

核心模块

Yijinjing — Journal IPC

基于 mmap 的零拷贝进程间通信：

  • Writer 写入帧（FrameHeader + 结构体），atomic release fence 保证可见性
  • Reader 通过 mmap 一致性轮询读取，无需信号通知
  • 文件路径: {home}/journal/{category}/{group}/{name}/{mode}/{dest_uid_hex}.{page_id}.journal
  • PUBLIC_UID = 0: 广播通道，所有进程可读

Longfist — 数据类型

Boost.Hana 编译期反射，结构体自动支持 Journal 序列化、JSON 转换、SQLite 映射：

  • Quote, OrderInput, Order, Trade, Position, Asset
  • Subscribe, Channel, Register, RequestWriteTo, RequestReadFrom

Wingchun — 交易引擎

  • Strategy 接口：pre_start, post_start, on_quote, on_order, on_trade, pre_stop
  • Context 接口：subscribe, insert_order, cancel_order, add_md, add_account, get_position
  • Runner: apprentice 子类，事件循环分发 Journal 帧到 Strategy
  • BrokerVendor/Service: MD 和 TD 的 Vendor（IPC）+ Service（业务逻辑）分离
  • MatchingEngine: 限价单撮合，支持全额/部分成交
  • BookKeeper: 持仓/PnL 跟踪

Practice — 进程协作

  • hero: 事件循环基类（rxcpp observable + produce 轮询）
  • apprentice: 子进程基类，自动注册到 Master，接收 Channel 通知

目录结构

kungfu-cpp/
├── 3rdparty/              # 第三方依赖
│   ├── fmt/               # 格式化库
│   ├── googletest/        # 测试框架
│   ├── hana/              # Boost.Hana 编译期反射
│   ├── nlohmann/          # JSON
│   ├── nng/               # NNG (进程间控制)
│   ├── rxcpp/             # 响应式事件循环
│   ├── spdlog/            # 日志
│   ├── sqlite3/           # SQLite
│   ├── sqlite_orm/        # ORM
│   ├── tabulate/          # 表格输出
│   └── tomlplusplus/      # TOML 配置
├── include/kungfu/        # 公共头文件
│   ├── common.h           # 配置、hash、mmap
│   ├── longfist/          # 数据类型、枚举、序列化
│   ├── wingchun/          # 策略引擎、Broker、Gateway
│   └── yijinjing/         # Journal、Locator、Practice
├── src/                   # 核心源码
│   ├── yijinjing/         # Journal 系统、NNG socket、Practice
│   └── wingchun/          # 交易引擎核心
│       ├── broker/        # BrokerVendor、BrokerClient
│       ├── gateway/sim/   # SimMD、SimTD、MatchingEngine
│       └── strategy/      # Runner、RuntimeContext、SimContext
├── apps/                  # 应用程序入口
│   ├── master.cpp         # kf_master
│   ├── md.cpp             # kf_md
│   ├── td.cpp             # kf_td
│   ├── strategy.cpp       # kf_strategy
│   ├── ledger.cpp         # kf_ledger
│   ├── cached.cpp         # kf_cached
│   └── strategies/        # 策略实现
├── examples/              # 示例代码
│   ├── producer.cpp       # Journal 生产者示例
│   ├── consumer.cpp       # Journal 消费者示例
│   ├── multi_process_strategy.cpp   # 多进程策略示例
│   ├── sim_strategy_demo.cpp        # 单进程 SIM 演示
│   ├── api_gateway_demo.cpp         # API Gateway 演示
│   └── nng_http_client.cpp          # NNG HTTP 客户端示例
├── cmake/                 # CMake 配置
├── config/                # 配置文件
│   └── supervisord.conf   # supervisord 配置
└── CMakeLists.txt

编译

# 前置要求: CMake 3.20+, C++20 编译器 (MSVC 2022 / GCC 11+ / Clang 14+)

mkdir build && cd build
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
cmake --build . --config Release

# 单独编译特定目标
make kf_master -j4
make kf_md -j4
make kf_td -j4
make kf_strategy -j4

编译产物

目标 路径 说明
kf_master apps/ Master 协调进程
kf_md apps/ 行情进程
kf_td apps/ 交易进程
kf_strategy apps/ 策略进程
kf_ledger apps/ 账本服务
kf_cached apps/ 缓存服务

运行多进程 SIM

使用 supervisord 启动

项目使用 supervisord 统一管理所有进程：

# 启动所有进程
supervisord -c config/supervisord.conf

# 查看进程状态
supervisorctl -c config/supervisord.conf status

# 停止所有进程
supervisorctl -c config/supervisord.conf stop all

# 重启指定进程
supervisorctl -c config/supervisord.conf restart kf_strategy

supervisord 配置

config/supervisord.conf 定义了以下进程：

进程 命令 优先级 说明
kf_master kf_master 10 Master 协调进程
kf_cached kf_cached 15 状态恢复服务
kf_ledger kf_ledger 15 账本服务
kf_md_sim kf_md --group sim --name sim 20 SIM 行情进程
kf_td_sim kf_td --group sim --name sim --source sim 20 SIM 交易进程
kf_strategy kf_strategy --group sim --name sim 30 策略进程

日志文件位于 ~/.kungfu-cpp/log/ 目录下。

策略开发

策略示例参考 apps/strategies/strategy101.h。

#include <kungfu/wingchun/strategy/context.h>
#include <kungfu/wingchun/strategy/strategy.h>

using namespace kungfu::longfist::enums;
using namespace kungfu::longfist::types;
using namespace kungfu::wingchun::strategy;

class MyStrategy : public Strategy {
public:
    void pre_start(Context_ptr &context) override {
        context->add_account("sim", "sim");
        context->subscribe("sim", {"600000"}, {"SSE"});
    }

    void on_quote(Context_ptr &context, const Quote &quote, const location_ptr &location) override {
        if (!ordered_ && quote.ask_price_0 > 0) {
            context->insert_order("600000", "SSE", quote.ask_price_0, 100,
                                 PriceType::Limit, Side::Buy, Offset::Open);
            ordered_ = true;
        }
    }

    void on_trade(Context_ptr &context, const Trade &trade, const location_ptr &location) override {
        // Handle trade
    }

private:
    bool ordered_ = false;
};

策略生命周期

方法 调用时机
pre_start 策略启动前，用于初始化和订阅
post_start 策略启动后，所有组件已就绪
on_quote 收到行情数据时
on_order 收到订单状态更新时
on_trade 收到成交回报时
on_broker_state_change Broker 状态变化时

数据流详解

Journal 写入路径

进程 写入 Journal 文件路径
MD Quote (广播) journal/md/sim/sim/live/00000000.*.journal
Strategy OrderInput (定向写给 TD) journal/strategy/default/demo/live/{td_uid_hex}.*.journal
TD Order/Trade (广播) journal/td/sim/sim/live/00000000.*.journal

通道建立协议

  1. Master 启动，bind NNG PUB + PULL
  2. MD 注册 → Master 记录
  3. TD 注册 → Master 记录
  4. Strategy 注册 → add_md("sim","sim") → request_write_to(md_uid) + request_read_from(md_loc, 0) → Reader join MD 公开 journal
  5. Strategy → add_account("sim","sim") → request_write_to(td_uid) → Master 发布 Channel(strat_uid, td_uid) via NNG PUB
  6. TD 收到 Channel → reader_.join(strategy_loc, home_uid()) → 开始读取策略写给它的 OrderInput
  7. Strategy → request_read_from(td_loc, 0) → Reader join TD 公开 journal → 收到 Order/Trade

实现状态

阶段 模块 状态
Phase 1 Journal mmap IPC (Page/Frame/Reader/Writer) Done
Phase 1 IO Locator (路径定位、UID 生成) Done
Phase 1 Longfist 数据类型 + Hana 反射 Done
Phase 1 NNG Socket 封装 Done
Phase 1 Practice (hero/apprentice 事件循环) Done
Phase 2 Master (注册/Channel/NNG 协调) Done
Phase 2 Ledger (BookKeeper/持仓/PnL) Done
Phase 2 Cached (状态恢复) Done
Phase 3 BrokerVendor/Service 抽象 Done
Phase 3 SimMD (随机漫步行情生成) Done
Phase 3 SimTD + MatchingEngine (限价撮合) Done
Phase 3 Strategy Runner + RuntimeContext Done
Phase 3 多进程 SIM (Master/MD/TD/Strategy) Done
Phase 4 真实交易所扩展 (XTP/CTP) Not started
Phase 4 API Gateway (REST/WebSocket) In progress
Phase 5 Qt UI Not started

与 kungfu-origin 的差异

方面 原项目 本项目
进程管理 PM2 (Node.js) 外部工具 (systemd/脚本)
UI Electron + Vue 未实现 (计划 Qt)
策略语言 Python / C++ 纯 C++
构建系统 cmake-js + Conan + Yarn CMake
技术栈 C++ / TS / Python / Vue 纯 C++20
序列化 Boost.Hana Boost.Hana (保持)
消息通信 nng nng (保持)

About

使用纯C/C++重写功夫量化交易系统 （Kungfu Trader）

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