Benchmarks de rendimiento
Resultados medidos, no afirmaciones de marketing. Todos los benchmarks ejecutados en Linux con GCC 13.3, 100 000 iteraciones, CPU anclada.
NexusFIX vs QuickFIX
Comparación directa en las operaciones FIX fundamentales.
| Métrica | QuickFIX | NexusFIX | Mejora |
|---|---|---|---|
| Parsing de ExecutionReport | 730 ns | 246 ns | 3,0x más rápido |
| Parsing de NewOrderSingle | 661 ns | 229 ns | 2,9x más rápido |
| Acceso a campos (4 campos) | 31 ns | 11 ns | 2,9x más rápido |
| Rendimiento | 1,19M msg/seg | 4,17M msg/seg | 3,5x mayor |
| Latencia P99 | 784 ns | 258 ns | 3,0x menor |
Proceso de optimización
Cómo pasamos de 730ns a 246ns en cuatro fases acumulativas.
Sustituir copias de std::string por vistas std::span<const char> sobre el buffer original. Un std::span ocupa 16 bytes en la pila — sin heap, sin copia, sin destructor.
Sustituir std::map<int, std::string> por un array pre-indexado. El acceso a campos se convierte en una sola instrucción mov indexada por número de tag FIX.
Exploración vectorizada AVX2 de delimitadores SOH que procesa 32 bytes por ciclo. ~13x más rápido que el escaneo byte a byte.
Tablas de offsets de campos consteval y 22 tablas de búsqueda en tiempo de compilación eliminan ~300 ramas en tiempo de ejecución para conversión de enums/tipos.
Prueba de cero asignaciones
Procesando un mensaje NewOrderSingle en la ruta crítica.
| Operación | QuickFIX | NexusFIX |
|---|---|---|
| Asignaciones en heap | ~12 (std::string, nodos std::map) | 0 |
| Almacenamiento de campos | Copias std::map<int, std::string> | Vistas std::span sobre el buffer original |
| Lógica de parsing | Inserción en mapa en tiempo de ejecución | Tabla de offsets en tiempo de compilación |
| Huella de memoria | Dinámica, impredecible | Estática, pool PMR preasignado |
| Sobrecarga de destructor | ~12 destructores std::string | 0 (sin memoria propia) |
Comparación de técnicas
Decisiones de diseño que se acumulan para dar 3x de rendimiento.
| Técnica | QuickFIX | NexusFIX |
|---|---|---|
| Memoria | Asignación en heap por mensaje | Vistas std::span de copia cero |
| Búsqueda de campo | O(log n) std::map | O(1) indexación directa de array |
| Parsing | Escaneo byte a byte | Vectorizado AVX2 SIMD |
| Offsets de campo | Cálculo en tiempo de ejecución | consteval en tiempo de compilación |
| Conversión de enums | switch en tiempo de ejecución (~300 ramas) | 22 tablas de búsqueda en tiempo de compilación |
| Manejo de errores | Excepciones | std::expected (sin lanzamiento) |
Influencias de arquitectura
11 librerías líderes del sector estudiadas. Lo que aprendimos, lo que construimos, lo que medimos.
| Librería | Lo que aprendimos | Lo que construimos | Resultado |
|---|---|---|---|
| hffix | La búsqueda O(n) con iterador es subóptima para paquetes FIX densos | Offsets de campo consteval + indexación directa O(1) | Acceso a campo en 14ns |
| Abseil | Swiss Tables con sondeo SIMD y huellas H2 | absl::flat_hash_map para el almacén de sesiones | Búsquedas un 31% más rápidas |
| Quill | Cola SPSC sin bloqueo con formateo diferido | Quill como backend de logging | Latencia de log mediana de 8ns |
| NanoLog | Codificación binaria + hilo en segundo plano para logging de 7ns | DeferredProcessor<T> con serialización binaria estática | Reducción del 84% (75→12ns) |
| liburing | DEFER_TASKRUN elimina las activaciones de tareas del kernel | io_uring + buffers registrados + multishot | I/O un 7-27% más rápido |
| Highway | Abstracción SIMD portable entre conjuntos de instrucciones | Se mantuvieron intrínsecos ajustados a mano para patrones FIX | 13x de rendimiento |
| Seastar | Reactor share-nothing para I/O de alta concurrencia | Anclaje de núcleo + pipelining sin bloqueo | Mejora del 8% en P99 |
| Folly | Vallas de memoria avanzadas y primitivas sin bloqueo | Cola SPSC nativa + validación con bit-masking | Sin dependencia externa |
| Rigtorp | El relleno de línea de caché elimina el false sharing | SPSCQueue nativa con técnicas idénticas | 88M ops/seg, 11ns |
| xsimd | Wrappers SIMD genéricos para operaciones matemáticas | Intrínsecos Intel directos para escaneo SOH | 2x más rápido que los wrappers |
| Boost.PMR | El buffer monotónico habilita la asignación en arena por mensaje | std::pmr::monotonic_buffer_resource | Cero asignaciones en heap |
¿Listo para probar NexusFIX?
Tres comandos para compilar y ejecutar los benchmarks usted mismo.
git clone https://github.com/StratCraft/NexusFIX.git\ncd NexusFIX\n./start.sh build