Benchmarks de performance
Résultats mesurés, pas de promesses marketing. Tous les benchmarks exécutés sur Linux avec GCC 13.3, 100 000 itérations, CPU épinglé.
NexusFIX vs QuickFIX
Comparaison directe sur les opérations FIX fondamentales.
| Métrique | QuickFIX | NexusFIX | Amélioration |
|---|---|---|---|
| Parsing ExecutionReport | 730 ns | 246 ns | 3,0x plus rapide |
| Parsing NewOrderSingle | 661 ns | 229 ns | 2,9x plus rapide |
| Accès aux champs (4 champs) | 31 ns | 11 ns | 2,9x plus rapide |
| Débit | 1,19M msg/sec | 4,17M msg/sec | 3,5x plus élevé |
| Latence P99 | 784 ns | 258 ns | 3,0x plus faible |
Parcours d\'optimisation
Comment passer de 730ns à 246ns en quatre phases cumulatives.
Remplacer les copies std::string par des vues std::span<const char> dans le tampon d\'origine. Un std::span occupe 16 octets sur la pile — pas de heap, pas de copie, pas de destructeur.
Remplacer std::map<int, std::string> par un tableau pré-indexé. L\'accès aux champs devient une seule instruction mov indexée par le numéro de tag FIX.
Le scan vectorisé AVX2 des délimiteurs SOH traite 32 octets par cycle. ~13x plus rapide que le scan octet par octet.
Les tables de décalage de champs consteval et 22 tables de correspondance à la compilation éliminent ~300 branches d\'exécution pour la conversion enum/type.
Preuve d\'allocation zéro
Traitement d\'un message NewOrderSingle sur le chemin critique.
| Opération | QuickFIX | NexusFIX |
|---|---|---|
| Allocations heap | ~12 (std::string, nœuds std::map) | 0 |
| Stockage des champs | Copies std::map<int, std::string> | Vues std::span dans le tampon d\'origine |
| Logique de parsing | Insertion dans map à l\'exécution | Table de décalages à la compilation |
| Empreinte mémoire | Dynamique, imprévisible | Statique, pool PMR pré-alloué |
| Surcharge des destructeurs | ~12 destructeurs std::string | 0 (pas de mémoire possédée) |
Comparaison des techniques
Décisions de conception qui se cumulent pour atteindre 3x de performance.
| Technique | QuickFIX | NexusFIX |
|---|---|---|
| Mémoire | Allocation heap par message | Vues std::span zéro-copie |
| Recherche de champ | O(log n) std::map | O(1) indexation directe du tableau |
| Parsing | Scan octet par octet | AVX2 SIMD vectorisé |
| Décalages de champs | Calcul à l\'exécution | consteval à la compilation |
| Conversion enum | Switch à l\'exécution (~300 branches) | 22 tables de correspondance à la compilation |
| Gestion des erreurs | Exceptions | std::expected (sans throw) |
Influences architecturales
11 bibliothèques de référence étudiées. Ce que nous avons appris, construit et mesuré.
| Bibliothèque | Ce que nous avons appris | Ce que nous avons construit | Résultat |
|---|---|---|---|
| hffix | La recherche itérateur O(n) est sous-optimale pour les paquets FIX denses | Décalages consteval + indexation directe O(1) | Accès champ en 14ns |
| Abseil | Swiss Tables avec sondage SIMD et empreintes H2 | absl::flat_hash_map pour le stockage de session | Lookups 31% plus rapides |
| Quill | File SPSC lock-free avec formatage différé | Quill comme backend de journalisation | Latence médiane de journalisation de 8ns |
| NanoLog | Encodage binaire + thread d\'arrière-plan pour journalisation à 7ns | DeferredProcessor<T> avec sérialisation binaire statique | Réduction de 84% (75→12ns) |
| liburing | DEFER_TASKRUN élimine les réveils de tâches kernel | io_uring + tampons enregistrés + multishot | I/O 7-27% plus rapide |
| Highway | Abstraction SIMD portable entre jeux d\'instructions | Conservation d\'intrinsèques manuels pour les patterns FIX | Débit 13x |
| Seastar | Réacteur share-nothing pour I/O haute concurrence | Épinglage de cœur + pipelining lock-free | Amélioration P99 de 8% |
| Folly | Barrières mémoire avancées et primitives lock-free | File SPSC native + validation par masquage de bits | Zéro dépendance |
| Rigtorp | Le rembourrage de ligne de cache élimine le faux partage | SPSCQueue native avec des techniques identiques | 88M ops/sec, 11ns |
| xsimd | Wrappers SIMD génériques pour les opérations mathématiques | Intrinsèques Intel directs pour le scan SOH | 2x plus rapide que les wrappers |
| Boost.PMR | Le tampon monotone permet l\'allocation d\'arène par message | std::pmr::monotonic_buffer_resource | Zéro allocation heap |
Prêt à essayer NexusFIX ?
Trois commandes pour compiler et exécuter les benchmarks vous-même.
git clone https://github.com/StratCraft/NexusFIX.git\ncd NexusFIX\n./start.sh build