效能基準測試

實測結果，非行銷數據。所有基準在 Linux 上使用 GCC 13.3、100,000 次迭代、CPU 綁定執行。

NexusFIX vs QuickFIX

核心 FIX 操作的正面比較。

指標	QuickFIX	NexusFIX	提升幅度
ExecutionReport 解析	730 ns	246 ns	快 3.0x
NewOrderSingle 解析	661 ns	229 ns	快 2.9x
欄位存取（4 個欄位）	31 ns	11 ns	快 2.9x
吞吐量	1.19M msg/sec	4.17M msg/sec	高 3.5x
P99 延遲	784 ns	258 ns	低 3.0x

我們如何在四個累積階段中從 730ns 降至 246ns。

第一階段：零拷貝解析730ns → 520ns

以 std::span<const char> 視圖取代 std::string 拷貝，指向原始緩衝區。std::span 在堆疊上佔 16 位元組 — 無堆積、無拷貝、無解構函式。

第二階段：O(1) 欄位查詢520ns → 380ns

以預索引陣列取代 std::map<int, std::string>。欄位存取變為以 FIX 標籤號索引的單一 mov 指令。

第三階段：SIMD 分隔符掃描380ns → 290ns

AVX2 向量化 SOH 分隔符掃描每週期處理 32 位元組。比逐位元組掃描快約 13 倍。

第四階段：編譯期偏移量290ns → 246ns

consteval 欄位偏移量表和 22 個編譯期查詢表消除了約 300 個執行期的列舉/類型轉換分支。

在熱路徑上處理 NewOrderSingle 訊息。

累積達到 3 倍效能的設計決策。

研究了 11 個業界領先的函式庫。我們學到什麼、我們建構什麼、我們測量什麼。

函式庫	我們學到的	我們建構的	結果
hffix	O(n) 迭代器查詢對密集 FIX 封包並非最優	consteval 欄位偏移量 + O(1) 直接索引	14ns 欄位存取
Abseil	Swiss Tables 結合 SIMD 探測和 H2 指紋	absl::flat_hash_map 用於會話儲存	查詢速度提升 31%
Quill	無鎖 SPSC 佇列和延遲格式化	Quill 作為日誌後端	中位數日誌延遲 8ns
NanoLog	二進制編碼 + 背景執行緒實現 7ns 日誌	DeferredProcessor<T> 和靜態二進制序列化	降低 84%（75→12ns）
liburing	DEFER_TASKRUN 消除核心任務喚醒	io_uring + 已登錄緩衝區 + multishot	I/O 快 7-27%
Highway	跨指令集的可攜式 SIMD 抽象	保留手動調整的 FIX 模式 intrinsics	13x 吞吐量
Seastar	高併發 I/O 的無共享 reactor	Core 綁定 + 無鎖流水線	P99 改善 8%
Folly	進階記憶體柵欄和無鎖原語	原生 SPSC 佇列 + 位元遮罩驗證	零依賴
Rigtorp	快取行填充消除假共享	使用相同技術的原生 SPSCQueue	88M ops/sec，11ns
xsimd	數學運算的通用 SIMD 包裝	直接使用 Intel intrinsics 進行 SOH 掃描	比包裝快 2x
Boost.PMR	單調緩衝區支援每訊息 arena 分配	std::pmr::monotonic_buffer_resource	零堆積分配

三個指令即可自行建置並執行基準測試。

git clone https://github.com/StratCraft/NexusFIX.git\ncd NexusFIX\n./start.sh build