01
HFT性能调优导论
高频交易系统的性能瓶颈全景图，延迟、吞吐量与抖动三大核心指标，以及本课程的学习路径。
全景指标路径
02
硬件选型与配置
CPU微架构（NUMA、睿频、超线程）、内存层级（L1/L2/L3缓存、DDR5）、网卡（Solarflare/Mellanox）选型要点。
CPU内存网卡
03
操作系统内核调优
Linux内核参数调优（HZ、tickless、RCU）、中断亲和性、CPU隔离（isolcpus）、cgroups与实时调度。
内核隔离实时
04
内存分配与缓存优化
内存池设计、预分配策略、避免缺页中断、大页内存（HugePages）、缓存行对齐与伪共享。
大页伪共享对齐
05
CPU指令级优化
SIMD指令集（SSE/AVX）加速计算、分支预测优化、循环展开、内联函数与编译器优化选项。
SIMD分支预测循环展开
06
编译器与链接器优化
GCC/Clang编译选项（-O3、-march=native、LTO）、链接时优化、Profile Guided Optimization (PGO)。
LTOPGO编译
07
网络栈优化（上）
内核网络协议栈开销分析、零拷贝技术（DPDK、RDMA）、用户态协议栈（OpenOnload、AF_XDP）。
零拷贝DPDK用户态
08
网络栈优化（下）
TCP/IP参数调优、socket选项（TCP_NODELAY、SO_REUSEPORT）、多队列网卡与RSS/RPS。
TCP多队列RSS
09
锁与并发优化
无锁数据结构（Ring Buffer、Lock-free Queue）、原子操作、内存屏障、RCU机制。
无锁RCU内存屏障
10
线程与进程模型
线程池设计、协程与纤程、Reactor/Proactor模式、线程亲和性与负载均衡。
协程Reactor亲和性
11
日志与监控系统
高性能日志库（spdlog、log4cpp）、异步日志、环形缓冲区日志、Metrics监控（Prometheus）。
异步spdlog监控
12
序列化与反序列化
FlatBuffers、Cap'n Proto、Protocol Buffers性能对比、零拷贝序列化、内存布局优化。
FlatBuffers零拷贝布局
13
数据库与存储优化
内存数据库（Redis、Aerospike）、键值存储设计、LSM-Tree与B+Tree对比、持久化策略。
RedisLSM持久化
14
时间同步与时钟
PTP（精确时间协议）、NTP优化、TSC时钟源、时间戳精度与性能权衡。
PTPTSC精度
15
信号处理与事件驱动
信号驱动I/O、epoll与io_uring对比、事件循环优化、背压机制。
io_uringepoll背压
16
GC与内存管理
Java/C# GC调优（G1、ZGC）、C++智能指针开销、RAII与对象池、避免内存碎片。
ZGCRAII对象池
17
算法与数据结构优化
跳表、基数树、哈希表优化（开放寻址、布谷鸟哈希）、近似算法（HyperLogLog、Bloom Filter）。
布谷鸟Bloom跳表
18
性能剖析与基准测试
perf、火焰图、gprof、Valgrind、微基准测试（Google Benchmark）、全链路追踪。
perf火焰图Benchmark
19
交易引擎架构设计
事件驱动架构、流水线设计、模块解耦、状态机优化、订单簿数据结构。
事件驱动流水线订单簿
20
订单簿与撮合引擎
LOB（限价订单簿）实现、价格-时间优先级、撮合算法优化、增量更新与快照。
LOB撮合快照
21
风险管理与风控引擎
实时风控计算、预检与后检、资金限额、杠杆计算、熔断机制的性能开销。
风控熔断实时
22
行情数据解析与分发
FIX/FAST协议解析、行情网关设计、组播与广播、数据压缩与解压缩。
FIX组播压缩
23
策略回测系统优化
回测引擎架构、事件驱动回测、并行回测、数据加载与缓存、避免过拟合。
回测并行缓存
24
实盘交易系统部署
灰度发布、蓝绿部署、配置管理、热更新、故障转移与容灾。
灰度容灾热更新
25
FPGA与硬件加速
FPGA在HFT中的应用、低延迟网卡、硬件行情解析、P4可编程交换机。
FPGAP4硬件
26
云原生与容器化
Docker性能开销、Kubernetes网络模型（Calico/Flannel）、CPU Manager、NUMA感知调度。
K8sNUMA容器
27
跨语言互调优化
JNI/Java Native Access开销、Python C扩展、C++与Rust互操作、内联汇编。
JNIRust内联汇编
28
延迟测量与抖动分析
纳秒级时间测量、直方图与百分位分析、抖动源定位、确定性延迟。
抖动百分位纳秒
29
案例研究：做市商调优实战
从100微秒到10微秒的蜕变，关键优化点复盘，头部做市商系统调优实战。
实战微秒复盘
30
未来趋势与前沿
CXL内存池、存算一体、AI辅助调优、量子计算对HFT的潜在影响。
CXLAI量子