正確優(yōu)化時，Java可以在HFT中提供微秒級別的延遲：1。使用ZGC或Shenandoah進(jìn)行低於10ms的GC暫停，並通過對像池和ByteBuffer.alocateDirect（）或編年史來消除關(guān)鍵路徑上的GC來消除GC； 2.使用原子類採用無鎖並發(fā)性，並使用LMAX破壞者模式與1微秒以下的潛伏期進(jìn)行線程交流； 3. Tune JVM和OS具有-xx之類的標(biāo)誌：USEZGC，-XX：efferentPretouchPages，CPU固定和禁用頻率縮放，以確保確定性行為； 4。通過避免反射，使用原始集合，加熱JVM並確保99.99％的百分位潛伏期保持在10μs以下，將低抖動優(yōu)先於峰值吞吐量，以使Java與C競爭，並在頂級交易系統(tǒng)中廣泛使用。

低延遲Java是高頻交易（HFT）系統(tǒng)的關(guān)鍵推動力，在該系統(tǒng)中，微秒可能意味著損益之間的差異。儘管C傳統(tǒng)上主導(dǎo)了這個空間，但現(xiàn)代Java（經(jīng)過精心調(diào)整）可以通過本機(jī)代碼提供競爭性能，並帶來開發(fā)人員生產(chǎn)力，生態(tài)系統(tǒng)成熟和垃圾收集創(chuàng)新的額外好處。

這是在低延遲HFT環(huán)境中有效使用Java的方式：

1。垃圾收集調(diào)整和脫落記憶

HFT中Java最大的歷史缺點是垃圾收集（GC）暫停。不可預(yù)測的停止暫停會破壞潛伏期的保證。

解決方案：

• 使用低量的GCS： ZGC（Z垃圾收集器）和Shenandoah設(shè)計用於低於10ms的停頓，即使有大量堆。它們使Java能夠以最小的中斷處理記憶的千兆字節(jié)。
• 最小化對象分配：通過對像池，線程 - 本地緩衝區(qū)和堆棧分配（逃逸分析允許）重複使用對象。
• 外部內(nèi)存：使用ByteBuffer.allocateDirect()或諸如編年史圖或agrona之類的庫來存儲JVM堆之外的關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這完全避免了GC用於熱路數(shù)據(jù)。

示例：市場數(shù)據(jù)提要可以直接序列化為零GC撞擊處理的外圍環(huán)緩衝區(qū)。

2。無鎖和無候補(bǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在HFT中，線程爭奪殺死性能。通過synchronized塊或ReentrantLock同步會引入不可預(yù)測的延遲。

最佳實踐：

• 使用原子類（ AtomicLong ， AtomicReference ）和CAS操作（ compareAndSet ）進(jìn)行輕巧協(xié)調(diào)。
• 採用破壞者模式（LMAX破壞者）：使用帶有內(nèi)存屏障的環(huán)形緩衝區(qū)而不是鎖的高性能跨線程消息庫。
• 單作者原則的設(shè)計，以避免爭奪。

破壞者被廣泛用於交易系統(tǒng)中，以傳遞市場數(shù)據(jù)，訂單和執(zhí)行報告，線程之間的潛伏期低於1微秒。

3。 JVM和OS級優(yōu)化

即使使用乾淨(jìng)的代碼，運(yùn)行時環(huán)境也必須調(diào)整。

關(guān)鍵優(yōu)化：

• JVM標(biāo)誌：

   -XX：USEZGC
  -xx：unlockexpermentimentvmoptions
  -xx：Usetransparenthementempages
  -xx：ewslingpretouchpages
  -xx：disableSexpliticgc

• 使用taskset或numactl將螺紋引導(dǎo)到CPU內(nèi)核，以減少上下文切換和緩存失誤。
• 禁用CPU頻率縮放：使用“性能”調(diào)速器來防止時鐘節(jié)流。
• 內(nèi)核旁路網(wǎng)絡(luò)（可選）：一些公司使用Solarflare的OpenONLOAD或類似DPDK的堆棧來減少網(wǎng)絡(luò)堆棧延遲。

使用-XX: PrintCompilation和-XX: UnlockDiagnosticVMOptions -XX: PrintInlining有助於識別性能瓶頸。

4。高峰吞吐量的確定性表現(xiàn)

HFT系統(tǒng)更關(guān)心可預(yù)測性，而不是原始速度。

重要的是：

• 抖動減少：確保第99.99個百分位延遲保持較低。
• 避免在快速路徑中進(jìn)行反射，動態(tài)類加載和System.gc() 。
• 使用原始集合（例如，Eclipse Collections，Trove）避免拳擊。
• 熱身JVM：在直播之前在負(fù)載下運(yùn)行系統(tǒng)以觸發(fā)JIT彙編並優(yōu)化熱路徑。

調(diào)整良好的Java系統(tǒng)可能會處理1M消息/秒，延遲99.99％，這對於許多HFT策略非?？尚?。

底線

對於HFT而言，Java不再太“慢”。和：

• 現(xiàn)代GCS（ZGC/Shenandoah），
• 非主數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，
• 無鎖的並發(fā)模型，例如破壞者，
• 小心的JVM和OS調(diào)整，

Java可以提供微秒級別的潛伏期 - 在許多現(xiàn)實世界的交易方案中與C競爭。

不僅有可能 - 許多頂級交易公司已經(jīng)在Java運(yùn)行了核心組件。

基本上，如果您為其設(shè)計，Java可以足夠快，並且通常足夠快，可以更好地維護(hù)性。

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