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Open Exchange Core - 虛擬貨幣合約交易所核心系統

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本專案是一個專為高併發、低延遲場景設計的金融交易核心系統。透過自主研發的分散式協議與內存撮合技術，解決了現代交易所面臨的一致性、擴展性與稽核痛點。

🚀 核心技術特性

⚡ 極致效能與確定性鏈路

  • LMAX 確定性撮合引擎：採用 LMAX Disruptor 架構模式，透過無鎖隊列 (Lock-free Buffer) 極大化單核吞吐量，達成微秒級的確定性撮合延遲。
  • 單次 WAL 寫入與快照恢復：優化 IO 鏈路實現 單次 WAL (Write-Ahead Logging) 順序寫入，在確保強持久化的同時，將磁碟 IO 影響降至最低。結合快照機制，達成秒級容災恢復。
  • 高併發與架構解耦：核心鏈路（撮合、結算、風控、一致性）全面解耦，支援行情與資產服務橫向擴展交易集群。

🤖 AI 親和 SDK 架構 (AI-Driven Architecture)

  • Context 負載極小化：將複雜的框架配置與底層邏輯封裝於 SDK 內部。AI Agent 僅需理解簡潔的規範介面即可編寫代碼，大幅節省 Token 消耗並提升生成準確度。
  • 結構化數據關聯：全面採用規範化 Event 封裝與自動 Trace ID 注入。透過建立數據間的關聯性，協助 AI 更精準地理解業務流程並進行自動化故障定位。
  • 單一事實來源介面 (SSOT)：透過 Interface 共享技術，達成客戶端與服務端校驗規則 100% 同步，減少 AI 在跨服務開發時的重覆理解與溝通成本。
  • 高階邏輯抽象 (Task Wrapper)：提供專門的 task-service 封裝分佈式事務狀態管理，讓 AI 專注於開發核心業務邏輯，而不受繁雜的狀態流轉干擾。

💰 金融級會計與動態資產負債建模

  • 動態資產負債表建模：內置交易所級金流會計模組，支援多種數位資產動態建模。此架構能透過數據關聯主動定位異常，將「事後審計」轉化為「即時風控」。
  • 多維度自動對帳 (Future-Ready)：已建置深層數據關聯基礎，支持未來擴展至包含撮合流水、錢包餘額、帳務分錄與第三方結算的多層次核對，實現數據一致性自癒。
  • 專業審計與查帳賦能：提供專業會計所需的查帳工具，支援利用複式簿記技巧進行深度追蹤，可重建任一時刻的財務快照，確保 100% 數據完整性與可追溯性。
  • 全場景帳戶視圖：針對多幣種、多倉位資產提供高度結構化的全景展示，協助財務團隊達成秒級對帳，大幅降低人工稽核成本至趨近於零。

🛡️ 分散式一致性：自研 Flip Protocol

  • 終結資源爭搶的「隱形調度」：實作基於 Flip 邏輯 的分散式事務協議，專門對付分散式環境中最棘手的 Resource Stealing (資源衝突/竊取) 困境。它能像智慧大腦一樣，在毫秒間化解多節點對同一資源的爭奪。
  • 打破效能瓶頸的最終一致性：不同於傳統共識協議的沉重負擔，Flip Protocol 在維持金融級 最終一致性 與 交易原子性 的同時，仍能保持驚人的吞吐量。

🌐 響應式 Web 交易終端 (Web Trading Terminal)

  • 現代化交易體驗：基於 React 19、Ant Design 5 與 Tailwind CSS 打造的高性能交易介面，支援響應式佈局與深色模式。
  • 簡潔高效的交互：透過優化後的 REST 輪詢機制實現數據同步，確保在最小化系統負擔的同時維持良好的數據即時性。

☸️ 雲原生自動化運維 (DevOps)

  • 極致開發體驗：提供一鍵 K8s 集群建置、IDEA 直連遠端 K8s 調試、全環境統一配置與智能 CI/CD 流程。
  • 極致資源控制：經過深層優化，整個集群僅需 8.3 GB 內存 即可穩定運行。
  • 全面觀測能力：集成高效能監控 SDK、自動化告警與擴容機制，全面覆蓋撮合情境與資產帳戶核對。

🏗️ 系統架構圖 (System Architecture)

本系統採用異步事件驅動與強一致性協議（Flip Protocol）建構，確保交易鏈路的高吞吐與資產安全。

flowchart TB
    Client(["Client / Frontend"])

    subgraph "Exchange Microservices"
        Gateway[Gateway Service]
        Auth[Auth Service]
        User[User Service]
        Order[Order Service]
        Risk[Risk Service]
        Account["Account/Ledger Service"]
        Position[Position Service]
        Market[Market Service]
        Matching[Matching Service]
    end

    %% Client Access
    Client -->|HTTP/WebSocket| Gateway
    Gateway -->|Auth Check| Auth
    Gateway -->|REST| User
    Gateway -->|REST| Order
    Gateway -->|REST| Account
    Gateway -->|REST| Position
    Gateway -->|REST| Market

    %% Core Trading Flow (Sync/REST)
    Order -->|Step 1 Check Intent & Lock| Position
    Order -->|Step 2 Pre-check & Calc Margin| Risk

    %% Core Trading Flow (Async/Event)
    Order -.->|Step 3 Freeze Funds Event| Account
    Account -.->|Step 4 Funds Frozen Event| Order
    Order -.->|Step 5 Submit Order Event| Matching

    %% Post-Matching Flow (Async/Event)
    Matching -.->|Trade Executed| Account
    Matching -.->|Trade Executed| Position
    Matching -.->|Trade Executed| Market
    Matching -.->|Trade Executed| Order
    Matching -.->|OrderBook Updated| Market

    %% Settlement & Margin Flow (Async/Event)
    Account -.->|Trade Margin Settled| Position
    Position -.->|Position Margin Released| Account

    %% Feedback Loops & Risk Control
    Market -.->|Mark Price Update| Position
    Market -.->|Mark Price Update| Risk
    Position -.->|Position Update| Risk
    Risk -.->|Liquidation Trigger| Order
Loading

📦 核心微服務清單 (Core Services)

服務名稱 職責描述
Matching 核心撮合引擎：基於 LMAX Disruptor 的高性能內存撮合系統。
Order 訂單管理：處理訂單生命週期、委託檢核與狀態流轉。
User / Auth 用戶與認證：使用者資料管理與基於 JWT 的安全認證中心。
Account 資產帳務：負責清算、結算與金融級複式簿記帳務處理。
Position 倉位管理：維護使用者持倉、強平價格計算與保證金校驗。
Risk 風險控制：動態計算帳戶風險指標，執行強平指令與風控預警。
Market 行情服務：聚合成交數據，提供 K 線、訂單簿與標記價格推送。
Gateway 統一網關：請求路由、負載均衡、CORS 處理與限流。

🛠️ 如何開始與建置環境

本專案提供高度自動化的建置腳本，僅需少許步驟即可在本地端拉起完整的交易所基礎設施。

1. 準備環境

  • 操作系統：建議使用 Linux 或 macOS (Windows 用戶請使用 WSL2)。
  • 必要工具：
    • JDK 21+ (建議使用 Temurin)。
    • Docker 與 kind (用於建立本地 K8s 集群)。
    • kubectl

2. 快速啟動集群

# 1. 建立 K8s 集群
kind create cluster --name exchange

# 2. 執行一鍵啟動腳本
bash ./script/cluster-up.sh

腳本執行時提供以下選項（可組合輸入，如 123）：

  • 選項 1：基礎設施 (Default Infra) - 自動建置 Ingress, Nacos, MySQL, Redis, Kafka 等。
    • 依賴工具：kubectl, docker
  • 選項 2：持續部署 (ArgoCD) - 自動安裝與配置 GitOps 環境。
    • 依賴工具：kubectl, argocd CLI, nc (netcat)
  • 選項 3：全棧監控 (Monitoring) - 部署 Prometheus、Grafana 與 Alertmanager。
    • 依賴工具：kubectl

💡 提示：詳細步驟可參閱 手動建置文件。

3. 本地直連 K8S 調試 (Telepresence)

為了讓開發機直接訪問 K8S 內網服務（如 *.cluster.local）並從 IDE 直接調試，建議安裝 Telepresence：

  • 安裝 (Linux)： 
    sudo curl -fL https://app.getambassador.io/download/tel2/linux/amd64/latest/telepresence -o /usr/local/bin/telepresence
sudo chmod a+x /usr/local/bin/telepresence
  • 部署 Traffic Manager 到叢集： 
    telepresence helm install
  • 連接集群： 
    telepresence connect
  • 效果：連接後，您可直接訪問 http://infra-nacos.default.svc.cluster.local:8848 或在本地 IDE 執行服務並直連 K8S 內的資料庫與中間件。

4. 啟動 WEB 服務與訪問

  1. 進入前端目錄：cd service/exchange/exchange-web。
  2. 快速啟動：執行 bash quick-start.sh。該腳本會自動安裝依賴並引導您設定後端 API 地址（預設為 http://localhost:12345）。
  3. 瀏覽訪問：開啟 http://localhost:5173 即可進入交易所操作介面。
  4. 演示連結：🎥 Web 交易終端交互演示 (React)

5. 訪問監控儀表板

啟動 Telepresence 後，可直接透過以下網址訪問（無需額外配置 Hosts）：

  • Grafana: http://grafana.monitoring.svc.cluster.local:3000 (帳密: admin/admin123)
  • Prometheus: http://prometheus.monitoring.svc.cluster.local:9090
  • Nacos: http://infra-nacos.default.svc.cluster.local:8848
  • Redpanda (Kafka UI): http://redpanda-console.default.svc.cluster.local:8080

📄 開源協議

本專案採用 Apache-2.0 License 授權。

作者的話

如果，你想要做自己的 Java 項目進行一些實驗，但是 infra 跟框架配置會花你很多時間，歡迎自由 fork 這個項目，希望能節省你的時間。

項目的結構，一開始就是設計為相容多專案的，因此可以很容易無痛的移除我的項目，只留下 infra 和 sdk 等基礎框架。

裡面提供了一鍵建置所有nacos, redis, mysql, kafka集群, 監控告警等等，也提供IDEA直連K8S的功能，以及 AI親和 的SDK。

這個項目原本是我用來找海外工作使用的，會選擇這個題目，是因為未來有些實驗項目，可以做在交易所的基礎上，所以選擇交易所這個題目。

所以如果你有些題目，或著想實作某些交易所的業務功能，也可以直接在這上面實作。也可以優化我的 SDK，作為你到新公司的工具包。

希望自己花一點時間做的基礎，能對大家有幫助，不用重複做這些輪子。

集群已經經過優化，整體啟動使用大約 6~8 GB內存，適合於 32GB 電腦開發