CN112346843A - 一种低延时fast协议的解析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低延时FAST协议的解析方法，具有结构简单、部署容易、性能良好、使用方便的特点。其技术方案为：通过在初始化阶段预先配置解码器的模板对象，根据模板定义设置字段域解码对象的方式，减少数据解析过程中的判断逻辑和处理流程，降低解析开销，提升处理性能。另一方面，本发明自定义输出消息结构体，该结构体使用零数据拷贝，提升解析过程中字段值的实时更新效率；同时支持整型TAG索引，因此上层应用调用时延时更低，性能更高。
Description
技术领域
本发明涉及信息处理技术，具体涉及一种解析和处理FAST协议的低延时方法。
背景技术
FAST是一种面向消息数据流的二进制编码方法，FAST是FIX Adapted forStreaming的缩写(适流FIX)。该协议由全球金融企业联盟组织FPL在2005年提出，是针对业内通用的金融信息消息协议FIX的一套压缩和传输方法，具有压缩率高、简单、实用的特点，使得FAST在推出后很快为全球各主要金融单位所关注并相继开展技术研究即应用。国内上交所行情服务也已采用FAST协议进行传输。
目前市场广泛采用的FAST协议解析方案为QuickFast、OpenFast等方法。传统的FAST消息字段域的解析流程如图1所示，在从消息数据流中提取字段域的步骤之前需要进行一系列操作。首先解码器在处理每一个字段域时需要查询FAST消息对应的模板，从模板中获取当前字段域是否需要占位符的信息；确认占位符信息后，若需要占位符，解码器从数据流中获取占位符，再根据占位符的取值进行后续字段域解析操作。由于一条FAST消息中会包含很多字段域，因此上述操作在解码器运行阶段会重复多次，这样的处理延长了解码时间，降低了性能。
因此，上述方法无法支持面向过程的开发运行环境，依赖第三方库导致***模块部署较重，代码实现较为复杂导致性能较低，因此无法满足证券行情及交易领域的低延时消息传输和处理需求。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种低延时FAST协议的解析方法，具有结构简单、部署容易、性能良好、使用方便的特点。
本发明的技术方案为：本发明揭示了一种低延时FAST协议的解析方法，方法包括：
步骤1：FAST消息解码器获取FAST消息；
步骤2：FAST消息解码器对FAST消息进行占位图解码；
步骤3：FAST消息解码器进行模板ID解码；
步骤4：FAST消息解码器基于模板ID获取模板对象；
步骤5：FAST消息解码器实现遍历消息模板中的各个字段并进行字段解码；
步骤6：FAST消息解码器输出经消息解码得到的消息结构体对象。
根据本发明的低延时FAST协议的解析方法的一实施例，步骤2进一步包括：
当一条完整的FAST消息进入FAST消息解码器后，FAST消息解码器通过停止位编码找到位于消息头的占位图，确定占位图结尾在消息字节缓存中的偏移量，从而取出完整的占位图。
根据本发明的低延时FAST协议的解析方法的一实施例，步骤3进一步包括：
FAST消息解码器首先通过占位图判断下一个字段亦即模板ID字段在FAST消息中是否存在，若存在则通过停止位编码找到下一个字段并使用uint32_t类型的拷贝操作符字段解码对象处理并获取模板ID；若不存在且前值不为空，则取前值为模板ID。
根据本发明的低延时FAST协议的解析方法的一实施例，步骤4进一步包括：
FAST消息解码器在获取到模板ID后，从预先配置的模板工厂中获取用于后续消息解码的模板对象，其中模板工厂用于预先设置不同模板ID和模板对象之间的map映射关系。
根据本发明的低延时FAST协议的解析方法的一实施例，步骤5进一步包括：
第一步，从模板对象中获取字段域解码对象；
第二步，从FAST消息中解析出字段值；
第三步，对特定值进行处理；
第四步，实现字段操作符的操作；
第五步，经消息解码得到自定义的消息结构体对象。
根据本发明的低延时FAST协议的解析方法的一实施例，在第二步中，首先从第一步所取出的字段域解码对象中找到其所包含的操作符对象和字段解码对象，操作符对象和字段解码对象共同决定字段在占位图中的占位情况；之后检查字段在FAST消息中是否存在，若存在则调用字段解码对象通过停止位编码找到下一个字段，并按照设定的字段类型解码得到字段值。
根据本发明的低延时FAST协议的解析方法的一实施例，在第四步中，首先将第一步所取出的字段域解码对象中找到其所包含的操作符对象和字段解码对象，然后调用预先设定的特定操作符，对解码后的字段值进行相应操作，其中若需要更新字段前值则更新前值。
根据本发明的低延时FAST协议的解析方法的一实施例，第五步中，消息结构体对象通过字段ID或字段名索引快速访问消息中的各个字段。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明一方面通过在初始化阶段预先配置解码器的模板对象，根据模板定义设置字段域解码对象的方式，减少了数据解析过程中的判断逻辑和处理流程，从而降低了解析开销，提升了处理性能。另一方面，本发明自定义了新的输出消息结构体，该结构体使用零数据拷贝，提升解析过程中字段值的实时更新效率；同时支持整型TAG索引，因此上层应用调用时延时更低，性能更高。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1示出了传统的Fast消息字段域解析流程。
图2示出了本发明的低延时FAST协议的解析方法所涉及的FAST消息解码框架的示意图。
图3示出了本发明的低延时FAST协议的解析方法的一实施例的流程图。
图4示出了图3所示的方法中的局部步骤的细化流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
图2示出了本发明的低延时FAST协议的解析方法所涉及的FAST消息解码框架。请参见图2，在本发明的解析方法的解码框架中，FAST消息解码器(FAST Decoder)使用消息模板(Message Template)进行初始化，之后针对每一个编码消息(Message Encoded)，调用该编码消息对应的消息模板进行解码，并输出解码消息(Message Decoded)的自定义消息结构。
在本发明中，FAST消息的编码也是根据消息模板的控制结构来进行的，消息模板包含一个字段指令的序列，字段指令规定如何将字段的实例编码成为字节流，其顺序与数据在数据流中的位置相对应。字段指令通过规定字段的顺序和结构、字段的逻辑运算及其字段二进制编码的表示方式来控制对数据流的编码。具体来说，FAST按照“字段编码”和“传输编码”两个层次的编码方法来降低数据流的大小。首先字段编码在FIX消息流序列化为字节流的过程中利用消息之间字段数据的逻辑规律来对字段进行编码处理，从而减少需要传递的信息。其次，在对剩余数据进行传送编码时，利用“隐式标签”，可自描述长度的“停止位编码”、二进制串行化编码等手段来降低物理空间占用。
FAST定义的应用数据类型包括Ascii码字符串、Unicode字符串、字节向量、有符号整数、无符号整数、浮点数、序列、分组等。对于字段，可以使用拷贝(copy)、差值(delta)、缺省(default)、递增(increment)、常值(constant)、换尾(tail)等逻辑运算符(operator)来对字段进行优化运算。对于每一字段，可以指定名称和类型来标识当前的应用类型，并规定字段的二进制编码方法，还可以使用可选的存在(presence)参数来指示字段是否必须在字节流中出现。
图3示出了图2中所示的FAST消息的解码流程，也就是本发明的低延时FAST协议的解析方法实施例的流程。请参见图3，解码过程详述如下。
步骤1：FAST消息解码器获取FAST消息。
步骤2：FAST消息解码器对FAST消息进行占位图(PMAP，Presence Map)解码。
该实现的具体处理为：当一条完整的FAST消息进入FAST消息解码器后，FAST消息解码器通过停止位编码找到位于消息头的占位图(PMAP，Presence Map)，确定占位图结尾在消息字节缓存中的偏移量，从而取出完整的占位图。
步骤3：FAST消息解码器进行模板ID解码(Template ID Decode)。
该实现的具体处理为：取出完整的占位图PMAP之后，FAST消息解码器继续处理紧随其后的字节。由于模板ID使用拷贝操作符，且为uint32_t类型字段，因此使用uint32_t类型的拷贝操作符解码对象进行字段解码。
FAST消息解码器首先通过占位图PMAP判断下一个字段(即模板ID字段)在FAST消息中是否存在，若存在则通过停止位编码找到下一个字段并使用上述uint32_t类型的拷贝操作符字段解码对象处理并获取模板ID；若不存在且前值不为空，则取前值为模板ID。通过以上操作可获得FAST消息的模板ID。
步骤4：FAST消息解码器基于模板ID获取模板对象(Template Retrieve)。
该实现的具体处理为：FAST消息解码器在获取到模板ID之后，从预先配置好的模板工厂中获取模板对象。模板工厂预先设置不同模板ID和模板对象之间的map映射关系，因此可直接将模板ID作为键值key，从map映射中取出key即模板对象，该模板对象可用于后续消息解码。
步骤5：FAST消息解码器实现遍历消息模板中的各个字段(Iterator over eachfield)并进行字段解码(Field Decoding)。
该实现的具体处理为：FAST消息解码器在步骤4中已获取了模板对象，该模板对象是在初始化阶段按照FAST协议预先定义的模板，配置有各个字段域的字段解码对象(模板ID字段为uint32_t的拷贝操作符字段解码对象)。因此，在解析消息字段时，模板对象只需顺序遍历预设的字段解码对象，结合PMAP和操作符，即可完成各个字段的操作和解析。当所有字段解码对象遍历完成后，即完成整个FAST消息的解码。
详细而言，FAST消息解码器在遍历过程中对字段解码的具体处理如图4所示：
首先，获取字段域解码对象(Extract Field Decoder)，具体处理为：由于FAST协议的模板是固定的，因此对于某个特定的FAST模板，如前所述在模板工厂中有其对应的模板对象。该模板对象根据模板中定义的各个消息字段顺序，也依次定义好了字段域解码对象。因此解码过程中只需按顺序调用上述预设的字段域解码对象即可。
然后，从FAST消息中解析出字段值(Extract Field value from stream)。其具体处理为：前一步骤所取出的字段域解码对象包含操作符对象和字段解码对象，根据FAST协议约定，操作符种类和字段是否必要共同决定了字段是否需要在PMAP中占位。因此，预设的操作符对象和字段解码对象共同决定了字段在PMAP中的占位情况。之后如果字段在FAST消息中存在，则调用字段解码对象通过停止位编码找到下一个字段，并按照设定的字段类型解码得到字段值。
之后，对特定值如可空的值的处理(Interpret special value)，其具体实现为按照协议约定操作。
此后，实现字段操作符的操作(Applying Field Operator)。其具体处理为：第一步所取出的字段域解码对象中包含操作符对象和字段解码对象，因此在该步骤只需调用预先设定好的特定操作符，对解码后的字段值进行相应操作，若需要更新字段前值则更新前值。
最后，经消息解码得到自定义的消息结构体对象(Add to 
Message)，该对象可通过字段ID或字段名索引快速访问消息中的各个字段。所有的消息字段访问均不存在内存拷贝，因此访问延时低，性能高。
步骤6：FAST消息解码器输出经消息解码得到的消息结构体对象。
该实现的具体处理为：FAST消息解码器在完成消息解码后，输出自定义的消息结构体对象，该消息结构体对象可通过字段ID或字段名索引快速访问消息中的各个字段。所有的消息字段访问均不存在内存拷贝(零数据拷贝)，提升解析过程中字段值的实时更新效率，同时支持整型TAG索引，因此上层应用调用时时延更低(访问延时低)，性能更高。
从上述实施例可以看出，本实施例相比图1的传统处理流程，省略了isPmapBitRequired等处理过程。本发明通过初始化阶段预先配置解码器的模板对象，根据模板定义设置字段域解码对象的方式，减少了数据解析过程中的判断逻辑和处理流程，从而降低了解析开销，提升了处理性能。
此外，本发明通过自定义新的输出消息结构体，该结构体使用零数据拷贝，提升解析过程中字段值的实时更新效率，同时支持整型TAG索引，因此上层应用调用时延时更低，性能更高。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体***的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
Claims (8)
1.一种低延时FAST协议的解析方法，其特征在于，方法包括：
步骤1：FAST消息解码器获取FAST消息；
步骤2：FAST消息解码器对FAST消息进行占位图解码；
步骤3：FAST消息解码器进行模板ID解码；
步骤4：FAST消息解码器基于模板ID获取模板对象；
步骤5：FAST消息解码器实现遍历消息模板中的各个字段并进行字段解码；
步骤6：FAST消息解码器输出经消息解码得到的消息结构体对象。
2.根据权利要求1所述的低延时FAST协议的解析方法，其特征在于，步骤2进一步包括：
当一条完整的FAST消息进入FAST消息解码器后，FAST消息解码器通过停止位编码找到位于消息头的占位图，确定占位图结尾在消息字节缓存中的偏移量，从而取出完整的占位图。
3.根据权利要求1所述的低延时FAST协议的解析方法，其特征在于，步骤3进一步包括：
FAST消息解码器首先通过占位图判断下一个字段亦即模板ID字段在FAST消息中是否存在，若存在则通过停止位编码找到下一个字段并使用uint32_t类型的拷贝操作符字段解码对象处理并获取模板ID；若不存在且前值不为空，则取前值为模板ID。
4.根据权利要求1所述的低延时FAST协议的解析方法，其特征在于，步骤4进一步包括：
FAST消息解码器在获取到模板ID后，从预先配置的模板工厂中获取用于后续消息解码的模板对象，其中模板工厂用于预先设置不同模板ID和模板对象之间的map映射关系。
5.根据权利要求1所述的低延时FAST协议的解析方法，其特征在于，步骤5进一步包括：
第一步，从模板对象中获取字段域解码对象；
第二步，从FAST消息中解析出字段值；
第三步，对特定值进行处理；
第四步，实现字段操作符的操作；
第五步，经消息解码得到自定义的消息结构体对象。
6.根据权利要求5所述的低延时FAST协议的解析方法，其特征在于，在第二步中，首先从第一步所取出的字段域解码对象中找到其所包含的操作符对象和字段解码对象，操作符对象和字段解码对象共同决定字段在占位图中的占位情况；之后检查字段在FAST消息中是否存在，若存在则调用字段解码对象通过停止位编码找到下一个字段，并按照设定的字段类型解码得到字段值。
7.根据权利要求5所述的低延时FAST协议的解析方法，其特征在于，在第四步中，首先将第一步所取出的字段域解码对象中找到其所包含的操作符对象和字段解码对象，然后调用预先设定的特定操作符，对解码后的字段值进行相应操作，其中若需要更新字段前值则更新前值。
8.根据权利要求1所述的低延时FAST协议的解析方法，其特征在于，第五步中，消息结构体对象通过字段ID或字段名索引快速访问消息中的各个字段。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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