探秘Linux在纳斯达克的应用

      大多数人认为纳斯达克仅仅是美国的一个证券交易所，但实际上纳斯达克OMX集团运营着世界各地的交易。Linux在金融行业中的使用越来越广泛，值得一提的是，英国伦敦证券交易所也正在向 Linux转移，前不久才完成了测试。

　　在美国，纳斯达克OMX集团控制着纳斯达克股票市场，纳斯达克期权市场和今年10月8日新启动的纳斯达克OMX PSX市场。在新泽西举办的Linux基金会高端用户峰会上，纳斯达克OMX集团副总裁Bob Evans就关键业务系统使用Linux的情况做了一个简要的介绍。

纳斯达克证券交易市场

　　纳斯达克OMX的交易运行在数千台Linux服务器上，这些服务器要处理实时事务，监控和进展情况，这种环境最大的挑战就是性能，实际货币的汇率取 决于交易是否能跟得上订单流，延迟和吞吐量变得非常关键，订单必须在有限的时间内响应（和执行），不用说，可靠性也非常重要，停机几乎是不被允许的。

　　为了全面满足这些要求，纳斯达克OMX集团部署了许多大型计算集群，它们每天可以处理数亿笔订单，在延迟时间为25毫秒的情况下，每秒最快可以处理一百万笔订单。

　　Bob说近年来Linux引入了许多有用的技术，如网络驱动中的NAPI中断缓解技术，至少给其它工作负载释放了近1/3的CPU时间，epoll 系统调用减少了大部分单次调用开销，在一次基准测试中发现，延迟时间至少减少了33毫秒，在用户空间通过VDSO换页处理clock_gettime() 至少减少了60毫微秒。Bob对Linux的页面缓存工作效率也很满意，它消除了异步I/O的需要，大大简化了代码。

　　另一方面，Bob表示Linux也还有需要改进的地方，例如I/O信号，它们让编程变得很复杂，如果事务繁忙，信号队列可能会溢出，用户空间的 libaio异步I/O（AIO）是基于线程实现的，扩展性不好，和epoll的集成度也不好。相反，基于内核的异步I/O缺乏合适的套接字支持，他还提 到了recvmsg()系统调用，每个入站数据包都需要一个进入内核的调用。

　　新的recvmmsg()系统调用在单次调用中可以接收多个数据包，但它现在是围绕内部recvmsg()实现的一个封装，还不能跨全部操作持有套 接字锁，但Bob认为recvmmsg()是向Linux添加新API的一个很好示例，他也喜欢基于内核的AIO和eventfd()结合使用，使得将基 于文件的AIO整合进应用程序正常的事件处理循环成为可能，syslets也仍然有潜力可挖，Bob认为它可以作为向用户空间发送通知的快捷方法，但现在 尚不清楚syslets是否会扩大规模。

　　纳斯达克OMX现在最想在Linux中看到的是基于套接字的AIO，这样就可以用更少的系统调用替换epoll/recvmsg/sendmsg队 列，更妙的是，内核可以同时为多个事件提供通知，最好是这个功能的接口完全基于套接字，Bob描绘了一个类似于epoll的内核项目，它可以处理内核中的 网络通信，应用程序可以向队列异步发送和接收请求，当它们执行完毕时接收通知，他希望看到多个套接字连接到单个对象，和一个适合传递给poll()的文件 描述符，有了这样的技术，通过内核的网络流量就可以更大，并且延迟也会更小。

　　总之，纳斯达克OMX对Linux的表现还是很满意的，它们也喜欢尝鲜，前不久交易所的服务器就升级到了2.6.35.3内核，新出现的API对运 营的帮助也很大，Bob说很少有系统因性能原因愿意引入新的API，这和Linus Torvalds的观点却不一样，Linus Torvalds认为没有人会使用Linux特殊的API，这一次也许是Linus Torvalds错了，不是没有人使用，只是它们藏得很深，一般人不知道。

　　原文名：Linux at NASDAQ OMX

　　作者：Jonathan Corbet