• FIX 协议开发(3):QuickFIX/J 实战经验小结

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    FIX 协议开发(3):QuickFIX/J 实战经验小结(本文)

    Fix Session 持久化

    程序启动时,会自动读入之前保存的状态。FIX 协议对序列号的要求严格,如果收到的序列号偏大或偏小,都需要额外的谨慎处理。因此,持久化非常重要,尤其是维护收发序列号。

    以我方下一次发送的序列号 NextSenderMsgSeqNum 为例。Session.javasendRaw()方法调用了persist()方法,该方法中 MessageStore 实例把即将发送的消息持久化;该步骤完成后,MessageStore 实例接着执行incrNextSenderMsgSeqNum(),把序列号保存下来。在persist()完成之后,才真正把数据发送出去。

    关于 session 的另一个话题是,如何手动控制一个 session,例如使 session logout、reset 等。

    可以使用静态函数Session.lookupSession(sessionID)来从 ID 获取对应的 session,接下来就可以调用 session.logon()、logout()、reset() 方法。后两个的区别,logout 是发送 FIX 的 logout 信号,然后断开连接,不影响序列号等内部状态,之后调用 logon() 即可回到正常使用的模式。reset() 会清除序列号等内部状态及其持久化,下次收发包会都从 1 开始。盘中就别用这个了。

    异常处理

    进行 QFJ 开发时,特别需要注意的是,如何捕捉“异常”。不像 API 调用,时刻都有 error code 字段。对方返回的消息中如有错误信息或特殊情况时,是需要针对性处理的。

    例如查询持仓是空仓,服务器不可能什么都不返回,而会返回一个特殊的空仓标记。又例如各种字段填写不合法,报错信息很可能藏在可选的 Text 字段中。

    接收业务信息后报错

    主要有两个原因:

    • 一是不符合 xml 的定义,在底层就会自动给对方发送拒绝消息“MsgType (35): 3 (REJECT)”,不会传到 Application 的应用层;
    • 二是在应用层的 fromApp() 内 crack 信息时没有找到对应 crack 的方法,会发送“BusinessRejectReason (380): 3 (UNSUPPORTED MESSAGE TYPE)”给服务器。

    解决的要点都在于我方的字典没有适配对方的字典(对方故意发错误的数据包除外)。参考上一篇的“自定义字段”一节,根据实际情况修改 xml,自行打造合适的 Message 库才是王道。

    消息自动按类型分类、处理流程

    对比自己构造数据包、自己解析收到的数据全 DIY, QFJ 框架已经为我们做了很多。数据包是如何解析,最终传给我们的 fromApp() 方法?先从源头,即 MINA 框架接收到数据包说起。

    对方发来的数据包,首先经过 quickfix.mina.message.FIXMessageDecoder 解码,进行基础的校验,例如检测 FIX 协议头、获取消息体的长度、校验 checksum 等。

    如果校验正常,InitiatorIoHandler/AcceptorIoHandler 调用其父类 Quickfix.mina.AbstractIoHandler 继续处理消息,包括但不限于:从 session 获取字典、解析 FIX 数据【通过调用quickfix.MessageUtils的函数】等。解析时,先提取 msgType,调用 session 对应的 messageFactory 创建 msgType 类型的 message 实例,接下来根据字典解析数据内容。

    解析 message 完成后,InitiatorIoHandler/AcceptorIoHandler 把 message 传给 processMessage() 方法;执行 eventHandlingStrategy.onMessage(),该方法内把 message 塞到队列 queueTracker 中。

    最后,队列的元素会被“QFJ Message Processor”线程取出,给到 quickfix.Session 的 next(Message) 方法。这个 next() 方法,里面还有对字段的校验,里面的 verify(message) 再进而校验登录状态、时间、seq num 等,最终调用我们写的 fromApp() 方法。

    可见,从接收到数据,到我们实现的 Application,经历了很多很多层的调用。😅

    这个流程还没有结束。

    我们让自己的 Application 继承 quickfix.MessageCracker,从而拥有了 crack(),crack 是怎样根据不同实际类型的 message 调用对应的 onMessage() 的呢?

    MessageCracker 在初始化时,执行 initialize() ,通过反射,找到所有 handler【也就是各种自己写的 onMessage()】,并存到一个 mapping。之后 fromApp() 调用 crack() 时,就通过传入的 message 提取其类型以及 mapping 找到对应的 handler,调用对应的 onMessage()。

    如果觉得这个 crack 过程有点太“黑科技”,我们可以不用它,不继承 quickfix.MessageCracker,转而继承 quickfix.fix42.MessageCracker【按实际对应的版本】。点进去可以看到,全是各种 onMessage,这样就不涉及反射,都是 override 了。我喜欢 explicit 的方法。

    相关参考

    1. https://www.quickfixj.org/usermanual/2.1.0/
    2. https://blog.csdn.net/u011279740/category_1517545.html
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    安装

    QuickFIX/J 的官网是 https://www.quickfixj.org,其 GitHub 是 https://github.com/quickfix-j/quickfixj。撰写本文时,GitHub 上的版本是 2.2,官网上的文档给到了 2.1 的版本。所以这里选择安装 2.1,避免与文档不匹配。

    我们通过 Maven 来引入 quickfixj 库,见此页的“Maven Integration”部分,在 pom.xml 中添加对应 xml 片段(该网页中的xml引入的是2.0.0版本的库,或许是笔误,我将其改为2.1.0)即可:

    <!-- QuickFIX/J dependencies -->
    <dependency>
        <groupId>org.quickfixj</groupId>
        <artifactId>quickfixj-core</artifactId>
        <version>2.1.0</version>
    </dependency>
    <!-- 选择所需版本的messages -->
    <dependency>
        <groupId>org.quickfixj</groupId>
        <artifactId>quickfixj-messages-fix42</artifactId>
        <version>2.1.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.slf4j</groupId>
        <artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
        <version>1.7.22</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.slf4j</groupId>
        <artifactId>slf4j-api</artifactId>
        <version>1.7.22</version>
    </dependency>
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    本文背景

    公司因业务需要,准备接入 FIX 协议。在调研过程中,我发现中文的 FIX 协议相关资料不太多,准备边学边记录,预计会写 3 篇左右。

    FIX 协议简介

    FIX(Financial Information eXchange Protocol,金融信息交换协议)是由国际FIX协会组织提供的一个开放式协议,目的是推动国际贸易电子化进程,在各类参与者之间,包括投资经理、经纪人、买方、卖方建立起实时的电子化通讯协议。

    FIX协议的目标是把各类证券金融业务需求流程格式化,成为一个可用计算机语言描述的功能流程,并在每个业务功能接口上统一交换格式,方便各个功能模块的连接。

    消息格式

    FIX 协议消息均由多个 “key=value” 组成。其中 key 可以是协议规定的字段,或自定义字段。协议规定的key可查询 FIX 协议字典,【不同版本的 FIX 协议均有其字典,用于开发的库一般也有自带;也可参考第三方,如 wireshark】例如 8 代表 begin string,34 代表消息的序列号,52 代表时间戳等。自定义字段不与规定的 key 重复,供金融机构定制,开发时需要向对应金融机构获取其专有字段的字典。只要有了对应的字典,就可以读懂 FIX 数据包的内容。

    一般来说,一个 消息由“头部 + 消息体 + 尾部”构成。头部包含一些必要的字段,例如 BeginString (8)、BodyLength (9)、MsgType (35)、MsgSeqNum (34)、SenderCompID (49) 等,尾部包含的必要字段是 CheckSum (10)。

    FIX 登陆消息示例(假设”^”是分隔符):

    8=FIX.4.3^9=65^35=A^34=1^49=TESTACC^52=20130703-15:55:08.609^56=EXEC^98=0^108=30^10=225^

    对照字典可知,BeginString (8) 是 FIX.4.3;BodyLength (9) 是 65 字节;MsgType (35) 是 A,A 对应 logon 操作;MsgSeqNum (34) 是 1,即这是我方发送的第 1 个消息。

    有关更详细的协议介绍,可参考 https://blog.51cto.com/9291927/2536105

    开发方案

    不使用库

    由上面的示例可以发现,FIX 协议十分简单。可以不需要依赖第三方库,手动查字典构造消息
    8=FIX.4.3^9=65^35=A^34=1<省略>
    再通过标准的 socket 通信,即可完成交互。

    这个方案自由度最高,不依赖底层开发语言,但开发流程与查字典较为繁琐,后续维护也不太方便。

    Python 库 simplefix

    simplefix 是一个 FIX 协议的简易实现。它使用户可以方便地任意构造 FIX 消息,非常适合学习、测试协议。但这个库不包含任何网络收发、FIX 异常处理等功能模块。因此,开发 FIX 客户端时,我使用该库构造数据包,然后通过标准 socket 发送,再分析其网络底层交互。

    示例:发送 logon 消息的代码

    import socket
    import time
    
    import simplefix
    from simplefix.constants import (ENCRYPTMETHOD_NONE, MSGTYPE_LOGON,
                                     TAG_BEGINSTRING, TAG_CLIENTID,
                                     TAG_ENCRYPTMETHOD, TAG_HEARTBTINT,
                                     TAG_MSGSEQNUM, TAG_MSGTYPE, TAG_SENDER_COMPID,
                                     TAG_SENDING_TIME, TAG_TARGET_COMPID)
    
    HOST = '1.2.3.45'
    PORT = 9000
    CLIENT_ID = 12345678
    PASSWORD = 'mypassword'
    
    seq_num = 1  # 需维护msg sequence number,每次发送后加1
    
    
    if __name__ == "__main__":
        sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_KEEPALIVE, 1)  # 长连接
        sock.connect((HOST, PORT))
    
        # logon
        msg_logon = simplefix.FixMessage()
        msg_logon.append_pair(TAG_BEGINSTRING, 'FIX.4.2')
        msg_logon.append_pair(TAG_MSGSEQNUM, seq_num)  # 需维护msg sequence number,每次发送后加1
        msg_logon.append_pair(TAG_SENDER_COMPID, 'FIXTEST001')
        msg_logon.append_utc_timestamp(TAG_SENDING_TIME)
        msg_logon.append_pair(TAG_TARGET_COMPID, 'TESTENV')
    
        msg_logon.append_pair(TAG_MSGTYPE, MSGTYPE_LOGON)  # 类型
    
        msg_logon.append_pair(TAG_ENCRYPTMETHOD, ENCRYPTMETHOD_NONE)
        msg_logon.append_pair(TAG_HEARTBTINT, 30)
        msg_logon_buffer = msg_logon.encode()
    
        sock.send(msg_logon_buffer)
        print('seq', seq_num, 'sent')
        seq_num += 1
    
    
        time.sleep(1)
        sock.close()

    多平台 QuickFix 引擎

    QuickFix 是全功能的 FIX 开源引擎,目前很多 Fix 解决方案都是根据或参考 QuickFix 实现的。目前(2020年10月)它有 C++、Python、Java、.NET、Go 和 Ruby 共 6 种语言的实现/接口。

    根据我司的情况,选择其中的 Java 实现 QuickFIX/J 进行下一步开发。其使用方法,将在下一篇文章继续。

  • 华南理工大学新校园网认证协议的一点分析

    新的客户端似乎与drcom有较大的联系,我根据身在现场的同学抓的包,给出一点点分析,并基于scapy写出了一个简单的认证客户端(希望能用)。

    1. Start

    Start包很简单,向固定的MAC地址(01:80:c2:00:00:03)发送请求。1

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