模組 06：緩存系統 — 高速記憶體所有組件共享的「中央白板」— 查詢速度是納秒級的

緩存 (Cache) 是系統的共享記憶體。所有訂單狀態、持倉、帳戶信息、市場數據快照都集中存放在這裡，讓任何組件都能以極快的速度讀取。

一、緩存的角色定位

flowchart LR
                        subgraph writers["✍️ 寫入者組件"]
                        direction TB
                        de["📊 DataEngine"]
                        ee["⚙️ ExecutionEngine"]
                        adapter["🔌 適配器"]
                        end

                        cache["💾 Cache<br/>中央緩存記憶體"]

                        subgraph readers["👁️ 讀取者組件"]
                        direction TB
                        strategy["🎯 你的策略"]
                        risk["🛡️ RiskEngine"]
                        portfolio["💰 Portfolio"]
                        end

                        writers ==> cache ==> readers

                        style cache fill:#0f1419,stroke:#4fc3f7,stroke-width:2px

二、緩存中存了什麼？

三、策略中的查詢 API

以下是你在策略開發中最常用的緩存查詢方法：

3.1 金融工具查詢

# 獲取金融工具定義
instrument = self.cache.instrument(instrument_id)

# 獲取所有已知金融工具
all_instruments = self.cache.instruments()

# 獲取特定交易所的所有金融工具
binance_instruments = self.cache.instruments(venue=BINANCE)

3.2 訂單和持倉查詢

# 查詢所有未完成訂單
open_orders = self.cache.orders_open()

# 查詢特定品種的未完成訂單
btc_orders = self.cache.orders_open(instrument_id=btc_usdt_id)

# 查詢當前持倉
positions = self.cache.positions_open()

# 查詢特定品種的持倉
btc_position = self.cache.positions_open(instrument_id=btc_usdt_id)

# 快速判斷是否有持倉
is_flat = self.cache.is_flat(instrument_id=btc_usdt_id)

3.3 市場數據查詢

# 最新報價
quote = self.cache.quote_tick(instrument_id)

# 最新成交
trade = self.cache.trade_tick(instrument_id)

# 最新 K 線
bar = self.cache.bar(bar_type)

# 獲取最近 N 根 K 線
bars = self.cache.bars(bar_type, count=100)

# 獲取訂單簿
book = self.cache.order_book(instrument_id)

3.4 帳戶查詢

# 獲取帳戶
account = self.cache.account(account_id)

# 獲取帳戶餘額
balances = account.balances()

# 獲取可用資金（扣除保證金後）
free_balance = account.balance_free(Currency.from_str("USDT"))

四、緩存後端

緩存預設使用記憶體存儲（最快），但可以配置 Redis 後端實現持久化：

# 配置 Redis 緩存後端
from nautilus_trader.cache.config import CacheConfig

config = CacheConfig(
    database=CacheDatabaseConfig(
        type="redis",
        host="localhost",
        port=6379,
    ),
    flush_on_start=False,  # 啟動時不清除舊數據（用於崩潰恢復）
)

五、快照與恢復

sequenceDiagram
                        participant Cache as 💾 Cache
                        participant Redis as 🔴 Redis

                        Note over Cache,Redis: 正常運行中
                        Cache->>Redis: 定期寫入訂單狀態
                        Cache->>Redis: 定期寫入持倉數據
                        Cache->>Redis: 定期寫入帳戶餘額

                        Note over Cache: 💥 系統崩潰

                        Note over Cache,Redis: 重新啟動
                        Redis->>Cache: 恢復所有訂單狀態
                        Redis->>Cache: 恢復所有持倉
                        Redis->>Cache: 恢復帳戶餘額
                        Note over Cache: ✅ 狀態完全恢復

六、互動練習

七、本模組重點回顧