qlib/docs/USAGE.md

# qlib-platform 使用说明

> 适用代码版本：M1–M5 全部完成，含 QlibEngine v1（Qlib 数据管线）与 Parquet 导出
> （HEAD ≈ `fc12ba8`）；若文档与代码不一致，以代码与
> [ARCHITECTURE.md](./ARCHITECTURE.md) / [ROADMAP.md](./ROADMAP.md) 为准。
>
> 本文覆盖：安装配置、数据同步、启动前后端、研究 API、研究引擎与 Qlib 接入、
> AI Agent、测试门禁、已知限制。

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## 1. 项目概览（当前完成度）

个人 A 股中低频量化研究平台：

| 模块 | 位置 / 说明 |
|---|---|
| 数据层 | `backend/app/domain`、`infrastructure/data_sources`：Tushare 首选 + 新浪备用（Failover 审计）；SQLite 存储 + 日线 Parquet 导出（未来 MySQL 可切换） |
| 研究引擎 | `backend/app/quant`：ResearchSpec → 因子 → IC/RankIC/分层 → TopK 低频回测 → 标准化 `BacktestResult`；**双引擎**：LocalEngine（默认，纯 pandas）与 QlibEngine v1（QLibDataset 数据管线） |
| Qlib 接入 | `quant/qlib_adapter/`：SQLite 行情按官方二进制格式落盘 → `D.features` 读取 → 回测（详见 §6.1 与 docs/QLIB_VERIFICATION.md） |
| Web | `frontend/web`：Next.js(TS)+ECharts —— 总览 / 股票池 / 因子研究 / 回测 / 实验 |
| 异步与归档 | Job 状态机 + Experiment 自动归档 + 一键复跑 + SSE 进度 |
| AI Agent | 受控工具白名单 + LLM 编排（需配置模型 Key） |

**技术栈**：Python 3.12(uv) · FastAPI · SQLAlchemy 2 · Alembic · SQLite · pandas · pyarrow(Parquet) · pyqlib 0.9.8.dev32(源码安装) · LightGBM · Next.js 15 · ECharts

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## 2. 环境准备

```bash
# 工具（本机已装则跳过）
python3 -m pip install uv
# Node 18+ 与 pnpm： https://pnpm.io/installation

# 1) 后端依赖（backend/.python-version 固定 3.12）
cd backend
uv sync                       # 基础依赖（含 Qlib/qlib 源码安装依赖）
uv sync --extra datasource-tushare   # 数据同步需要 Tushare SDK（首次）
```

前端：

```bash
cd frontend/web
pnpm install                  # 依赖使用 npmmirror 镜像时较快
cp .env.local.example .env.local   # NEXT_PUBLIC_API_BASE 默认 http://127.0.0.1:8000/api
```

> Qlib 安装说明：本机（Linux aarch64 + CPython 3.12）经源码 git 安装并固定 commit，
> 见 `backend/pyproject.toml` 与 [docs/QLIB_VERIFICATION.md](./QLIB_VERIFICATION.md)。

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## 3. 配置

### 3.1 根目录 `.env`（密钥，不入库）

```bash
cp .env.example .env
```

| 变量 | 必填 | 说明 |
|---|---|---|
| `TUSHARE_TOKEN` | 同步数据时必填 | Tushare Pro token |
| `LLM_API_KEY` | 使用 Agent 时必填 | 大模型 API Key（URL/模型名在 config.yaml） |
| `DATABASE_URL` | 否 | 留空使用 SQLite `<项目根>/data/quant.db` |
| `APP_SECRET_KEY` | 否 | 应用密钥（未接登录，可暂不改） |

> 约定：**密钥只放 `.env`**；URL、模型名等可配置项放 `config.yaml`。`.env` 已被 gitignore，严禁提交。

### 3.2 根目录 `config.yaml`（可配置项，可入库）

常用字段（节选，完整见仓库根 config.yaml）：

```yaml
app: {name, version, debug, secret_key_env}
api: {prefix: "/api"}
database: {url_env: "DATABASE_URL", echo: false, migrations_dir: ...}
data_source: {primary: "tushare", fallback: "sina", tushare_token_env: "TUSHARE_TOKEN"}
storage: {parquet_dir: "data/parquet", qlib_dir: "data/qlib", ...}   # 相对项目根
agent:
  llm:                                      # ← AI Agent 模型接入
    base_url: "https://dashscope.aliyuncs.com/compatible-mode/v1"   # URL 在这里配
    model: "qwen-plus"                      # 模型名在这里配
    api_key_env: "LLM_API_KEY"              # Key 仍从 .env 读
```

- **换模型**：改 `config.yaml → agent.llm.model`（如 `qwen-max` / `deepseek-chat` 等
  OpenAI 兼容接口模型），并按平台同步 `base_url`。
- 也可用 `.env` 的 `LLM_BASE_URL` / `LLM_MODEL` 覆盖 yaml（env 优先）。

### 3.3 数据库迁移

```bash
cd backend
uv run alembic upgrade head      # 建表（首次会自动建 data/quant.db）
# 开发中改 Model 后：
uv run alembic revision --autogenerate -m "desc"
uv run alembic upgrade head
```

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## 4. 数据同步与导出

```bash
cd backend
uv run python -m app.cli.sync basic                     # 股票基础信息（全市场）
uv run python -m app.cli.sync calendar --start 20240101 --end 20241231
uv run python -m app.cli.sync daily --symbols 600519.SH,000858.SZ --start 20230101
uv run python -m app.cli.sync daily --all --start 20240101 --resume   # 全市场 + 断点续传
uv run python -m app.cli.sync financial --all                       # 财务指标（默认增量）
uv run python -m app.cli.sync financial --all --full                 # 财务指标（强制全量重拉）
uv run python -m app.cli.sync verify --symbol 600519.SH               # 新浪交叉验证
uv run python -m app.cli.sync export [--years 2023,2024]              # 日线按年导出 Parquet
```

- 每次拉取写入 `sync_log` 审计（来源 / 成功与否 / 行数 / 区间），禁止静默切换数据源。
- `daily` 同时写入日线与复权因子；`--resume` 从本地最新交易日续传。`financial`
  默认增量：本地已含「最新应披露报告期」（按 A 股披露节奏推算）的股票直接跳过；
  逐只落库，中断/限速后重跑同一命令即可续传补齐（只丢当前一只）。
- 新浪兜底带「两边一致」真实性校验：Tushare 报错时，只有当该股票本地历史与新浪
  返回数据**重叠部分一致**，才把新浪**新数据**（本地缺失键）导入，并标记
  `source=sina`（日线另标记 `adjust=qfq` 前复权；新浪不提供复权因子）。
  校验口径：财务为重叠报告期的 eps / 销售毛利率逐期一致（ROE 两端口径不同，
  不作依据）；日线为最近重叠交易日的前复权价一致（老交易日在除权后不可比）。
  本地无历史可对照或校验不一致 → 拒绝导入并告警，留待 Tushare 恢复后重跑补齐。
- 限速时可加 `--sleep 秒数` 加大请求间隔；`financial --full` 重拉全部历史并覆盖既有行。
- 新浪（`verify`）仅交叉验证，返回**前复权**口径，不会并入不复权主库。
- 财务指标带 `announce_date`（公告日）与 `source`（tushare/sina）；研究侧只允许
  使用已公告数据（防未来函数），对同一报告期优先消费 `source=tushare` 的行。
- `export`：`data/parquet/stock_daily/<year>.parquet`（列：symbol/trade_date/ohlc/volume/amount），
  由 pyarrow 写出，可直接用 pandas 读取分析，或作为 Qlib 等引擎的后续数据源。

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## 5. 启动

**一键脚本（后端 + 前端同时管理）**：

```bash
scripts/dev.sh start      # 启动后端(8000) + 前端(3000)
scripts/dev.sh status     # 查看状态
scripts/dev.sh restart    # 重启
scripts/dev.sh stop       # 停止
scripts/dev.sh logs api   # 跟踪后端日志（web 同理）

# 局域网访问前端时（例如 http://192.168.1.160:3000）：
# BACKEND_API_URL=http://192.168.1.160:8000 scripts/dev.sh start
```

手动分别启动见下：

```bash
# 后端（端口 8000）
cd backend
uv run uvicorn app.main:app --reload --port 8000
# 交互文档：http://127.0.0.1:8000/docs   健康检查：/api/health

# 前端（端口 3000）
cd frontend/web
pnpm dev
# 打开 http://127.0.0.1:3000
```

页面：`总览` → `股票池`（搜索/列表）→ `因子研究`（目录 + 单因子 IC/RankIC/分层）→
`回测`（参数 → 净值/回撤/月度/持仓/未建模标注）→ `实验`（归档列表 / 详情 / 一键复跑）。

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## 6. 研究 API 与研究引擎

### 6.1 研究引擎：LocalEngine（默认）与 QlibEngine v1

服务通过 `QuantEngine` Protocol 注入引擎（`backend/app/quant/engine.py`）：

- **LocalEngine**（默认，研究服务与 API 使用）：纯 pandas —— 因子注册表计算 → 截面
  z-score 复合 → TopK 月/周调仓回测。无需 Qlib 数据。
- **QlibEngine v1**（`quant/qlib_adapter/engine.py`）：同一套因子与记账规则，但行情经
  **QlibDataset** 供给 —— 把本地行情按 qlib 官方二进制格式落盘（默认 `data/qlib`，
  可注入 `QlibEngine(qlib_dir=...)`）→ `qlib.init` + `D.features` 读取 close → 回测。

切换示例（代码内）：

```python
from app.quant.engine import LocalEngine            # 默认
from app.quant.qlib_adapter.engine import QlibEngine  # Qlib 数据管线引擎
from app.quant.service import ResearchService

engine = LocalEngine()          # 或 QlibEngine()
service = ResearchService(stock_repo, daily_repo, engine)
```

注意：Qlib bin 以 float32 存储，QlibEngine 结果与 LocalEngine 存在极小数值差
（真实 20 股对照：-12.81% vs -12.97%），属预期精度差异，不影响结论方向。

### 6.2 API（curl 示例）

研究输入统一为 ResearchSpec（前端 / API / Agent 同构）：

```bash
curl -X POST http://127.0.0.1:8000/api/backtests \
  -H 'Content-Type: application/json' \
  -d '{
    "type": "backtest",
    "universe": {"exclude_st": true, "min_listing_days": 0},
    "factors": [{"name": "momentum_60", "weight": 1.0}],
    "selection": {"top_n": 5},
    "rebalance": "monthly",
    "period": ["2024-03-01", "2024-12-31"]
  }'
```

| 端点 | 说明 |
|---|---|
| `GET /api/health` | 健康检查 |
| `GET /api/stocks?q=600519&limit=20` | 股票列表/搜索 |
| `GET /api/stocks/{symbol}` | 单只股票详情 |
| `GET /api/factors` | 因子目录（公式/lookback/方向） |
| `POST /api/factor-tests` | 同步单因子测试 → `FactorTestReport` |
| `POST /api/backtests` | 同步回测 → `BacktestResult`（默认 LocalEngine） |
| `GET /api/backtests/last` | 最近一次同步回测 |
| `POST /api/jobs` | 创建异步 Job（同 spec），返回 `{"job_id","status":"queued"}` |
| `GET /api/jobs/{id}` | 查询状态；成功时内嵌 `result` |
| `GET /api/jobs/{id}/events` | SSE 进度（`curl -N ...`） |
| `GET /api/experiments` | 实验归档列表（收益摘要/代码版本） |
| `GET /api/experiments/{id}` | 实验详情（spec + 完整结果） |
| `POST /api/experiments/{id}/rerun` | 一键复跑 → 新 Job |
| `POST /api/agent/chat` | AI 研究助手（见 §7） |

**防未来函数与真实性**：回测在调仓日收盘成交、自次日起计收益；财务数据只使用
`announce_date` 之前已公告内容；成本（佣金/印花税/滑点）、涨跌停、停牌已建模；
未建模约束（如开盘一字路径）会写入结果的 `unimplemented` 数组，前端如实展示。

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## 7. AI Agent

前置：`config.yaml → agent.llm`（URL/模型名默认百炼兼容端点 + qwen-plus），
`.env` 中设置 `LLM_API_KEY`（仅需 Key）。

```bash
curl -X POST http://127.0.0.1:8000/api/agent/chat \
  -H 'Content-Type: application/json' \
  -d '{"message": "帮我测试 momentum_60 因子并跑一次 Top5 月度回测，评估是否值得深入"}'
```

返回：

```json
{
  "reply": "（最终结论，中文）",
  "actions": [
    {"tool": "test_factor", "args": {...}, "output": "因子测试完成（Experiment EXP-…）..."},
    {"tool": "run_backtest", "args": {...}, "output": "回测完成（Experiment EXP-…）..."}
  ]
}
```

Agent 能力边界（内置受控工具，只读）：

- `search_stocks` / `get_market_data`：查询
- `test_factor` / `run_backtest`：研究并**自动归档 Experiment**
- `get_experiment` / `compare_experiments`：读取/对比归档

**不提供** shell / 任意代码执行 / 删改数据 / 修改配置与凭证。未配置 Key 时接口返回
400 引导信息。研究纪律写入系统提示：禁止仅凭单次样本内高收益判定策略有效，需说明
样本外、过拟合、look-ahead bias、成本、参数敏感性等（未验证项要明说）。

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## 8. 测试与质量门禁

```bash
cd backend
uv run ruff check app tests && uv run ruff format --check app tests
uv run pytest                      # 当前 86 passed

cd frontend/web
pnpm run typecheck
pnpm run build
```

覆盖重点：Provider 归一化与 Failover 审计、Repository 幂等与「未来函数阻断」
（`as_of_date`/`announce_date`）、Alembic 迁移、因子/IC/分层、回测记账与成本/涨跌停、
**QlibEngine 数据管线**（bin 落盘格式/roundtrip/端到端回测）、Job 状态机与 Experiment
归档、Agent 工具白名单与编排、LLM 配置加载、API 端到端。

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## 9. 已知限制与说明

1. **QlibEngine v1 边界**：数据管线（落盘→D.features→回测）已打通，见
   docs/QLIB_VERIFICATION.md；**Alpha158 全特征 + LightGBM walk-forward 预测信号仍未实现**，
   当前 QlibEngine 使用共享因子分回测（ROADMAP §2 备注为该增强 TODO）。
2. **数据规模**：仓库自带示例数据为 20 只权重股 2023–2024 日线（`sync --all` 可扩展
   全市场，注意耗时与 Tushare 积分限制）。
3. **回测为近似建模**：涨跌停按收盘相对上一有效收盘判定、成交假设调仓日收盘，未建模
   开盘一字 / 集合竞价 / 盘中路径（详见结果 `unimplemented`）。
4. **Agent 结论质量取决于模型**：编排只保证「经受控工具 + 归档留痕」，研究有效性判断
   需要人复核；接不同厂商模型请核对 `config.yaml` 的 `base_url` 与 `model` 命名。
5. **SSE 与 Job 为单进程本地执行**：重启进程后未完成 Job 需重新提交（第一阶段刻意
   不引入 Redis/Celery）。
6. **Qlib 数据为进程内单例初始化**：`qlib.init` 以 provider_uri 为键幂等，切换不同
   qlib_dir 会重新初始化；测试环境建议注入独立临时目录。

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## 10. 常见问题（FAQ）

- **同步报「缺少 TUSHARE_TOKEN」**：把 token 填入根目录 `.env` 的 `TUSHARE_TOKEN`。
- **同步报「未安装 tushare 客户端」**：`cd backend && uv sync --extra datasource-tushare`。
- **Agent 报 400「未配置 LLM」**：`.env` 设置 `LLM_API_KEY`；换模型改 `config.yaml` 的
  `agent.llm.model` / `base_url`。
- **回测默认用哪个引擎？怎么切 Qlib 引擎**：默认 LocalEngine（纯 pandas）。需要在代码
  中向 `ResearchService` 注入 `QlibEngine()` 启用 QlibDataset 数据管线（见 §6.1）。
- **Parquet 导出文件在哪、怎么读**：`data/parquet/stock_daily/<year>.parquet`；
  `pd.read_parquet(...)` 直接读取（pyarrow 已随依赖安装）。
- **前端连不上后端 / NetworkError**：前端默认经 Next **同源代理**访问 `/api/*`
  （next.config.ts rewrites → `127.0.0.1:8000`，可用 `BACKEND_API_URL` 覆盖），
  任意 IP 访问 `:3000` 都不需要 CORS 或硬编码后端地址；后端 CORS 开发期为 `*`。
  若 API 返回 500 且日志出现 `database is locked`，多半是正在跑全市场数据同步
  （长写事务），同步结束后自动恢复（引擎已加 busy_timeout 等待）。
- **数据库被改动想重置**：删除 `data/quant.db` 后 `uv run alembic upgrade head` 重建
  表结构（行情需重新同步）。
- **想切换 MySQL**：`.env` 设 `DATABASE_URL=mysql+pymysql://user:pass@host/db`，
  业务层无需改动（Repository 已隔离）。