平滑加权轮询负载均衡器

功能说明

该示例实现 nginx 风格的平滑加权轮询。每个节点有权重与当前分数，每次选择前把所有节点的当前分数加上各自权重，选出分数最高者，再让它减去总权重。这样权重为五、一、一的三节点不会连续五次都选中高权重节点，而是按比例均匀穿插，适合无状态服务的客户端负载均衡与灰度流量分配。

关键代码

add 校验权重为正整数并累加总权重；remove 按值查找并同步扣减总权重，未找到返回 false。next 在空集合时抛错，然后一次遍历完成加分与比较，选中节点后减去总权重，使所有分数长期保持有界。比较使用严格大于，因此分数相同时保留添加顺序，结果可预测。节点值按 Object.is 比较，支持字符串、对象引用等任意类型。

使用注意

权重只能是正整数，若业务使用百分比或小数权重，需要先放大为整数。节点运行状况不参与选择，失败节点必须先 remove，否则仍会按权重被选中。该实现不是并发安全的，多线程环境要加锁或使用每线程独立实例。动态修改权重需要删除后重新添加，且会重置该节点的当前分数，短期内分布可能偏离。

验证方式

添加权重为五、一、一的三节点，连续调用七次并统计各节点次数，断言比例正确且高权重节点不会连续出现；检查相同权重时按添加顺序轮转；remove 后总权重正确且不再被选中；空集合调用 next 抛错；权重为零、负数或小数时 add 抛 RangeError。

代码示例

interface WeightedNode<T> {
  value: T;
  weight: number;
  current: number;
}

export class SmoothWeightedRoundRobin<T> {
  private readonly nodes: WeightedNode<T>[] = [];
  private totalWeight = 0;

  add(value: T, weight: number): this {
    if (!Number.isInteger(weight) || weight < 1) {
      throw new RangeError("weight must be a positive integer");
    }
    this.nodes.push({ value, weight, current: 0 });
    this.totalWeight += weight;
    return this;
  }

  remove(value: T): boolean {
    const index = this.nodes.findIndex((node) => Object.is(node.value, value));
    if (index === -1) return false;
    this.totalWeight -= this.nodes[index].weight;
    this.nodes.splice(index, 1);
    return true;
  }

  next(): T {
    if (this.nodes.length === 0) throw new Error("no nodes available");
    let best = this.nodes[0];
    for (const node of this.nodes) {
      node.current += node.weight;
      if (node.current > best.current) best = node;
    }
    best.current -= this.totalWeight;
    return best.value;
  }

  get size(): number {
    return this.nodes.length;
  }
}