均衡器

Zongsoft.Components Weighter 平滑加权轮询选择器。

Weighter<T> 是一个进程内的平滑加权轮询选择器。它适合在多个等价候选项之间按权重分配请求，例如多个数据源、供应商、网关、连接或处理器实例；权重越高，被选中的次数越多，但选择结果会尽量分散到整个调度序列中。

和普通加权轮询相比，Weighter<T> 的重点是“平滑”。如果权重为 4:2:1，普通轮询很容易得到 A,A,A,A,B,B,C 这类集中序列，而平滑加权轮询会更接近 A,B,A,C,A,B,A，从而避免高权重节点在短时间内被连续压上太多请求。

关于算法背景、随机算法、一致哈希、Nginx 与 LVS 两类加权轮询算法的对比，可阅读《平滑的加权轮询均衡算法》。

设计意图

Weighter<T> 解决的是本地选择问题：在一组候选项都可用、都能处理同类请求，但容量、成本或优先级不同的情况下，调用方希望按比例分配流量，同时尽量减少短时间内的请求突刺。

它不保存外部分布式状态，也不负责健康检查、失败熔断或全局配额。多个进程各自持有 Weighter<T> 时，只能保证各自进程内的选择序列平滑；如果需要跨进程一致性，通常应在更上层的负载均衡器、调度器或服务治理机制中处理。

算法过程

平滑加权轮询会为每个候选项维护当前权重。每次选择时，算法先给所有候选项累加其静态权重，再选择当前权重最高的候选项，最后把该候选项的当前权重减去总权重。经过多个周期后，高权重候选项被选中的次数更多，但结果会尽量均匀地分布在序列中。

设 A、B、C 的权重分别为 4、2、1，总权重为 7，一个完整周期的演算如下：

轮次	累加后当前权重	选中项	选中后当前权重
1	{ 4, 2, 1 }	A	{ -3, 2, 1 }
2	{ 1, 4, 2 }	B	{ 1, -3, 2 }
3	{ 5, -1, 3 }	A	{ -2, -1, 3 }
4	{ 2, 1, 4 }	C	{ 2, 1, -3 }
5	{ 6, 3, -2 }	A	{ -1, 3, -2 }
6	{ 3, 5, -1 }	B	{ 3, -2, -1 }
7	{ 7, 0, 0 }	A	{ 0, 0, 0 }

因此，一个周期内的命中次数符合 4:2:1，序列为 A,B,A,C,A,B,A，并在周期结束后回到初始状态。

常用成员

成员	说明
Weighter(entries, weightThunk)	使用候选集合和可选的权重解析函数创建选择器。
Add(value, weight)	添加一个候选项及其固定权重。
Add(value, weighter)	添加一个候选项，并通过函数计算该候选项的权重。
Remove(value)	移除候选项。
Get()	选择下一个候选项。
Clear()	清空全部候选项。
Count	获取当前候选项数量。

构造函数会忽略初始集合中的 null 候选项。未提供权重解析函数时，默认权重为 100；最终有效权重不会小于 1。如果通过 Add(value, weight) 添加候选项并传入非正数权重，则会回退到默认权重。

适用场景

• 数据访问框架按读写模式和权重选择数据源。

• 多个短信供应商之间按容量或成本分摊发送量。

• 多个网关、连接、队列消费者之间做平滑选择。

• 同一个功能有多个处理器时，按优先级或权重选择执行者。

• 在本地进程内做轻量负载均衡，不需要引入外部负载均衡器。

来源：framework/Zongsoft.Core/test/Components/WeighterTest.cs（节选；上下文见源文件）。

WeighterTest.cs

var servers = new []
{
	new Server("A", 4),
	new Server("B", 2),
	new Server("C", 1),
};

var weighter = new Weighter<Server>(servers, server => server.Weight);

//Round 1
var server = weighter.Get();
Assert.NotNull(server);
Assert.Equal("A", server.Name);
Assert.Equal(4, server.Weight);

上面来自 WeighterTest.TestGet1，Server 是同一文件中的测试模型，完整测试依次验证 A、B、A、C、A、B、A。Discussions 没有配置多个等价数据源；上述权重测试用于理解框架算法。

使用注意

Get() 每调用一次都会推进内部当前权重，所以它不是纯查询方法。调用方应把 Weighter<T> 视为有状态选择器，而不是可重复读取同一结果的缓存。

候选项为空时，Get() 返回目标类型默认值。对引用类型而言通常是 null，调用方应在发送请求、建立连接或执行处理器前处理空集合情况。

候选项可通过 Add(...)、Remove(...) 和 Clear() 动态调整。对于临时不可用的节点，建议先从选择器中移除，或在创建选择器前完成可用性过滤；Weighter<T> 本身不会探测节点健康状态，也不会根据调用失败自动降低权重。

相关实现

Zongsoft.Data 的数据源选择器会分别为可读、可写数据源维护 Weighter<T>，并根据数据访问方法选择读库或写库。这个场景体现了 Weighter<T> 的典型边界：它只负责在已筛选出的候选集合中按权重选择，下游的数据访问上下文、命令可变性和数据源模式仍由数据框架判断。

参考

• Weighter.cs

• DataSourceSelector.cs

• 平滑的加权轮询均衡算法