Nginx负载均衡采用策略模式实现，通过函数指针ngx_http_upstream_init_peer_t抽象调度逻辑，支持轮询、加权轮询、IP hash等算法动态切换，新增算法无需修改主流程。

Nginx 的负载均衡不是靠硬编码实现的，而是通过策略模式（Strategy Pattern）在核心模块中动态切换算法逻辑。这种设计让 upstream 模块既能保持接口统一，又能灵活支持轮询（round-robin）、加权轮询、IP hash、最少连接（least_conn）、随机（random）等多种策略，且新增算法无需修改调度主流程。

upstream 模块中的策略抽象：ngx_http_upstream_init_peer_t

Nginx 将“选择后端服务器”这一行为抽象为函数指针类型 ngx_http_upstream_init_peer_t，定义在 src/http/ngx_http_upstream.h 中：

• 每个负载均衡算法在初始化 upstream 时，会注册自己的 init 函数（如 ngx_http_upstream_init_round_robin）；
• 该函数负责构建并挂载具体的 get 和 free 回调（即真正选节点和释放节点的逻辑）；
• 后续请求调度时，Nginx 统一调用 pc->get(...)，不感知具体算法——这是策略模式的核心体现。

轮询策略的典型实现：ngx_http_upstream_rr_peer_data_t

以默认的 round-robin 为例，其数据结构 ngx_http_upstream_rr_peer_data_t（定义于 src/http/ngx_http_upstream_round_robin.h）封装了：

• peers：指向所有后端节点数组及权重信息；
• current：当前轮询位置（实现“下一个可用节点”的游标）；
• tries：重试次数限制（配合失败重试机制）；
• get 回调内部按需跳过失效节点、处理权重、更新游标，最终返回一个 ngx_peer_connection_t*。

算法注册与配置解析的联动

Nginx 在解析 upstream {...} 块时，根据指令（如 least_conn、hash $remote_addr consistent）触发不同初始化函数：

• ngx_http_upstream_least_conn → 注册 ngx_http_upstream_init_least_conn；
• hash 指令 → 调用 ngx_http_upstream_init_hash，构造一致性哈希环；
• 所有初始化函数最终都设置 us->peer.init 指向各自的 init_peer 实现，并将算法上下文（如 rrp 或 hash 结构体）存入 us->peer.data。

运行时调度：一次请求中的策略执行链

当 worker 进程处理一个请求并进入 upstream 阶段时，调度流程为：

• 调用 us->peer.init(r, &us->peer) 初始化本次请求的 peer 上下文；
• 循环调用 pc->get(pc, r) 获取可用后端（可能多次，直到成功或耗尽 tries）；
• 若失败，调用 pc->free(pc, r, state) 通知算法标记节点异常或调整状态；
• 整个过程对上层透明，仅依赖函数指针和数据结构约定。