LuaLaTeX如何加载fallback字体

一个可行的方案见：https://tex.stackexchange.com/questions/520034/fallback-for-harfbuzz-fonts

LuaTeX 下使CJK字符的排版是通过 luatexja 宏包实现的，而 XeTeX 下则是通过 xeCJK 实现。
latexja 是使用 lua （harfbuzz） 直接修改底层代码，xeCJK 通过在宏层面来实现（通过 \xeCJK_glyph_if_exist:N.. 判断每一个字符在当前字体下是否有glyph，若没有则依次在给定的FallBack字体下查找）。和上面的链接原理上是一致的。这个对于没有字体相关知识的人来说还是不要瞎折腾了。

但是呢，ctex 在 LuaTeX 下提供了 AlternateFont 和 CharRange 特性，你可以通过它们来设置字符在 Range 中的字体。

\documentclass{article}
\usepackage{ctex}

\setCJKfamilyfont{simsong}{FZFangSong-Z02S}% 方正仿宋简体
\setCJKfamilyfont{bigsong}{FZFangSong-Z02S}
  [
    AlternateFont={
      {big}{KaiTi}, % 楷体
    }
  ]

\ctexset{
  declarecharrange={
    {big} { "9FA0 -> "9FA5 },
  },
}

\begin{document}
\Huge
\def\testchars{\char"9F99\char"9F9A\char"9F9B\char"9FA0\char"9FA1\char"9FA2\char"9FA5}
{
\CJKfamily{simsong}
\testchars
}
{
\CJKfamily{bigsong}
\testchars
}

\end{document}

不过这个会将字符 Range 都设为相同的字体，与 FallBack 不同。
但是你可以使用 harfbuzz 的 Face:collect_unicodes() 函数来判断是否存在该字形。

如果在 LaTeX 下，还是老老实实用 XeTeX 吧。
当然，你可以用 ConTeXt，它完全支持 FallBack 特性，也没有断行问题。

另外再多说一句，你说的“影响断行算法”，不过是影响 xeCJK 插入的glue而导致使用颜色和不使用颜色断行位置的差异。但是这个差异是完全可以很容易消除的。

例如，使用 \raggedright 强制左对齐：

\documentclass{book}
\usepackage{ctex}
\usepackage{xcolor}

\raggedright
\setlength\parindent{2\ccwd}

\newcommand{\book}[1]{#1}
\newcommand{\testtext}{補\sm{史記}的\zm{褚先生}名\sm{少孫}，%
是\zm{漢朝}\zm{元}\zm{成}間的一個博士。}

\begin{document}
\Huge

\newcommand{\sm}[1]{\textcolor{red}{#1}}
\newcommand{\zm}[1]{\textcolor{blue}{#1}}
\testtext

\renewcommand{\sm}[1]{#1}
\renewcommand{\zm}[1]{#1}
\testtext

\end{document}

或者修改 CJKglue。