Как отобразить 404 и доработать роутер?

Попробуйте пересмотреть ваше решение. Возьмите чистый лист бумаги (или откройте пустой файл в текстовом редакторе) и напишите что вы хотите сделать. Постарайтесь мыслить независимо от уже имеющихся у вас решений. Например, последующая инъекция роутов из бд звучит круто, но на самом деле не имеет отношения к маршрутизации.

Давайте попробуем вместе. Во-первых нужна маршрутизация, то есть возможность в вашем приложении запустить разные обработчики запросов в зависимости от формата этих запросов. Например, для запроса GET /login хочется запустить обработчик, который соберёт html-форму, а для запроса GET /logout обработчик, который удалит сессию пользователя и перенаправит его на главную страницу.

Получается, что нужно соответствие запрос -> обработчик. Похоже на то, что записано у вас в default.ini, только в другую сторону. Это соответствие можно хранить в ini-файле, в базе данных, в памяти и вообще любом месте. Но попадать в объект маршрутизатора оно должно уже в подготовленном виде (парсинг ini-файла в конструкторе делает ваш код совершенно негибким). Я думаю для начала соответствие запрос -> обработчик может быть одномерным ассоциативным массивом, где в ключе будет образец запроса, а в значении имя обработчика.

Так как мы говорим об образце запроса, о шаблоне, то на ум приходят регулярные выражения. Они очень удобны в случае, когда запрос содержит данные, которые надо из него извлечь. Например, GET /users/123, где 123 -- идентификатор пользователя. Регулярные выражения это строки и они могут быть ключами ассоциативного массива маршрутов.

[
    '~^GET /login$~' => 'login',
    '~^GET /logout$~' => 'logout',
    '~^GET /users/(?<id>\d*)$~' => 'user',
];

Обратите внимание, что регулярные выражения позволяют довольно элегантно распарсить строку запроса, именуя вхождения.

Теперь самое главное. Что должен делать роутер? Должен ли он добывать запрос из окружения? Должен ли отправлять ответ? Нет, не должен. Он должен только сопоставлять переданный ему запрос с образцами из массива и возвращать обработчик или null, если обработчик не удалось найти. Обратите внимание, что роутер даже не выполняет обработчик, он просто занимается маршрутизацией.

class Router {
    private $routes;
    public function __construct(array $routes) {
        $this->routes = $routes;
    }
    public function route(string $request): array {
        foreach ($this->routes as $pattern => $handler) {
            $matches = [];
            if (preg_match($pattern, $request, $matches) === 1) {
                $params = [];
                foreach ($matches as $name => $value) {
                    if (is_string($name)) {
                        $params[$name] = $value;
                    }
                }
                return [$handler, $params];
            }
        }
        return [null, []];
    }
}

Получился довольно простой класс. Его даже можно протестировать не заморачиваясь с созданием разных ini-файлов или замокиванием бд. Пользоваться им очень просто.

$method = $_SERVER['REQUEST_METHOD']?? 'UNKNOWN';
$url = $_SERVER['REQUEST_URI']?? '';
$path = parse_url($url, PHP_URL_PATH);
list($handler, $params) = $router->route("$method $path");

Если $handler === null, значит обработчик не найден и можно вернуть 404 ошибку. Обычно это делается так:

http_response_code(404);
echo 'Страница не найдена'; // тут можно вывести красивую страницу ошибки
exit(0);

После этого остаётся только выполнить обработчик и вывести результат. Тут есть простор для творчества, но мне нравится подход с подключением обработчиков из файлов (в таком случае возможна ситуация, когда маршрутизатор нашёл маршрут, но файла не существует, тогда можно тоже вернуть 404). Я покажу вам класс, который использую, надеюсь вы поймёте что к чему.

class Loader {
    private $dir;
    public function __construct(string $dir) {
        $this->dir = $dir;
    }
    public function load(string $path) {
        $fullPath = realpath($this->dir . '/' . $path);
        if (!$fullPath) {
            throw new \Exception('Не найден скрипт ' . $path);
        }
        $isSafe = (strpos($fullPath, $this->dir) === 0);
        if (!$isSafe) {
            throw new \Exception(
                'Скрипт "' . $path
                . '" за пределами директории "' . $this->dir . '"'
            );
        }
        if (!is_file($fullPath) || !is_readable($fullPath)) {
            throw new \Exception(
                'Скрипт "' . $fullPath . '" не является файлом доступным для чтения'
            );
        }
        $result = require $fullPath;
        return $result;
    }
}

Сами обработчики лежат в отдельной папке (например handlers) и возвращают что-нибудь callable.

return function() {
    return 'Hello world';
};

Решил добавлением условной переменной в цикле и валидации этой переменной после цикла