Cloudflare Workers 介紹：無伺服器運算的未來
在數位時代，網站效能與安全性至關重要，傳統伺服器架構常面臨彈性與擴展性的討戰。本文將會介紹 Cloudflare Workers，說明其如何透過全球邊緣計算提供應用低延遲、高效能、以及高拓展性，並協助開發者打造更快速、更安全的網站。
Cloudflare Workers 是什麼？
Cloudflare Workers 是一種無伺服器的邊緣計算平台，允許開發者在全球範圍內的 Cloudflare 網路上運行程式碼。透過全球分佈的邊緣計算，Cloudflare Workers 提供高效能與低延遲的服務，讓用戶有更好的使用體驗。
無伺服器的邊緣計算平台是一種計算架構，結合了無伺服器 (Serverless) 和邊緣計算 (Edge Computing) 的優勢：無伺服器計算將伺服器和基礎設施的管理責任轉移給服務提供商，開發者將無需進行伺服器管理，只需要專注於編寫與部署程式碼；邊緣計算則是將計算資源部署在靠近用戶的網路邊緣，減少數據傳輸的延遲。透過這兩者技術的融合，無伺服器的邊緣計算平台便能提供開發者更快速和高效的部署過程，同時為用戶提供低延遲和高性能的用戶體驗。
Cloudflare Workers 特點
彈性拓展與高可用性
Cloudflare Workers 提供自動處理流量負載的服務，讓開發者在面對流量波動時，無需手動設定或調整伺服器。這種自動化的彈性拓展簡化了高峰流量的應對，同時確保應用程式的高可用性，讓開發者能夠更輕鬆管理其應用程式。
簡化的部署流程
Cloudflare Workers 提供簡單的部署流程，開發者只需在命令行工具或開發環境 (IDE) 將程式碼部署至 Cloudflare Workers，無需管理基礎設施或配置複雜的部署過程。這樣的便利性讓開發者能專注於編寫程式碼，而非處理繁瑣的部署細節。
高安全性
Cloudflare Workers 運行在沙盒環境中，並整合了 Cloudflare 的多項安全功能，包括 DDoS 防護、防火牆 (WAF)、以及 SSL/TLS 加密，確保應用程式的數據以及用戶資料的安全。
成本效益
透過無伺服器架構，Cloudflare Workers 讓開發者或企業只需為實際使用的資源付費，無需預先投入大量的資金購買或維護伺服器硬體。這不僅能降低資本的支出，還能減少日常運營以及維護的負擔，使開發者能夠專注於應用程式開發。
無縫整合 Cloudflare 其他服務
Cloudflare Workers 可以與 Cloudflare 的其他服務無縫整合 (如 Cloudflare CDN, Cloudflare Images)，提供全面的解決方案。這種整合不僅能提升性能，也同時簡化了開發流程，讓開發者更有效的構建以及部署應用程式。
Cloudflare Workers 技術特點
WASM 支援
KV Storage 與 R2 Storage
Cloudflare Workers 提供兩種存儲選擇：KV Storage 與 R2 Storage。KV Storage 是一種分佈式鍵值儲存系統，適合儲存全球可用的配置或數據，具備快速的讀取速度和低延遲的數據訪問，能夠提升應用程式的性能與用戶體驗。另一方面，R2 Storage 是一種高容量、低成本的對象儲存服務，欲了解更多關於 R2 Storage，請參與這篇 Cloudflare R2 懶人包。
Durable Objects
Cloudflare Workers 提供了Durable Objects 的功能，使開發者在邊緣網路上維護持久狀態，並在全球範圍內共享和同步數據。透過 Durable Objects，開發者可以輕鬆建構需要即時通信和共享狀態的應用 (如聊天室、在線遊戲、協作工具等)，而無需自行管理複雜的狀態同步機制。。
Cloudflare Workers 應用場景
API Gateway
利用 Cloudflare Workers，開發者可以構建高性能的 API Gateway，可處理身份驗證和授權管理、速率限制和數據轉換等功能，同時在全球範圍內提供統一的 API 切入點，確保用戶無論在哪裡訪問 API 都能有一致的體驗。
全球化部署
透過 Cloudflare Workers 將應用程式部署到 Cloudflare 的全球網路，確保用戶無論身在何地都能以低延遲訪問開發者提供的服務。
動態內容生成
透過 Cloudflare Workers，開發者可以在邊緣動態生成 HTML、JSON 等內容，實現及時響應，減少後端伺服器的家載，提升用戶體驗。這種邊緣計算的模式允許應用在用戶附近直接生成動態內容，提升用戶體驗。適合個性化內容、即時更新或地域特定資料的應用。
數據處理與轉換
利用 Cloudflare Workers，開發者可以在邊緣對數據進行處理和轉換(如圖像壓縮、數據格式轉換等)，以提減少對後端伺服器依賴、加速響應時間。
Cloudflare Workers 與其他無伺服器平台比較
與 AWS Lambda 和 Google Cloud Functions 差異
網路架構與部署模型：AWS Lambda 與 Google Cloud Functions 採用較傳統的區域部署模型。開發者需要選擇特定的地區來部署函數，如果想要實現全球低延遲訪問，就需要再多個區域部署並配合 CDN 使用。Cloudflare Workers 則採用全球分佈式架構，程式碼會自動部署到世界各地的數據中心，使訪問能夠有極低的延遲。
執行環境與冷啟動時間：AWS Lambda 與 Google Cloud Functions 使用隔離度較高的環境，使他們的資料安全性和隔離上表現較優異，但這也同時會帶來比較長的冷啟動時間 (指一個函數被觸發執行時，系統為該函數準備執行環境所需的時間)。相比之下，Cloudflare Workers 使用輕量級的執行環境，讓冷啟動時間大幅縮短。然而，這種設計也帶來資源上的限制，導致 Workers 無法支援密集性任務，如複雜的數據處理或大量的內存操作。
整合能力與生態系統：AWS Lambda 擁有最成熟與廣泛的生態系統，能夠輕鬆無縫集成眾多 AWS 服務。Google Cloud Functions 同樣提供了與 Google Cloud 生態系統的緊密整合，特別是在機器學習方面，雖然服務數量不及 AWS，但在特定領域的整合度可能更勝一籌。Cloudflare Workers 如上面所述，也提供完整的生態系統，但基於安全考慮，所有外部通信必須通過 HTTP API 進行。為此，Workers 也提供也提供多種專有服務 (如 KV Storage、Durable Objects、D1 數據庫) 來滿足開發者的需求。
總結
Cloudflare Workers 為開發者提供了一個強大且靈活的邊緣計算平台，結合了高效能、低延遲、以及高安全性。無論是構建全球化的應用程式、處理動態內容、或是數據轉換，Workers 都能提供高效的解決方式。與其他無伺服器平台相比，Workers 在延遲和邊緣計算方面的有著顯著的優勢，是應用開發的絕佳選擇。
鯊客科技目前將其服務都部署在 Cloudflare 上，利用 Cloudflare Workers 無伺服器邊緣計算技術，大幅提升網站性能和用戶體驗。通過 Workers 將網站內容分發至全球多個邊緣節點，用戶能直接從離自己最近的節點獲取資料，而無需至原伺服器讀取，確保網站的加載速度基本不超過1秒，大部分保持在 300 至 500 毫秒之間。
如上圖，鯊客網站的 Time to First Byte (加載首屏的時間) 為 401 毫秒，屬於較佳的加載時間。這得益於其採用的 Cloudflare Workers 邊緣計算技術，該架構不講顯著縮短加載時間，還能有效處理高流量以及來自全球用戶需求，實現更穩定、高效的網站運行。
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