Cloudflare Durable Objects (DO) 是一项独特的功能,它为 Cloudflare Workers 提供了全局唯一、持久化且强一致性的单例状态。它旨在解决无服务器架构中管理共享和可变状态的挑战,使构建实时协作、有状态的应用变得简单且高效。
核心特点与功能
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单一实例 (Single Instance & Global Uniqueness)
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每个 Durable Object 实例都由一个全局唯一的 ID 标识。
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无论来自全球何处的任何请求,只要指向同一个 ID,都将被路由到同一个特定的 Durable Object 实例。这意味着你无需担心副本数据同步或路由复杂性。
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强一致性 (Strong Consistency)
- 对特定 Durable Object 状态的所有操作都具有原子性和强一致性保证。这意味着当你读取一个 DO 的状态时,你总是能看到最新的、已提交的数据,不存在过时或部分写入的数据。
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单线程执行 (Single-threaded Execution)
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每个 Durable Object 实例内部是单线程的。所有发送给它的请求都会被串行(依次)处理。
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这个特性消除了并发冲突和竞态条件的风险,极大简化了有状态编程的复杂性,开发者无需处理锁、互斥量或分布式事务。
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持久化存储 (Built-in Persistence)
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Durable Objects 内置了持久化存储能力,其状态可以自动保存。
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开发者无需管理外部数据库连接、schema 或数据迁移,DO 会在内部处理数据的持久化和加载。
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自动休眠与唤醒 (Automatic Hibernation & Cold Start)
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为了节省成本和资源,当一个 Durable Object 实例在一段时间内没有收到任何请求时,Cloudflare 平台会将其自动休眠。
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当休眠的 DO 再次收到请求时,它会被自动唤醒,并从持久化存储中加载其最新状态,然后处理请求。这个唤醒过程称为“冷启动 (Cold Start)”,会产生一定的延迟,但其目的是在保证状态一致性和可用性的同时,优化闲置时的计费。
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全球协调与数据迁移 (Global Coordination & Data Migration)
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Durable Objects 能够透明地将实例从一个数据中心迁移到离当前活跃用户最近的另一个数据中心。
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这使得 DO 能够为全球用户提供低延迟的访问体验,无论用户身处何地,都能与同一个逻辑实体进行高效交互。
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总结
Durable Objects 扩展了 Cloudflare Workers 的无服务器能力,使得开发者能够构建和部署需要共享、持久化且强一致性状态的全球性应用,而无需处理复杂的分布式系统挑战。它通过单线程模型简化了状态管理,并通过自动休眠机制实现了成本效益,是构建实时协作、互动类应用的理想选择。
一句话概览
Cloudflare Durable Objects 是一种特殊的、有状态的无服务器计算单元。你可以把它看作是一个拥有独立身份和记忆的、可自动伸缩的迷你服务器实例。
核心理念
它解决了普通无服务器函数(如 Cloudflare Workers)“健忘”(即无状态)的问题。
一个普通的 Worker 每次被请求时,都是一个全新的实例,执行完任务就“失忆”了,无法记住上一次的状态。而 Durable Object 则不同:
拥有唯一身份 (Unique ID):每个 Durable Object 都有一个全局唯一的 ID。你可以从世界任何地方,像访问一个特定服务器一样,精确地将请求发送给它。
自带持久化存储 (Attached Storage):每个对象都绑定了专属于自己的、强一致性的存储空间(包括内存状态和基于 SQLite 的磁盘存储)。这意味着它可以安全地“记住”数据,即使在它休眠和唤醒之后,状态依然存在。
它解决了什么问题?
它专门用于构建那些需要在多个用户或事件之间协调状态的复杂应用。如果没有它,你就需要自己搭建数据库、缓存和复杂的逻辑来同步状态。
典型用例包括:
多人协作应用:如在线文档、白板,确保所有人看到的内容一致。
实时聊天室:管理聊天室成员、消息历史和在线状态。
多人在线游戏:追踪游戏房间内所有玩家的状态和得分。
购物车:为每个用户维护一个独立的购物车状态。
AI 代理:为每个用户创建一个有独立记忆和上下文的 AI 智能体。
主要特性
内存状态 (In-memory State):用于在多个连接的客户端之间进行极速的实时数据同步。
存储 API (Storage API):提供事务性的、强一致性的持久化存储(现在已支持 SQLite),确保数据安全可靠。
WebSocket 休眠 (WebSocket Hibernation):能以极低成本高效管理大量 WebSocket 连接。即使对象处于休眠状态,也能维持连接,只在需要时唤醒,极大节省了资源。
定时任务 (Alarms):可以设定一个未来的时间点,让对象自动“醒来”并执行某个任务,例如发送定时通知或清理过期数据。
总结
Durable Objects 是一个强大的构建模块,它将计算和状态无缝结合。它让你无需关心底层基础设施的运维和扩展,就能轻松、低成本地构建需要实时协调和持久记忆的先进应用程序。