什麼是邊緣運算？

傳統的後端服務跑在一個或幾個固定的資料中心，當使用者在地球另一端發出請求時，封包要跑上千公里才能得到回應。邊緣運算（Edge Computing）把程式碼部署在全球數百個節點上，使用者的請求會自動路由到距離最近的節點處理，延遲從幾百毫秒降到幾十毫秒。

Cloudflare Workers 是目前最成熟的邊緣運算平台之一。Cloudflare 在全球超過 300 個城市有 PoP（Points of Presence），你的 Worker 會自動在所有這些節點上運行。這意味著無論你的用戶在東京、紐約還是約翰尼斯堡，他們都能得到幾乎相同的低延遲體驗。

Workers 架構原理：V8 Isolates vs 容器

Cloudflare Workers 最大的技術亮點是它不用容器，而是用 V8 Isolates。傳統的 Serverless（例如 AWS Lambda）每個函式跑在獨立的容器裡，冷啟動需要幾百毫秒。V8 Isolates 是 Chrome 瀏覽器用來隔離不同網頁的技術，啟動時間只需要幾毫秒，而且記憶體消耗極低。

Workers 的限制也來自這個架構：執行環境是 JavaScript/TypeScript（也支援 WebAssembly），沒有完整的 Node.js API，沒有檔案系統存取，每個請求最多執行 30 秒（付費方案），記憶體限制 128MB。這些限制迫使你寫更精簡的程式碼，反而是一種優點。

Wrangler CLI 安裝與設定

Wrangler 是 Cloudflare 官方的 CLI 工具，用來開發、測試和部署 Workers。安裝很簡單：

npm install -g wrangler
wrangler login

登入後，建立你的第一個 Worker 專案：

wrangler init my-worker
cd my-worker

專案結構很簡單：src/index.ts 是你的 Worker 程式碼，wrangler.toml 是設定檔。

第一個 Worker 部署

最基本的 Worker 長這樣：

export default {
  async fetch(request: Request): Promise<Response> {
    const url = new URL(request.url);
    if (url.pathname === "/api/hello") {
      return Response.json({ message: "Hello from the edge!" });
    }
    return new Response("Not Found", { status: 404 });
  }
};

本地開發用 wrangler dev，它會啟動一個本地模擬環境；部署到全球用 wrangler deploy，幾秒鐘後你的 API 就在全球 300 個節點上線了。

跟 REST API 版本控制中介紹的最佳實踐一樣，在 Workers 中也要注意 URL 路由設計和版本管理，可以在 wrangler.toml 中設定 routes 來對應不同的路徑。

KV 儲存與 D1 資料庫

Workers KV：全球同步的鍵值儲存

Workers KV 是一個分散式的鍵值儲存，最終一致性（最多幾秒延遲）。適合存放設定、快取、Session 等讀多寫少的資料。在 wrangler.toml 中建立 KV namespace：

[[kv_namespaces]]
binding = "MY_KV"
id = "your-kv-id"

在 Worker 中使用：

const value = await env.MY_KV.get("my-key");
await env.MY_KV.put("my-key", "my-value", { expirationTtl: 3600 });

D1：邊緣端的 SQL 資料庫

D1 是 Cloudflare 推出的 SQLite 相容資料庫，讓你在 Workers 中執行完整的 SQL 查詢。建立 D1 資料庫：

wrangler d1 create my-database

在 Worker 中執行查詢：

const result = await env.DB.prepare(
  "SELECT * FROM users WHERE id = ?"
).bind(userId).first();

D1 目前仍在 beta，但對於中小型應用已經足夠穩定。它的優點是查詢延遲極低（因為資料庫跑在邊緣），缺點是不適合大量寫入的場景。

Durable Objects：有狀態的邊緣應用

Workers 本身是無狀態的，每個請求都是獨立的。Durable Objects 讓你建立有狀態的物件，適合需要協調狀態的場景，例如即時聊天室、線上協作工具、遊戲伺服器。

每個 Durable Object 有唯一的 ID，全球只有一個實例，保證強一致性。這讓它非常適合做「某個房間的聊天記錄」這類需要唯一狀態的應用。費用是按 Durable Object 的使用時長計算，比普通 Workers 貴，但比維護一個有狀態的伺服器便宜很多。

路由與中介層模式

複雜的 API 需要路由管理，推薦使用 Hono 框架——一個專為 Cloudflare Workers 設計的輕量 Web 框架：

import { Hono } from "hono";
import { cors } from "hono/cors";
import { jwt } from "hono/jwt";

const app = new Hono();
app.use("/*", cors());
app.use("/api/*", jwt({ secret: "secret" }));
app.get("/api/users", async (c) => { ... });
export default app;

Hono 支援中介層、路由分組、請求驗證，API 設計跟 Express 很像，學習曲線極低。如果你需要更複雜的流量控制，可以參考 API Rate Limiting 教學中介紹的 Token Bucket 和 Sliding Window 演算法，這些邏輯同樣可以在 Workers 中實現，搭配 KV 做計數器。

效能與費用比較

Cloudflare Workers 的免費方案每天有 10 萬次請求，付費方案（每月 5 美元起）提供每月 1000 萬次請求。跟 AWS Lambda 比較：Lambda 按毫秒計費，Workers 按請求次數計費。對於 API 請求較短（<50ms）的應用，Workers 通常更便宜。

效能方面，Workers 的冷啟動幾乎可以忽略（<5ms），而 Lambda 的冷啟動可能需要 100-500ms。這讓 Workers 非常適合對延遲敏感的 API。但 Workers 的執行時間有限制，不適合長時間運行的任務（影片處理、大量資料運算等）。如果你需要更複雜的容器化部署方案，可以參考 Kubernetes 入門教學，了解 Workers 與傳統容器化架構的互補關係。

整體來說，Cloudflare Workers 是目前最適合「全球低延遲 API」這個需求的平台。如果你的應用有全球使用者，或者你的 API 對延遲非常敏感，強烈建議試試 Workers。免費方案就足以跑一個小型的個人專案，入門門檻非常低。

Cloudflare Workers 邊緣運算入門：Serverless 後端開發實戰教學