Durable Objects uitgelegd

Serverloze functies, zoals Cloudflare Workers, zijn doorgaans stateless. Dat betekent dat elk verzoek onafhankelijk wordt verwerkt, zonder eerdere interacties te onthouden.

Dat is geweldig voor schaalbaarheid en kostenefficiëntie, maar wat als je wereldwijd een bepaald stukje informatie consistent wilt houden over meerdere verzoeken of gebruikers? Denk bijvoorbeeld aan een livechatruimte, een spellobby of een gedeelde teller.

Cloudflare Durable Objects lossen deze fundamentele uitdaging op. Ze zijn een krachtige bouwsteen voor het rechtstreeks aan de edge bouwen van stateful serverloze toepassingen.

• Ze bieden één instantie van een object die wereldwijd consistent is.
• Elke instantie van een Durable Object heeft een unieke ID en een eigen privéopslag.
• Ze gedragen zich als kleine, permanente servers die aan de edge draaien.

Het kernconcept achter Durable Objects is hun unieke identiteit. Wanneer je een Durable Object met een specifieke ID maakt of ophaalt, zorgt Cloudflare ervoor dat er wereldwijd slechts één instantie van dat object bestaat en actief is.

Ongeacht waar een verzoek vandaan komt (bijvoorbeeld Tokio, New York of Londen): als het is gericht aan dezelfde ID van een Durable Object, wordt het naar die enkele, consistente instantie geleid. Hierdoor zijn complexe gedistribueerde synchronisatiemechanismen niet nodig.

Een Durable Object wordt gedefinieerd als een standaard-JavaScript-klasse. Deze moet het volgende hebben:

• Een methode constructor(state, env), waarbij state toegang biedt tot de opslag en env omgevingsvariabelen bevat.
• Een methode async fetch(request), die binnenkomende HTTP-verzoeken verwerkt, vergelijkbaar met een gewone Worker.

Het is in feite een zelfstandige, stateful mini-Worker.

Elke instantie van een Durable Object heeft een eigen privéopslag voor duurzame sleutel-waardeparen, die toegankelijk is via this.state.storage. Hierdoor kan het object gegevens bewaren tussen aanroepen en zelfs na herstarts.

• await this.state.storage.put('key', value): slaat gegevens op.
• await this.state.storage.get('key'): haalt gegevens op.
• await this.state.storage.delete('key'): verwijdert gegevens.

Waarden kunnen elk type zijn dat naar JSON kan worden omgezet, waardoor deze opslag veelzijdig is voor verschillende gegevensbehoeften.

Dit voorbeeld laat zien hoe een Cloudflare Worker samenwerkt met een eenvoudig Counter-Durable Object. De DO houdt een teller bij die tussen verzoeken blijft bestaan en wereldwijd consistent is.

Om dit uit te voeren, definieer je de binding van het Counter-Durable Object in je bestand wrangler.toml.

1. De klasse Counter definieert het gedrag van het Durable Object. De klasse verwerkt de routes /increment, /decrement en /get en bewaart de waarde van value.

2. De fetch-handler van de hoofd-Worker:

• Gebruikt env.COUNTER.idFromName("global-counter") om een deterministische ID voor onze teller te verkrijgen.
• env.COUNTER.get(id) retourneert een stub, een netwerkproxy naar het Durable Object.
• stub.fetch(request) stuurt het oorspronkelijke verzoek door naar de instantie van het Durable Object, zodat die het verzoek kan verwerken en de status kan bijwerken.

Stel je voor dat gebruikers uit verschillende regio's (bijvoorbeeld Europa, Azië en Noord- en Zuid-Amerika) allemaal communiceren met het /increment-eindpunt van je Worker. Omdat ze allemaal de ID "global-counter" gebruiken, garandeert Cloudflare dat ze allemaal communiceren met exact dezelfde instantie van het Durable Object Counter.

Hierdoor blijft de telling altijd consistent, ongeacht de locatie van de gebruiker. Dit vereenvoudigt het complexe beheer van gedistribueerde status, dat anders erg lastig zou zijn.

Durable Objects zijn ideaal voor scenario's die sterke consistentie en gedeelde, wijzigbare status aan de edge vereisen:

• Samenwerking in realtime: gedeelde whiteboards en documenten bewerken.
• Gaming: spellobby's, spelersstatus en matchmaking.
• Livechat: chatruimtes en berichtenwachtrijen voor communicatie in realtime.
• Statusbewuste API's: gebruikerssessies, winkelwagens of unieke resourcevergrendelingen beheren.

Ze brengen traditionele statusbewuste patronen naar de serverloze edge, waardoor complexe toepassingen eenvoudiger te bouwen zijn.

In deze les hebben we Cloudflare Durable Objects verkend, een krachtig hulpmiddel voor statusbewuste serverloze toepassingen.

• Ze bieden globaal consistente status in één instantie aan de edge.
• Elk DO heeft een unieke ID en privé-opslag die behouden blijft (state.storage).
• Workers communiceren met DO's door stubs te verkrijgen en verzoeken door te sturen.
• Ze zijn ideaal voor toepassingen in realtime, voor samenwerking en voor statusbewuste toepassingen die sterke consistentie vereisen.

Durable Objects overbruggen de kloof tussen stateless serverloze toepassingen en traditionele statusbewuste diensten, waardoor complexe gedistribueerde systemen eenvoudiger worden.