CI/CD 管道是一組在開發(fā)和運營之間建立聯(lián)系的實踐。通過自動化軟件開發(fā)生命周期中的操作程序，可以及早發(fā)現(xiàn)故障，提高生產(chǎn)力，并更快地交付給最終用戶。因此，團(tuán)隊更頻繁地推送穩(wěn)定的軟件更新并創(chuàng)建敏捷的 DevOps工作流程。CI/CD 是軟件更新快速有效的原因。

這篇文章概述了 CI/CD 管道中的主要概念和元素。

什么是 CI/CD 管道？

CI/CD 管道是持續(xù)集成、交付和部署工作流。管道通過配置文件在開發(fā)階段觸發(fā)各種流程。該管道側(cè)重于使用CI/CD 自動化工具。另一方面，DevOps 管道更關(guān)注響應(yīng)能力，強調(diào)來自不同DevOps 角色和職責(zé)的輸入的重要性。DevOps 原則和管道自動化的理想組合為持續(xù)的軟件交付創(chuàng)造了環(huán)境。

CI/CD 管道的階段

CI/CD 管道在交付每個軟件更改之前都會執(zhí)行必要的步驟。如果任何階段失敗，該事件將觸發(fā)通知并通知整個團(tuán)隊（通常通過電子郵件）。管道分為四個階段的過程。每個步驟都有一個專門的目的，即確保交付的一致性、質(zhì)量和速度。組織可能會根據(jù)項目詳細(xì)信息添加其他步驟。

1. 來源

開發(fā)團(tuán)隊使用版本控制系統(tǒng)，例如Git。這些系統(tǒng)將代碼存儲在一個集中的存儲庫中。因此，跟蹤更改、協(xié)作和保護(hù)源代碼變得輕而易舉。CI 假設(shè)存儲庫更改至少每天發(fā)生一次，如果不是更頻繁的話。在管道中，源跟蹤是管道自動化過程中的基本步驟。根據(jù)操作監(jiān)視更改和觸發(fā)事件可以更好地控制源代碼。自動化源代碼可確保團(tuán)隊隨時了解代碼的任何更改和問題。查明問題并為團(tuán)隊提供建議可以讓開發(fā)人員迅速采取行動并立即解決問題。

2. 構(gòu)建

構(gòu)建階段將源代碼與依賴項結(jié)合起來。結(jié)果是可能為最終用戶準(zhǔn)備好的軟件實例。此步驟包括為 Go 或 Java 等語言編譯代碼。在這種情況下，該操作需要特殊的構(gòu)建工具，例如 Maven、Ant 或 Gradle。Python 或 Ruby 等解釋性語言不需要此類工具。構(gòu)建階段理想地在干凈和隔離的環(huán)境中運行，開發(fā)人員在容器或 VM中運行代碼。

3. 測試

管道中的測試階段涉及大量自動化，持續(xù)測試確保管道在開發(fā)階段發(fā)現(xiàn)問題。各種自動化測試工具有助于簡化此過程。測試跨不同的設(shè)備和環(huán)境運行。越早越好。測試階段自動執(zhí)行性能、集成、功能和回歸測試。同時使用白盒和黑盒測試可以得到最好的結(jié)果。

盡快發(fā)現(xiàn)錯誤有兩個好處：

1.問題沒有到達(dá)最終用戶，導(dǎo)致用戶體驗的改善。

2. 開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)在代碼還很新鮮時更容易修復(fù)錯誤。盡早解決問題可以降低調(diào)試成本。

4. 部署

CI/CD 管道的最后一個階段是部署。軟件成功通過所有測試后，程序就可以投入生產(chǎn)環(huán)境了。存在各種部署策略，包括評估幾個節(jié)點或提供軟件版本。

在部署階段考慮自動化的關(guān)鍵方面是：

• 通過Kubernetes 或 Docker Swarm等容器編排工具實現(xiàn)部署和代碼遷移安全性。
• 通過 Puppet 或 Chef 等工具進(jìn)行配置文件和權(quán)限管理。
• 通過Terraform等IaC配置工具在環(huán)境之間創(chuàng)建和管理模板基礎(chǔ)架構(gòu)。

CI/CD Pipeline Example

CI/CD 管道由許多程序和組件組成。組件和步驟因用例而異。

以下是部署 Kubernetes 集群的示例管道：

• 多個開發(fā)人員連接到版本控制系統(tǒng)，例如 Git。對源代碼的每次更改和更新都會觸發(fā) CI/CD 工具中的操作并開始流水線流程。
• 中央 CI/CD 集成系統(tǒng)（例如 Jenkins）構(gòu)建 Docker 映像。此外，該工具在軟件上運行各種測試。一旦所有的試驗和驗證通過，集成系統(tǒng)就會將創(chuàng)建的鏡像推送到 Kubernetes 集群中。
• Kubernetes 集群為軟件構(gòu)建準(zhǔn)備和部署 Docker 容器。
• 最后，Docker 將軟件容器化并提供用于集成的組件。

上面的例子演示了流水線??背后的復(fù)雜過程。任何步驟的失敗都會立即通知開發(fā)人員該問題。通過在不同階段添加CI/CD 管道安全和監(jiān)控以創(chuàng)建DevSecOps環(huán)境，進(jìn)一步增強管道。

Important CI/CD Pipeline KPIs

CI/CD 管道的錯誤實現(xiàn)會阻礙開發(fā)過程并減慢整個團(tuán)隊的速度。要查看實施的管道策略是否表現(xiàn)良好，請考慮以下關(guān)鍵績效指標(biāo) (KPI)：

1.代碼質(zhì)量。靜態(tài)代碼分析工具和各種 IDE 插件有助于量化代碼質(zhì)量。跟蹤質(zhì)量提高了開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，減少了構(gòu)建中斷的數(shù)量。在推出新的代碼行之前，開發(fā)人員更多地關(guān)注他們通過測試和調(diào)試提交的內(nèi)容。

2.周期時間。編寫代碼并完成完整的生產(chǎn)周期需要多長時間？周期時間估計一個想法到達(dá)最終用戶需要多長時間。

3.部署時間。最終確定的代碼需要多長時間才能投入生產(chǎn)？編寫代碼和交付之間的瓶頸阻礙了許多組織。與周期時間相比，部署時間不考慮編寫代碼所花費的時間，而只關(guān)注管道效率。

4.可用性。整個系統(tǒng)的可用性是一個運營指標(biāo)，了解正常運行時間可確保管道穩(wěn)定可靠。

CI/CD Pipeline Tools

各種工具有助于自動化部分 CI/CD 管道。下面是CI/CD 工具的簡要列表。

版本控制

• Git是一種廣泛使用的軟件，用于跟蹤更改和協(xié)作開發(fā)。
• Subversion是不太流行的 Apache 替代方案。該系統(tǒng)在開源社區(qū)中有著廣泛的應(yīng)用。

構(gòu)建工具

• Maven是用于 Java 項目的構(gòu)建自動化工具。Maven 與 C# 和 Scala 等其他語言兼容。
• Ant是一個 Java 庫，用于使用 XML 文件自動化構(gòu)建過程和依賴關(guān)系。
• Gradle是用于開發(fā)任務(wù)、編譯和測試準(zhǔn)備的構(gòu)建自動化工具。支持 Java、JavaScript、C/C++ 等語言。

CI/CD Server Tools

• Jenkins是一個自動化服務(wù)器，具有數(shù)百個用于自動化 CI/CD 任務(wù)的插件。
• Bamboo是用于軟件發(fā)布管理和自動化的 CI/CD 管道服務(wù)器。
• TeamCity是一個構(gòu)建管理和自動化服務(wù)器，具有各種Java IDE的本地集成。

CI/CD Pipeline Best Practices

實施 CI/CD 管道需要大量的工作和實踐。每個解決方案都是獨一無二的，沒有一個萬能的答案。考慮以下提示以成功設(shè)置 CI/CD 管道：

• 分析當(dāng)前環(huán)境和開發(fā)軟件所采取的步驟。注意重復(fù)性任務(wù)以及循環(huán)中的哪些步驟可以自動化。
• 在構(gòu)建管道之前定義成功指標(biāo)。指標(biāo)提供了一種可量化的方式來分析 CI/CD 功能。
• 從一個較小的項目開始，并提供概念證明來演示 CI/CD 管道功能并解決問題。
• 將流水線流程設(shè)置為多個階段。評估每個較小的部分，以確保反饋更快地返回。
• 在干凈的環(huán)境中運行每個工作流程以確保一致性。
• 同行評審每個拉取請求以增加協(xié)作和可靠性。

結(jié)論

CI/CD 管道具有獨特的挑戰(zhàn)。設(shè)置不同的自動化軟件需要時間和精力。但是，一旦環(huán)境開始工作，利大于弊，因此請考慮采用 CI/CD 管道實踐。