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什么是CI/CD?入门指南

CI/CD是指借助自动化技术优化您的软件开发流程,以更高的频率推出品质卓越的代码。通过持续不断和迭代式的构建、测试与部署流程,成功规避代码瑕疵和运行失误。

CI/CD相关概念

CI/CD 作为 DevOps(开发与运维的融合体)的一部分,成功地整合了持续集成与持续交付的优良实践。该流程实现了从代码提交至生产环境的全程或几乎全程自动化,覆盖了从构建、测试(包括集成测试、单元测试,至回归测试)到部署,乃至基础设施配置的每一个关键阶段。有赖于CI/CD的流水线架构,开发团队得以灵活地修改代码,这些更改将随后自动接受测试,并被逐步推向交付与部署环节。精妙运用 CI/CD,不仅能最大程度地减少系统停机时间,还能显著加快代码发布的速度。

CI/CD 不仅是 DevOps,还是任何现代软件开发流程中不可或缺的核心环节。专为实现这一目标而设计的 CI/CD 平台,通过其内嵌的自动化、测试和协作功能,能极大地延展开发时间,从而提升组织的生产力、增强效能,并优雅地流程化工作任务。随着应用程序规模日益庞大,CI/CD 的诸多优点成为减缓开发复杂性的重要工具。并且,通过融合其他 DevOps 的先进实践,如向安全性的战略性转变和构建更为紧凑的反馈循环,组织能打破开发的孤立性,实现安全、高效的扩展,并让 CI/CD 发挥至臻完美。

CI/CD 之所以盛行,不仅仅在于其能让开发、安全和运维团队达到最优的效率和效果,更在于它如何精简繁琐且费时的手动开发环节以及陈旧的审批流程,从而赋予 DevOps 团队在软件开发中更高度的创新灵活性。自动化不仅让整个流程变得可预见和可复制,更显著地降低了人为干预导致错误的可能性。这样,DevOps 团队能更迅速地获取反馈,并能频繁而小心地集成微妙的变更,进一步减低构建失败的风险。因此,持续和迭代的 DevOps 流程不仅加速了软件开发周期,还使得组织能更迅速地推出受客户喜爱的新功能。

什么是持续集成(CI)?

持续集成不仅是一种实践,更是一种追求高效与精准的工程哲学。其核心目标在于将所有的代码更改尽可能早且持续地融合进共享源代码仓库的主干之中。在您提交或融合这些微妙变化的瞬间,系统便自动触发一系列严格的测试和构建流程。通过这样的持续集成机制,开发团队能够更敏捷、更高效地在开发周期的早期阶段就识别并修复潜在的错误和安全风险。

通过持续地融合代码更新并触发自动化的测试与验证程序,即便在多名开发人员并行于同一应用程序上进行工作的复杂场景下,也能极大地减缓代码冲突的发生概率。此外一个不可忽视的优势在于,无需长时间的等待便可获得反馈。因此,如若出现任何错误或安全隐患,您便能在问题的症结仍旧清晰于心头的情况下,迅速而精准地进行修复。

代码验证的常规流程起始于静态代码分析,该分析针对代码质量进行严格验证。一旦代码顺利通过静态测试,自动化的持续集成(CI)流程便会接管,负责代码的打包和编译,以进行后续更为细致的自动化测试。值得注意的是,持续集成流程应搭配一个健全的版本控制系统,以便于追踪代码的各种更迭,确保您随时了解所运用代码的确切版本。

什么是持续交付(CD)?

持续交付是一种软件开发实践,与持续集成(CI)相辅相成,目的在于自动化地管理基础设施配置及应用程序的发布流程

一旦代码作为持续集成(CI)流程的一环完成了测试和构建,持续交付(CD)便在最后阶段接手,确保将所有必要的元素打包,以备在任何环境中进行部署。CD的覆盖范围可从基础设施的配置延伸至将应用程序部署至测试或生产环境的全方位事宜。

在持续交付(CD)的支撑下,软件被打造成一种随时可部署至生产环境的形态。您随后可以手动触发这一部署流程,或是转向持续部署模式,在该模式下,部署过程也实现了全面自动化。

什么是持续部署?

持续部署赋能组织自动化地部署应用程序,从而消减人工干预的必要性。在这一持续部署体系中,DevOps团队预先设定了代码发布的一系列准则。一旦这些准则被满足并经过验证,代码便会被直接推送至生产环境。如此一来,组织便能以更为灵活和迅速的方式,将创新功能交付给用户。

尽管在没有持续交付或持续部署的前提下,持续集成仍是可行的,但若未先行实施持续集成(CI),要实现持续交付或持续部署(CD)则会相当棘手。这主要是因为,若未践行如代码集成至共享仓库、自动化测试与构建,以及每日小规模迭代等持续集成的基础流程,那么实现随时可部署至生产环境的能力将会成为一项艰巨挑战。

什么是持续测试?

持续测试乃是一种软件测试方法论,旨在连续不断地运行测试用例,以便在源代码库中一旦出现错误,即可迅速识别并予以定位。在持续集成与持续部署(CI/CD)的流水线构架中,持续测试通常以自动化形式进行:每当源代码发生变更,便会触发一系列精密的测试流程,以确保应用程序的功能仍符合预定的执行标准。这种方法有助于在软件开发周期的早期阶段即时发现并定位问题,避免了问题在后续阶段修复的难度和成本加大。持续测试还能为开发人员提供关于代码质量的深刻反馈,协助他们在代码正式发布至生产环境之前,识别并解决潜伏其中的问题。

在持续测试的实施中,CI/CD流水线涵盖多个测试类型的执行,具体如下:

  • 单元测试,着重于检验独立的代码单元是否能如期望那样正常运行。
  • 集成测试,专注于验证应用程序内各个模块或服务之间的协同工作机制。
  • 回归测试,于修复某一错误之后施行,以确保该特定错误未再次复发。

CI/CD 基础要素

存在八个关键性的CI/CD要素,旨在确保您的开发生命周期能够达到最佳的效率。这些元素贯穿于开发和部署的整个过程。将这些基础组件融入您的流水线,以进一步优化您的DevOps工作流和软件交付:

单一源代码仓库

承载所有必要文件及构建脚本的源代码管理(SCM)具有至关重要的地位。该仓库应囊括构建所需的全方位资源,包括源代码、数据库架构、依赖库、属性文件,以及版本控制信息。同时,它还应包含用于测试和构建应用程序的脚本。

频繁地检入主分支

尽早并且频繁地在您的主干、主线或主分支中集成代码,这就是所谓的基于主干的开发方式。避免使用子分支,仅与主分支进行工作。使用小段代码,并尽可能频繁地将它们合并到分支中。一次不要合并多于一个的更改。

自动化构建

脚本应涵盖从单一指令开始,构建整个系统所需的所有元素,包括Web服务器的文件结构、数据库执行脚本以及应用程序的软件组件。在持续集成(CI)流程中,系统应自动地将代码打包和编译,从而生成一个就绪以供使用的应用程序。

自我测试的构建

CI/CD体系要求实施不间断的测试流程。测试脚本应设定为一旦测试未通过,便会导致构建流程终止。借助静态的预构建测试脚本,来确保代码在完整性、品质和安全性方面达到预定标准。仅允许那些成功通过这些静态测试的代码进入下一阶段的构建过程。

频繁的迭代

多次、细粒度地提交代码到仓库,能显著降低代码冲突隐藏的可能性。倾向于进行小规模但高频的代码迭代,而非一次性进行重大的改动。这种方式方便对代码进行回滚,使问题或冲突的定位和解决更为便捷。

稳定的测试环境

代码应在一个与生产环境高度相似的克隆环境中接受测试,而绝不能在实际的生产环境下进行新代码的测试。应搭建一个模拟真实运行条件的克隆环境,并运用严谨的测试脚本,以捕获在初始预构建测试阶段可能遗漏的错误。

最大程度的可见性

每位开发者都应能无障碍地访问最新版的可执行文件,并清晰地观察到对代码仓库所进行的所有更动。仓库中的信息应是透明可见的,通过妥善的版本控制来确保每位开发者都能准确地识别最新的代码版本。这种高度的透明性不仅使各方都能实时跟踪项目进度,而且有助于及早发现潜在问题。

随时可预测的部署

部署的过程应如此规范和低风险,以至于团队始终愿意随时执行。持续集成和持续部署中的测试与验证流程应是铁证如山,给团队足够的信心随时进行软件更新。频繁而局限性地进行部署不仅降低了风险,也方便于进行敏捷的代码回滚。

实施持续集成与持续交付(CI/CD)所带来的益处

采纳CI/CD的公司与组织通常会观察到多项正面改变。以下便是一些您在实施CI/CD过程中可以期待获得的优势:

更愉悦的用户和客户体验:由于错误和漏洞在较小程度上侵入生产环境,您的用户与客户将沉浸在更加优雅和高质量的使用体验之中。这将直接提升客户满意度、深化客户信赖,并为您的组织塑造出更加卓越的声誉。

加速价值落地:随时待命的部署机制让您能迅速推向新产品和创新性功能。这不仅显著降低了开发成本,也为您的团队释放出更多时间,以致力于其他富有意义的活动。这种快速响应为您的企业带来不容忽视的竞争优势。

减缓应急情况的出现频率:通过更加频繁、微量且早期的代码测试,显著降低了紧急应对状况的发生。这为开发周期铺垫了更加流畅的道路,同时减轻了团队的心理负担。因此,成果更为可预见,且更易于定位和修复潜在的瑕疵。

提升关键时间节点的可靠达成:通过消弭部署过程中的瓶颈,以及提升部署的可预测性,大幅减少了达成关键时间点的不确定性。将工作划分为更小而易于管理的单元,意味着更容易按计划完成各个阶段并持续追踪进度。这一策略为全方位地监控进度和更精准地预测完成日期提供了宽裕的时间余地。

解放开发人员的创造力:随着部署流程日益自动化,团队有更多的精力和时间可以投入到更具价值和创意的项目中。据统计,开发人员将35%到50%的工作时间投入到代码的测试、验证和调试环节。通过自动化这些繁琐流程,开发人员显著地提升了工作效率。

缩减任务切换的必要性:实时反馈使得开发人员能够更加专注于一件任务,从而减轻了他们的认知负荷。借由与自动化测试的小规模代码段配合,开发人员能迅速地进行代码调试,在这个过程中他们的注意力还没有从编程任务上转移。由于需要检查的代码量有所减少,因此更易于定位并修复代码中的缺陷。

缓解员工疲惫:研究证实,持续交付的实践有效地缓解了部署过程中的困扰和团队成员的工作疲惫。在与CI/CD流程协同作战的情境下,开发人员感受到更少的挫折和心理压力。这不仅促成了更愉悦、更健康的员工团队,还降低了工作疲惫的发生率。

迅速恢复与应变:CI/CD不仅使问题解决和突发情况的恢复更加便捷,也显著减少了问题解决的平均时间(MTTR)。持续交付的核心理念在于频繁地进行小规模的软件更新,因此一旦出现代码漏洞或其他问题,更容易迅速定位到问题的根源。这使得开发人员能够选择性地快速修复错误或回滚至早前的版本,以确保客户能够立即恢复正常操作。

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