Как создать и поддерживать CI/CD пайплайны: полезные советы
Что такое CI/CD пайплайн?
Разработка CI/CD пайплайнов сочетает в себе практики непрерывной интеграции и непрерывной доставки. В современном быстро изменяющемся технологическом ландшафте разработка CI/CD пайплайнов это важнейшая основа в автоматизации процесса разработки программного обеспечения (ПО), от написания кода до развертывания.
Применение CI/CD позволяет команде разработчиков:
-
Управлять внесением изменения в код
-
Автоматизировать процесс сборки и тестирования
-
Ускорить доставку новых функций и исправлений
-
Улучшить качество кода за счет автоматических проверок
-
Гарантировать точное соответствие конечного продукта ожиданиям пользователей
-
Сократить время простоя.
Определение и основные компоненты
CI/CD пайплайн (CI/CD pipeline) расшифровывается как «конвейер непрерывной интеграции и непрерывного развертывания».
CI (Continuous Integration) означает практику разработки ПО, когда разработчики несколько раз в день вносят изменения в код, после чего запускаются автоматические операции сборки кода в программный продукт и проверки итогового продукта на соответствие критериям качества.
CD (Continuous Delivery) дополняет CI за счет шагов по выпуску готового программного продукта в целевые окружения для пользователей.
Каждое изменение CL автоматически запускает pipeline сборки и тестирования для проекта с быстрой обратной связью о качестве ПО для разработчика, делая процесс развертывания легко повторяемым.
Основные этапы разработки CI/CD пайплайнов
Pipeline CI/CD делится на этапы разработки, каждый из которых выполняет определенный список задач. Рассмотрим основные этапы хорошего конвейера.
-
Фиксация и контроль версий. После написания исходного кода разработчики передают его в систему контроля версий, такую как Git. Это гарантирует, что каждое изменение в базе кода отслеживается и записывается. При необходимости изменения можно отменить, что способствует поддержанию чистой и организованной среды.
-
Сборка и компиляция. Pipeline извлекает последнюю версию кода из системы контроля версий и компилирует его в развертываемый артефакт, например, двоичный файл или образ контейнера. Для сборки обычно используются такие инструменты, как Maven, Gradle или Docker.
-
Автоматизированное тестирование. Включает проведение комплекса тестов (модульных, интеграционных, сквозных), что обеспечивает высокое качество программного обеспечения.
-
Анализ качества. Проводится параллельно с автоматизированным тестированием. Используются инструменты статического анализа кода (SonarQube или ESLint) для оценки на соответствие стандартам кодирования, выявления потенциальных проблем кода и внедрения лучших практик.
-
Упаковка артефактов. После всех тестов и проверок качества артефакт упаковывается в формат, подходящий для развертывания, например, в виде образа контейнера или ZIP-файла.
-
Развертывание. Этот этап включает развертывание в целевой среде, которая подходит для дальнейшего тестирования или производства. Обычно используются инструменты, такие как Kubernetes и Jenkins.
-
Мониторинг и обратная связь заключительный этап обратной связи, который помогает команде выявить проблемы или узкие места в ПО и быстро решить их или внести изменения.
Использование конвейеров CI/CD позволяет компаниям создавать высококачественное ПО и оставаться конкурентоспособными в постоянно развивающейся цифровой среде.
Планирование и настройка
Настройка пайплайн CI/CD требует тщательного планирования, координации инструментов и процессов, мониторинга, а также непрерывности.
Компании могут столкнуться со множеством препятствий при внедрении конвейера, которые вызывают сбои в работе ПО. Преодолеть сложности и настроить безопасный, надежный, эффективный пайплайн можно с помощью стратегий:
-
Поддержка тщательной аутентификации;
-
Защита сетей;
-
Проверка кода;
-
Управление изменениями;
-
Продуктивное общение.
Интеграция с GitLab
Gitlab CI/CD структура для автоматизации сборки, тестирования и развертывания программного кода с повышенной гибкостью и возможностью повторного использования.
Схема работы:
Алгоритм схемы:
-
Кодирование
-
Загрузка исходного кода в git-репозиторий
-
Поиск конфигурации gitlab-ci.yml в корне репозитория
-
Запуск пайплайна согласно логике
Рассмотрим пример создания простого пайплайна, который проверяет факт написания, тестирования, развертывания статического веб-сайта в AWS S3 Bucket.
Создание нового gitlab-ci.yml.
1. Определение переменных:
variables: # variabiles definitions for easier reuse of values.
CI_NODE_IMAGE: "node:16.13.2"
2. Определение этапов:
# Pipeline stages
stages:
- install
- build
- test
- deploy
3. Определение задания на каждом этапе:
#install job definition
install:
stage: install
image: "$CI_NODE_IMAGE" # variable reference
script: # Shell script that is executed by the runner.
- npm ci
cache: # List of files that should be cached between subsequent runs.
key:
files:
- package.json
- package-lock.json
paths: # directories to cache
- node_modules
# Build Job definition
build:
stage: build
image: $CI_NODE_IMAGE
script:
- npm run build
artifacts: # list of files and directories that are attached to the job
paths:
- dist/
cache:
key:
files:
- package.json
- package-lock.json
paths:
- node_modules
policy: pull
# Test Job definition
test:
stage: test
image: $CI_NODE_IMAGE
script:
- npm run test
# Deploy Job definition
deploy:
stage: deploy
image: registry.gitlab.com/gitlab-org/cloud-deploy/aws-base:latest # a Docker provided by GitLab that includes the AWS CLI
script:
- aws s3 cp --recursive dist s3://bucket-name # copies the dist folder to an aws s3 bucket
Использование Jenkins
Jenkins программа с открытым исходным кодом в виде сервера для непрерывной интеграции ПО. Создана путем кодификации и структурирования внутри нескольких блоков. Среда написана на Java, поэтому работает в Unix-подобных ОС (Windows, macOS и других).
Пример простого файла конвейера Jenkins:
// Example of Jenkins pipeline script
pipeline {
stages {
stage("Build") {
steps {
// Just print a Hello, Pipeline to the console
echo "Hello, Pipeline!"
// Compile a Java file. This requires JDKconfiguration from Jenkins
javac HelloWorld.java
// Execute the compiled Java binary called HelloWorld. This requires JDK configuration from Jenkins
java HelloWorld
// Executes the Apache Maven commands, clean then package. This requires Apache Maven configuration from Jenkins
mvn clean package ./HelloPackage
// List the files in current directory path by executing a default shell command
sh "ls -ltr"
}
}
// And next stages if you want to define further...
} // End of stages
} // End of pipeline
В этом примере сценария стоит обратить внимание на некоторые команды java, javac и mvn. Они недоступны по умолчанию, требуется установка и настройка через Jenkins.
Пример создания нового задания Jenkins.
В веб-браузере нужно перейти по адресу localhost:8080, выбрать и нажать «Новый элемент».
На экране отобразится список параметров вместе с полем для имени конвейера. Необходимо выбрать тип задания Pipeline и дать ему имя (например, TestPipeline), нажать кнопку ОК, чтобы продолжить.
Следующим шагом составляется структура страницы с заполнением всех важных деталей. В раздел «Общие» пользователь может добавить описание на основе проекта и установить соединение для получения доступа к разработке.
Теперь необходимо создать триггеры.
Указываем ветку и репозиторий, учетные данные, опциональные варианты поведения.
Следующий раздел «Расширенные параметры проекта».
Далее нужно указать источник импортирования кадров, путь (path) к файлу, репозиторию, учетные данные и т. д.
Для завершения работы конвейера проект нужно сохранить и запустить повторно для проверки успешности создания с помощью кнопки «Просмотр» или «Вывод на консоль».
Результат конвейера на изображении:
Журналы каждого выполненного шага можно посмотреть в консоли:
В конце вывода консоли видим состояние конвейера в статусе «Завершено: успех», то есть написанный процесс прошел без ошибок. Сбой и причины отмечаются в журнале в консоли.
Внедрение Maven
Maven инструмент автоматизации сборки, который используется для создания проектов Java. Maven улучшает процесс за счет управления условиями разработки, определения структур и автоматизации жизненных циклов сборки.
Рассмотрим пример задания для сборки с помощью Maven.
Для создания нового проекта в Jenkins необходимо перейти на панель управления и нажать «Новый элемент», далее ввести имя задания, выбрать «Проект Maven» и подтвердить его, нажав «ОК».
На странице конфигурации в пункте «Управление исходным кодом» нужно выбрать «Git» и ввести URL-адрес своего репозитория. В задании будет использоваться Public Repo, поэтому нет необходимости проходить какие-либо шаги аутентификации.
В разделе «Триггеры сборки» с помощью параметра «Создавать периодически» устанавливаем частоту сборки для конкретного интервала времени. Например, нужно создавать проект Maven каждые 30 минут. Значит, в текстовом поле нужно указать H/30 * * * *.
В разделе «Сборка» в поле Root POM необходимо указать путь pom.xml в зависимости от требований задачи. В этом же разделе нужно определить цель и вариант создания с помощью maven. В примере будем использовать цели: очистить, установить, упаковать.
После сохранения параметров конфигурации нужно перейти к проекту Maven My_First_Maven_Job и нажать кнопку «Создать сейчас».
Сборка завершилась сообщением SUCCESS. Если же возникает ошибка, можно обратиться к выводам консоли и предоставить журналы сборки команде разработчиков.
Поддержка CI/CD пайплайнов
Обеспечение непрерывной интеграции и доставки
Внедрение подхода CI обеспечивает частую интеграцию кода, автоматическое тестирование и раннее обнаружение проблем. Это способствует улучшению сотрудничества в команде и ускорению цикла разработки.
Также рекомендуется использовать подход CI/CD для автоматизации доставки приложений в различные среды. Это включает автоматизацию процессов тестирования, обеспечения качества и развертывания.
Мониторинг и оптимизация
Непрерывная работа конвейера CI/CD требует использования автоматизированных средств отслеживания отдельных этапов и действий (ELK, Splunk, Prometheus + Grafana), который будет соответствовать бизнес-потребностям. Далее инструменты мониторинга нужно точно настроить для отслеживания действий.
Интеграция инструментов мониторинга и ведения журналов позволяет получить представление о производительности приложения, предусмотреть появление проблем, обеспечить быстрое устранение неполадок.
Внедрение мониторинга инфраструктуры и автоматического масштабирования обеспечит оптимизацию распределения ресурсов в зависимости от запросов пользователей.
Советы и лучшие практики
Советы по оптимизации, которые значительно улучшат вашу стратегию CI/CD:
Поощрение культуры непрерывного обучения и совершенствования навыков в команде разработчиков.
Эффективная обработка обратной связи.
Внедрение новых инструментов и методов.
Использование этих методов оптимизации приведет к ускорению циклов разработки, повышению качества и росту удовлетворенности клиентов.
Автоматизация процессов
Внедрение платформы автоматического тестирования для проверки функциональности, производительности и безопасности приложений снижает необходимость ручного труда, увеличивает охват тестирования и обеспечивает стабильное качество.
Обеспечение безопасности пайплайнов
Включение проверки безопасности и соответствия в конвейер CI/CD гарантирует, что изменения кода отвечают лучшим отраслевым практикам и нормативным требованиям. Проверка безопасности снижает риски и обеспечивает целостность данных.
Инструменты и технологии для CI/CD
Выбор лучших инструментов во многом зависит от специфики разрабатываемого приложения.
Вот несколько популярных программных технологий и сервисов для CI/CD:
-
GitLab.Управляет хранилищами исходного кода, документирует результаты тестирования и внесения изменений, анализирует и дополняет функциональность проекта, находит и устраняет ошибки.
-
Docker. Упаковывает проект вместе с его окружением и зависимостями, что упрощает его развертывание и воспроизводимость.
-
Travis CI. Легко подключается к виртуальным репозиториям GitHub с минимальными настройками и не требует отдельной установки.
-
Jenkins. Мощный DevOps-инструмент, совместимый с различными плагинами, что обеспечивает гибкость и широкие возможности интеграции.
Понимание и освоение концепции CI/CD является важной рекомендацией при разработке проектов любого уровня. Популярность этой концепции обусловлена возможностью быстро вносить изменения в продукт, непрерывно тестировать и дорабатывать его, а также улучшенной коммуникацией с клиентом.
