实现持续集成,我们需要做什么

持续集成

大纲


持续集成是个什么鬼


持续集成(CI, Continuous Integration),是极限编程(XP, Extremely Programming)中的一种实践。它主张每天提交若干次代码,每次提交都经过自动化编译和测试(最低要求为单元测试)后,集成到代码库的主干上去。

有什么好处


通过持续集成,我们可以:

  • 快速发现问题(逻辑错误、bug等)。并且,我们只需要在很小范围内的代码修改中去寻找问题所在。
  • 避免了在项目后期才做集成所造成的混乱。当大家在项目后期才进行代码/功能集成的话,所产生的冲突必然增多。并且当你发现问题或bug的时候,需要检查代码的范围也会增大。这样会提高集成的难度,甚至难以集成。
  • 当一个bug导致必须回滚代码时,所损失的代码量也大大地降低。
  • 可以让产品快速迭代,同时还能保持质量。
  • 不需要固定一个人去维护一段代码,功能的添加或者程序的修改都可以通过自动化测试去保证其正确性。缓解了猿们在修改不熟悉的代码时那种害怕牵一发而动全身的情况。

需要什么


实现持续集成,一般需要以下内容:

1. 具有版本控制功能的代码库

例如:SVN, Git。相信现在的项目没有不对代码进行版本管理的,所以这方面内容大家也应该非常熟悉。在这里不再详述。

2. 构建工具

在持续集成的过程中,需要对已存在的或者新提交的代码进行编译、打包等操作。这样,就需要构建工具帮助构建一个编译环境,并对代码进行编译、集成、打包等操作。而构建的方式越简单越好,最好是一句命令就可以启动构建。现在,各种语言都有自己的构建工具,例如Java中的Maven、Gradle、Ant,前端中的Grunt、Gulp等等,好好利用这些工具,就能帮你完成这部分工作。

3. 测试

测试是持续集成中重要的一环。代码提交前,需要在本地运行单元测试,通过测试后再提交代码。构建完成后,需要运行全部测试(单元测试,功能测试,端到端测试)以确保产品质量。如果有一个测试没有通过,那么这次提交的代码不能进入主干;或者这次构建的产物是一个失败的构建品,不能用于发布。另外,由于持续集成依赖于这些测试去保证产品质量,所以测试的覆盖率要尽可能高。测试覆盖率不够高(包含代码覆盖率和功能覆盖率),就无法充分反映代码的变动是否对系统带来影响。而低覆盖率的测试,压根就无法保证产品质量。当上线的时候才发现问题就太迟了。

4. 使用持续集成,通常还涉及到另外两个概念:

4.1 持续交付

持续交付(Continuous Delivery),指的是频繁地将软件的新版本,交付给质量团队或者用户,以供评审。如果评审通过,代码就进入生产阶段。
持续交付可以看作持续集成的下一步。它强调的是,不管怎么更新,软件是随时随地可以交付的。[1]

4.2 持续部署

持续部署(Continuous Deployment),是持续交付的下一步,指的是代码通过评审以后,自动部署到生产环境。
持续部署的目标是,代码在任何时刻都是可部署的,可以进入生产阶段。[2]

4.3 用一张图描述两者的关系
持续交付 vs 持续部署

图片来源

5. CI工具

CI工具的作用是将整个CI过程管理起来并自动化,结果可视化。部分工具还结合了CD(持续交付)的功能。现在已经有很多CI工具去满足你不同的需求,例如Jenkins,专为Github开源项目提供的Travis,.Net用的CruiseControl.Net。他们各有特色,根据自己的需求选择适合自己的工具即可。

怎样做


好了,当集齐以上内容后,我们可以开始召唤神龙了。我们用一个例子来介绍一下一个典型流程是怎样的。

例子背景描述

假设我们现在有一个产品P,以war包形式发布,由三个模块module A, module B, module C构建而成。三个模块的关系为:A和B为独立模块提供不同功能。C依赖A和B,然后构成产品P。我们使用了Git作为我们代码库的版本管理工具,用Java进行开发,maven作为我们的构建工具。在每个模块里,有我们基于JUnit写的单元测试代码。独立于三个模块外,有一块代码,也是基于JUnit写的,作为我们的功能测试代码(集成测试)。

集成代码

当我们完成开发工作,需要提交代码到代码库前,我们至少需要在本地跑一次单元测试,在保证全部测试通过后,才可以将代码提交至我们的代码库Git上面去。例如,在我们上面描术的项目中,我对module A的代码进行了修改,那我最起码得在本地运行一次mvn test(执行Maven命令,test代表将会执行到maven default生命周期中从validate到test阶段), 执行成功后,我才会将代码commit and push到远程Git库上去。要做到这样效果的话,就需要保证单元测试代码也同步完成。而在极限编程中(XP),人们比较倾向于测试驱动开发(TDD, Test-driven Development)的实践,通过提前写好自动化的单元测试,保证好每一步功能开发的质量。

自动构建

通过CI工具,可以设置一个勾子,当代码提交后触发相应构建。例如,我们提交了module A的代码时,Jenkins会扫描到我们这次提交,勾子触发module A的构建。这个过程会做如下操作:

  1. Jenkins调用Git插件,从Git库上下载最新代码;
  2. Jenkins调用Maven插件,执行Maven命令(一般为mvn install,如果需要上传至远端Maven库,也可以执行mvn deploy)对该模块进行构建。经过编译、通过单元测试后,便可以打包并安装到本地Maven库,以供其它依赖所用。这次构建成功,意味module A在模块自身的单元测试范围内是正常的。
  3. 因为module A是包含在产品P里面,所以,也需要回归一产品功能测试。由于module C依赖A,并构建成产品。所以在CI工具里面,我们需要配置好在module A构建成功后,自动触发module C的构建,经过类似步骤1、2这样的构建后,最终会生成产品P的war包。而C的构建成功,只代表着通过了module C自身的单元测试,还不能对生成的war包进行功能测试。然后就要看我们下一步的工作--自动部署了。

自动部署

在功能测试之前,我们需要在CI工具里配置一项任务,用于将最新构建出来的产品包部署到测试工环境中去。这个任务由产品构建任务成功而被触发,而部署方式根据不同使用方式及不同的实际情况而多种多样。例如通过脚本将新构建的war包上传至指定位置,等待web容器自动扫描及部署。能或者产品有自己的安装脚本,我们在任务中配置好运行安装脚本,就可以自动将产品部署到指定的测试环境中去。

功能测试(集成测试)

当部署成功后,真正的功能测试就可以开始了。一般情况下,我们可以独立出一块代码,基于JUnit编写好我们的功能测试代码(JUnit是作为测试的入口以及基本测试框架。如果你的需求比较复杂,那你完全可以将其它三方框架与JUnit集成使用)。功能测试过程和构建过程非常相似,均是依赖Git和Maven去完成:

  1. Jenkins调用Git插件,从Git库上下载最新代码;
  2. Jenkins调用Maven插件,执行Maven命令:mvn clean test。

区别在于功能测试阶段,Maven只执行到default生成周期的test阶段,不会执行后面的package和install。因为它只需要Maven帮忙运行测试代码即可,它本身没有什么可以构建的。

P.S.
如果还需要更复杂的端到端测试的话,可能就需要准备更复杂的部署脚本,或者预先准备好整套端到端测试环境,后面只需要部署好war包即可。但无论怎样,最终原来理还是相同。

交付

当新提交代码后构建出来的产品包,通过了各种各样残酷的测试后,就说明这个包是稳定的,能达到基本交付条件的(前提是自动化测试的覆盖率足够高,当然,有一些极端的情况需要人工测试的另说)。那么,我们就可以将这个包放到指定目录作为交付品,供其它测试团队获取并进行进一步的测试,甚至供生产环境部署使用。

总结


  1. 持续集成作为极限编程中的一个实践,现在已被很多公司使用。但是,使用持续集成,并不是说你得接受极限编程的全部东西。相反,它可以独立开来,与其它实践结合使用。
  2. 持续集成是敏捷开发中快速迭代的重要保证。
  3. 自动化测试是持续集成中重要一环,要真正用好持续集成,就要尽量提高自动化测试的覆盖率。

参考内容


引用


  1. 《持续集成是什么?》- 阮一峰的网络日志。

  2. 《持续集成是什么?》- 阮一峰的网络日志。

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