如何理解持续交付?怎么做到随时发布新版本到生产环境

持续交付已经成为一种公认的好的开发实践,越来越多的开发团队都已经应用持续交付,它通过自动化的方式,让你的代码在每一次提交后,都能自动化地走完编译、测试流程,完成后即可随时准备好部署发布。

持续交付如果细分,其实可以分成持续集成、持续交付和持续部署三个概念,这三个概念相近,但又有所不同。

什么是持续集成、持续交付和持续部署?以及我们该如何用好它们,在项目中最大程度上发挥其效用。

集成、部署和交付的发展史

要想更好地理解并应用好持续集成、持续交付和持续部署,你需要了解它们的演变史。持续集成、持续交付和持续部署的历史还不算太长,但是集成、部署和交付却是伴随着软件工程一起发展的。

集成的发展演变

在多人软件项目开发的时候,每个人都会负责一部分功能模块的开发,集成指的就是每个人把自己开发的分支代码,合并到主干上,以便测试打包。

集成的原始阶段 早在瀑布开发的年代,在开发阶段,一般是不集成的。大家各自开发,等到开发阶段差不多快结束了,再一起提交代码到源代码管理工具,让代码集成在一起,再编译、部署发布到测试环境。

由于长时间都是在各自的开发环境运行,每次集成都是很痛苦的过程,会遇到各种问题,比如说编译无法通过、hard code 了开发环境地址、类库版本不一致、API 格式不一致等,通常要持续几天甚至几周才能逐步有一个相对稳定的版本。

从手动集成到自动化的持续集成 《重构》的作者 Martin Fowler 说过:“如果一件事很痛苦,那么就更频繁的做(if ithurts, do it more often. )”,持续集成本质上也是把集成这件让人痛苦的事情,更加频繁地去做。

瀑布模型开发的集成,或者说传统的集成,都是在开发阶段整体完成的差不多了,才开始集成。而持续集成的做法,则是每次有代码合并入主干之前,都进行集成,持续的集成。代码集成到主干之前,必须通过自动化测试,只要有一个测试用例失败,就不能集成。

持续集成的好处很明显:

配合自动化测试,这样可以保证主干的代码是稳定的; 频繁集成可以让开发人员总能从主干及时获得最新的代码,不至于像类库、API 不一致等问题到最后测试的阶段才暴露出来。 持续集成主要的问题就是搭建整个持续集成环境,要稍微麻烦一点,另外需要配合一些流程规范来辅助执行,比如要求有一定自动化测试代码的覆盖率,要求测试通过才能合并到主干。

部署和交付的发展史

部署指的是将代码发布到各种环境,比如部署测试环境以供测试。交付则指的是软件产品在测试验收通过后,具备发布到生产环境交付给客户使用的条件。

部署和交付的原始阶段 在早些年,部署是一件很麻烦的事情。需要手动获取最新源代码、编译、再需要针对环境修改很多配置。这事我确实深有体会,当年在飞信时就这样,几十个服务,一个服务有十几个项目,光挨个编译一遍就要好久,然后每个服务还有自己的配置。所以当年专门有一个人,就负责每天部署各种服务到测试环境。

生产环境就更麻烦了,因为出错了会导致服务中断。最初部署生产环境是开发人员自己做的,根据自己的经验把程序部署,然后手动修改很多配置,以保证正常运行。但这样经常会遗漏一些配置,导致程序无法正常运行,出问题后程序员很可能会直接在线上环境修复Bug,导致更大问题。

随着分工的进一步细化,逐步发展成有专门的运维岗位,由运维人员负责部署。而开发人员上线前要写专门的部署文档和检查表,运维人员按照部署文档和检查表一步步部署生产环境。这样确实有效减少了配置错误等问题,但整个部署过程还是很繁琐,尤其是服务器一多,耗时很长,仍然可能会因为人工操作错误导致失败。所以为了避免部署出问题,会尽量避免进行生产环境部署,几周甚至几个月才会部署一次。

从手动部署到脚本自动化部署 对于程序员来说,如果一件事能自动化解决,迟早会有人找出自动化的解决方案,部署也由原来的手动部署发展成为自动化部署。

早期的自动化部署解决方案是每日构建(Daily Build),简单来说,就是大家在每天晚上下班后,每日构建程序自动从源代码管理器下载最新代码,编译、部署程序到测试环境。这样第二天测试人员就可以拿到最新的程序,对前一天修复的 Bug 进行测试。

每日构建是个很大的进步,因为初步实现了自动化对代码进行编译、部署测试环境。但也有一些不完善的地方,比如说如果有开发人员提交的代码有问题,可能会导致当天的编译或部署失败,那么第二天开发人员上班后,还需要手动解决。

你会发现,自动化逐步应用到运维领域,确实是让部署过程更容易,但也只是让部署过程更容易,还是无法解决发布版本的质量问题,还是可能会因为配置错误导致失败,测试环境正常的功能到生产环境就不工作了

从脚本部署到持续交付 其实在理解了持续集成后,再理解持续交付就要容易多了。持续交付,就是在持续集成的基础上,再进一步,在功能合并到主干后,不仅会进行自动化测试,还会打包,并部署到测试环境中。

理论上来说也可以直接部署到生产环境,但是这个环节需要人工确认。参考下图,红色部分表示需要手动确认。

持续交付本质上也是把部署和交付这件让人痛苦的事情,更加频繁地去做,从而让部署和发布变得不但不痛苦,反而越来越简单。

把持续交付的工作做好后,部署生产环境会变得非常简单,只需要点一下按钮或者运行一个命令,就可以很快完成,不需要人为地去修改配置等手动操作,也将因为配置错误或者环境不一致导致的问题的可能性降到了最低。

从持续交付到持续部署 持续交付,对于生产环境的部署,依然需要有手动确认的环节。而持续部署,和持续交付唯一的不同,就是手动确认的环节都没有了,每次代码从分支合并到主干,在自动化测试通过后,会直接自动部署生产环境,不需要人工确认。

但是,持续部署要想做好,还是很有挑战的一件事,毕竟从代码合并到生产环境的部署,如果没有人工干预仅仅依赖于自动化测试,这对自动化测试的覆盖率和稳定性要求非常高。尤其在开发新功能时,还需要引入新的自动化测试代码,可能会导致测试不全面。当然对于新功能可能导致的不稳定问题也有解决策略,就是把新功能用功能开关(Featureflag)隐藏起来,设置特定的 Cookie 或者 Header 才打开,到生产环境后人工再测试一遍,通过后再打开,如果没通过,就继续修复继续持续部署。

该不该应用持续交付?

经常会有人问我类似的问题:我们是瀑布模型开发,该不该应用持续交付?

我的答案是:持续集成和用什么开发模型是没有关系的,瀑布模型也可以应用持续集成,应该尽快将持续集成的环境和相应的开发流程搭建起来,可以马上看到好处。

尽快暴露问题:Martin Fowler 说过,“持续集成并不能消除 Bug,而是让它们非常容易发现和改正。”自动化测试,可以保证很多问题在合并到分支之前就能被发现;每次合并后就部署到测试环境,也能让测试人员尽早介入,及时发现问题。极大提升效率:持续交付让开发过程中从代码合并,一直到最终部署,都实现了自动化,能极大程度上提高效率。提升质量:每次合并之前都需要通过自动化测试,因此错误会少很多。降低项目成本:在最初搭建持续交付环境的时候,是要投入一定成本的,但是从长远看,开发效率提升了,代码质量提高了,反而是对降低项目的整体成本有帮助的。 虽然现在持续交付还不够普及,但未来就像源代码管理一样,成为开发团队的标配。现在大厂都已经普及了持续交付,还会有专门的团队负责持续交付工具的开发和维护。对于中小厂,一般不需要自己开发持续交付工具,可以基于开源工具搭建,或者购买托管的持续交付工具,一样可以很好满足持续交付的需求。如果你所在团队还没有开始用起来持续交付,那么不如现在开始应用起来,能有效提升团队的开发效率和代码质量。当然很多团队没有推行,主要问题还是不知道如何搭建一套持续交付的环境。接下来,我就给你介绍一下如何搭建自己的持续交付环境。

如何搭建持续交付环境?

要搭建好自己的持续交付环境,其实并不算太难,已经有很多持续集成工具和教程帮助我们做这件事。

准备工作 根据前面对持续交付的说明,要想搭建自己的持续交付环境,并不是简单找一个持续集成工具一搭就可以工作了,而是还需要做一些准备工作。我们先来看持续集成部分,持续集成相对要求简单:

1. 需要有源代码管理工具,比如说 git、svn,因为持续集成工具需要从统一的源代码仓库获取代码;

2. 需要写自动化测试代码,因为持续集成有一个很重要的条件,就是自动测试必须通过。第一个条件其实好满足的,现在源代码管理工具已经是标配,无论是免费的还是收费的,都有很多选择。第二个条件其实也不是太大的问题,因为自动化测试覆盖率,可以逐步提升,不要求一步到位。所以可以先把自动化测试写起来,然后在开发过程中逐步增加覆盖率。持续交付相对比持续集成要求更高,因为整个过程需要高度的自动化。要实现持续交付,你的项目需要满足以下条件:

1. 对代码构建的过程可以反复进行,并且每次构建的结果是一致的、稳定的;

2. 所有环境的配置都存在于源代码管理工具中,不仅仅是代码;

3. 需要自动创建针对于不同环境的发布包;

4. 所有环境的部署发布步骤都必须是自动化的。

上面这些要求,最难的部分其实就是自动化打包和自动化部署到各种环境,因为每套程序都不一样,每个服务器环境也不一样,这是必须要各个团队针对自己的项目情况去解决的问题。

选择合适的持续集成工具持续集成工具现在已经有很多选择,有开源的、商业的,有线上托管的,还有自己搭建的。

主要的持续集成工具有这些:

Jenkins:应该是目前最好的开源持续集成工具,可以自己搭建,插件非常丰富,可以满足绝

大部分项目的需要。相对使用难度要高一些,需要花一点时间学习。

Go CD:是 ThoughtWorks 公司出品的持续集成工具,可以免费使用。

Travis CI:是一个老牌的托管的商业 CI 系统,和 Github 集成的非常好,尤其是开源项目,

可以免费使用。

根据选择的工具实施

在选好你要用的持续集成工具后,就需要根据工具的说明去搭建。这部分相对简单,网上也有比较多的教程,限于篇幅,这里我就不一一介绍啦,相信你通过它们的官方网站或者是搜索,很容易能找到很多相关的使用教程。

总结

持续集成,就是持续频繁地将代码从分支集成到主干,并且要保证在合并到主干之前,必须要通过所有的自动化测试。

持续交付,则是基于持续集成,在自动化测试完成后,同时构建生成各个环境的发布包,部署到测试环境,但生产环境的部署需要手动确认。

持续部署,是在持续交付的基础上,对生产环境的部署也采用自动化。

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