Как создать CI/CD пайплайн: конфигурация, инструменты и пример кода

Большинство команд разработчиков заинтересованы в более быстрых обновлениях и сокращении ручного труда. Главная сложность тут – найти метод, который позволит быстро переносить изменения в коде от момента коммита (сохранения изменений) до релиза (выпуска обновленной версии). Правильно построенный CI/CD пайплайн делает именно это – он соединяет репозитории с автоматическими процессами, которые занимаются интеграцией, тестированием и развертыванием приложений.

Команды, использующие CI/CD пайплайн, могут быть уверены в своем процессе разработки, увеличивать количество релизов и находить проблемы на ранних стадиях.

Читайте дальше статью, чтобы узнать об этапах CI/CD пайплайна, инструментах и практических шагах для настройки CI/CD.

Что такое CI/CD пайплайн?

CI/CD пайплайн (конвейер непрерывной интеграции и доставки) — это последовательность автоматизированных шагов, которая переводит код от простого коммита до готовой версии приложения. Этот процесс связывает репозиторий кода с этапами сборки, тестирования и развертывания, которые запускаются автоматически при каждом изменении кода. Это значит, что вам не нужно ждать ручных проверок — все происходит автоматически, что позволяет быстрее получать обратную связь и обеспечивает более стабильную интеграцию.

Используя CI/CD пайплайн, команды тратят меньше времени на рутинные задачи и больше на добавление новых функций или улучшение качества кода. Конвейер уведомляет разработчиков о сбоях тестов, что помогает находить проблемы на ранних стадиях. Пайплайн в себя включает:

• Непрерывную интеграцию (CI) – частое объединение изменений в общий код.
• Непрерывную доставку (CD) – обеспечение возможности развертывания кода в любое время, когда он готов.
• Непрерывное развертывание – автоматическое размещение изменений в производственной среде после прохождения всех проверок.

Преимущества CI/CD пайплайна включают ранее обнаружение ошибок, плавное обновление и готовность часто выпускать изменения. Такой непрерывный подход помогает создавать надежное ПО, которое может быстро меняться с учетом потребностей пользователей.

Инструменты для построения для CI/CD пайплайна

На данный момент выпущено несколько десятков инструментов для CI/CD пайплайна, ниже перечислим самые популярные из них:

• Jenkins. Популярный сервер автоматизации с открытым исходным кодом и поддержкой множества плагинов.
• GitLab CI. Интегрирован с GitLab, предлагает встроенные исполнители и простую настройку.
• CircleCI. Облачное решение, легко масштабируется и поддерживает параллельные задачи.
• Travis CI. Подключается к GitHub и выполняет сборки в облачных средах.
• Azure Pipelines. Часть Azure DevOps, работает с различными языками и платформами.
• GitHub Actions. Интегрирован с GitHub, позволяет автоматизировать процессы прямо в репозитории.
• AWS CodePipeline. Облачный сервис от Amazon для автоматизации сборки, тестирования и развертывания.

При выборе инструментов учитывайте язык программирования и существующую инфраструктуру – разные из них могут лучше работать с определенными языками. Если у вас уже есть свои серверы или облачные решения, выбирайте инструменты, которые хорошо интегрируются с вашей текущей системой. Например, некоторые инструменты отлично работают с контейнерами (такими как Docker), что упрощает процесс развертывания приложений.

Некоторые инструменты могут работать как в облаке, так и на ваших собственных серверах. Если вы используете несколько облачных платформ или хотите оставаться на локальных серверах, убедитесь, что инструмент это поддерживает.

Многие инструменты со временем обновляются и получают новые функции, такие как кэширование (ускоряет сборку) или возможность параллельного тестирования (позволяет запускать тесты одновременно). Это помогает быстрее получать обратную связь о работе вашего кода.

Когда команда набрала уверенность в работе с инструментами для CI/CD, она может добавлять больше проверок и тестов. Это значит, что команда будет не только собирать и развертывать код, но и проверять его на наличие ошибок и уязвимостей.

Пошаговая настройка CI/CD пайплайна

Так как же создать CI/CD пайплайн с нуля? Лучший способ сделать это – начать с простого и постепенно усложнять.

Общий план настройки CI/CD пайплайна выглядит так:

1. Подключите репозиторий кода к выбранному инструменту.
2. Определите этап сборки, который компилирует или упаковывает код.
3. Добавьте этап тестирования, который выполняет автоматические проверки.
4. Включите этап доставки, который отправляет код в тестовую среду.
5. Добавьте этап развертывания, который перемещает изменения в рабочую среду после успешного прохождения тестов.

Начните с выбора подходящего инструмента и написания конфигурационного файла, в котором описаны этапы сборки и тестирования. Далее внесите изменения в код, чтобы автоматически запустить CI/CD пайплайн. Если он не работает, просмотрите журналы, чтобы выявить проблему, устраните ее и повторите попытку. Также вы можете добавлять новые шаги в пайплайн, например статический анализ кода или интеграционные тесты, каждый раз, когда вносите улучшения.

Этапы CI/CD пайплайна

CI/CD пайплайн состоит из нескольких четко определенных этапов, на которых код проходит ряд проверок. Каждый этап подтверждает, что код готов к следующему шагу.

Общие этапы включают:

1. Исходный код. На этом этапе пайплайн запускается при изменении кода в репозитории. Каждый коммит инициирует выполнение CI/CD пайплайна.
2. Сборка. Здесь код компилируется и создаются артефакты (например, исполняемые файлы). Для этого пишутся скрипты, которые упаковывают приложение. Если сборка не удается, конвейер останавливается и сообщает об ошибках.
3. Тестирование. На этом этапе запускаются автоматические тесты: модульные, интеграционные и, возможно, другие проверки. Если какой-либо тест не проходит, пайплайн останавливается, чтобы предотвратить попадание неработающего кода в рабочую среду.
4. Тестовая среда (Staging). Этот этап предоставляет безопасную среду, похожую на рабочую, но без влияния на реальных пользователей. Здесь команда может проводить финальные проверки и ручные инспекции здесь.
5. Рабочая среда (Production). После успешного прохождения всех тестов и проверок код разворачивается в рабочей среде.

Все эти этапы формируют логическую последовательность. Если на каком-то этапе возникнет заминка, изменение не попадет на следующий этап. Это необходимо, чтобы только надежный и протестированный код попал в рабочую среду, плюс у команды меньше шансов столкнуться с неожиданностями или экстренными исправлениями в последнюю минуту.

Теперь давайте рассмотрим шаги по внедрению, которые ваша команда должна выполнить для создания CI/CD пайплайна.

Шаг 1: настройка непрерывной интеграции

Суть непрерывной интеграции заключается в том, чтобы часто объединять изменения и поддерживать стабильность кода. CI/CD пайплайн запускает сборки и тесты при каждом коммите. Если что-то идет не так, команда быстро это замечает.

Как настроить непрерывную интеграцию:

1. Создайте файл конфигурации. Напишите файл, который определяет, как запускать сборки и тесты.
2. Проверка кода. Когда разработчики вносят изменения и отправляют их в репозиторий, пайплайн проверяет, компилируется ли код и проходят ли тесты.
3. Реакция на ошибки. Если код компилируется и тесты проходят, изменения продолжают движение по процессам. Если нет – разработчики сразу устраняют проблемы.

Без этой системы интеграции другие этапы просто не будут иметь смысла. Как только вы настроите эффективную систему непрерывной интеграции, вам будет проще добавить этапы доставки и развертывания.

Шаг 2: реализация непрерывной доставки

Непрерывная доставка (Continuous Delivery) — это следующий шаг после непрерывной интеграции. После успешного прохождения проверок интеграции пайплайн упаковывает код и отправляет его в тестовую среду. Здесь команда может проверить приложение, провести дополнительные тесты или сделать ручную проверку.

Зачем нужна непрерывная доставка? Чтобы убедиться, что код всегда готов к релизу. Не нужно ждать какого-то особого события – как только коммит проходит тесты, его можно развернуть. Этот подход предполагает гибкость, частые обновления и меньше стресса в дни релиза.

Вот как вы можете настроить непрерывную доставку:

1. В файл конфигурации добавьте шаг, который отвечает за отправку артефактов на тестовый сервер.
2. Укажите, как именно передавать собранные файлы на тестовый сервер.

Шаг 3: непрерывное развертывание

Последний этап — это непрерывное развертывание. Этот шаг автоматизирует выпуск изменений в рабочую среду. Если все тесты, проверки и оценки в тестовой среде пройдены успешно, пайплайн разворачивает код в живую среду без ручного вмешательства.

Зачем нужно непрерывное развертывание? Оно ускоряет доставку – новые функции быстро становятся доступными пользователям, а команды быстрее реагируют на обратную связь.

Чтобы настроить непрерывное развертывание добавьте соответствующие шаги в рабочую среду и интегрируйте необходимые учетные данные. Убедитесь, что у вас есть доступ к ресурсам, необходимым для развертывания.

После этого CI/CD пайплайн будет управлять процессом развертывания от начала до конца. Комбинация этих шагов создает безопасный пайплайн, который при первой возможности отсеивает небезопасный код. Этот заключительный этап сокращает задержки и повышает уверенность команды в каждом релизе.

Практический пример

Давайте рассмотрим простой пример настройки CI/CD пайплайна для веб-приложения. Предположим, что код находится на GitLab и команда хочет настроить пайплайн, который будет собирать приложение, запускать тесты и деплоить изменения.

Для этого они создают файл с именем .gitlab-ci.yml в главной директории проекта. Этот файл определяет этапы, задания и команды. Пайплайн будет собирать, тестировать, отправлять в тестовую среду и разворачивать код.

Ниже приведен пример конфигурации – этот фрагмент можно адаптировать для других CI/CD инструментов.

В этом примере каждый коммит запускает пайплайн. Задача сборки (build job) компилирует код, задача тестирования (test_job) выполняет тесты, задача развертывания в тестовой среде (staging_deploy) перемещает код на тестовый сервер, а задача развертывания в рабочей среде (production_deploy) выпускает код в рабочую среду, если коммит сделан в главную ветку.

Со временем команды могут добавлять интеграционные тесты или проверки качества кода. Также можно включить сканирование на известные уязвимости.

Распространенные сложности с внедрением CI/CD пайплайна и их решения

Внедрение CI/CD пайплайна может не только решать проблемы команды, но и прибавлять их. Например, иногда команды сталкиваются с медленными тестами, из-за чего пайплайн работает неэффективно. Другие беспокоятся о безопасности или интеграции нескольких сред. Однако у этих проблем есть решения.

Возможные решения:

• Параллельный запуск тестов сокращает время сборки.
• Кэширование зависимостей ускоряет сборку CI/CD пайплайна.
• Хранение конфиденциальной информации в зашифрованных переменных.
• Написание документации для новых членов команды, где описано, как настраивать CI/CD пайплайн.
• Использование тестовой среды, чтобы выявлять проблемы на ранних стадиях.

Ваш пайплайн будет становиться все более стабильным по мере того, как команда улучшает тесты, оптимизирует скрипты и рассматривает пайплайн как важную часть разработки.

Расширение пайплайна с помощью дополнительных проверок

Когда основные этапы отработаны и работают гладко, команды часто хотят еще больше улучшить качество CI/CD пайплайна. Возможные улучшения могут включать:

1. Статический анализ кода. Эта проверка анализирует стиль кода и обеспечивает его согласованность.
2. Сканирование безопасности. Пайплайн может выполнять сканирование на известные уязвимости или проверки зависимостей.
3. Тесты производительности. Пайплайн может измерять время отклика, чтобы убедиться, что новые изменения не ухудшают производительность.
4. Метрики покрытия кода. Отчет о покрытии помогает отслеживать, сколько кода протестировано.
5. Интеграция с системами отслеживания задач. Пайплайн может обновлять задачи или уведомлять команду, если тесты не проходят.

Этот процесс расширения проверок происходит постепенно. Начните с одной – если она окажется полезной, добавьте еще. Со временем ваш пайплайн охватит все важные аспекты и снизит количество проблемных ситуаций в рабочей среде.

Работа с несколькими средами

Во многих проектах есть несколько веток и сред. К счастью CI/CD пайплайн может справляться и с такими ситуациями. Например, в ветках разработки могут выполняться сокращенные тесты, в то время как в главных ветках проводятся полные тесты и развертывание на тестовую или рабочую среду.

Как это можно сделать:

1. Определите условия в конфигурации. Укажите, что задача развертывания в рабочей среде (production_deploy) выполняется только для главной ветки. Задача развертывания на тестовую среду может выполняться для любых веток, названных «feature-» или «release-».
2. Используйте переменные окружения. Когда вы работаете с несколькими средами, необходимо использовать переменные окружения. Пайплайн считывает эти переменные и применяет правильные настройки.
3. Стандартизация сред. Использование образов Docker или оркестрации контейнеров может помочь стандартизировать среды, уменьшить различия между разработкой, тестовой и рабочей средами. Это сделает пайплайн более последовательным и предсказуемым.

Правильно настроенный пайплайн будет поддерживать стабильность работы во всех ваших средах.

Масштабирование и поддержка пайплайнов

По мере развития проекта CI/CD пайплайн может адаптироваться к увеличению сложности. Если количество тестов растет, то могут понадобиться несколько сред для различных сценариев развертывания. Этот рост часто требует применения специальных методов масштабирования, которые позволят пайплайну обрабатывать множество коммитов одновременно.

Как это сделать:

1. Запускать задачи параллельно.
2. Использовать распределенные исполнители и кэширование, чтобы повторно использовать зависимости и сокращать время сборки.

С этими изменениями пайплайн останется эффективным, даже когда кодовая база и объем работы будут расти.

Поддержание производительности пайплайна в первую очередь включает периодические проверки его шагов и конфигураций. Регулярные пересмотры могут показать, что некоторые команды больше не нужны или что теги образов нуждаются в обновлении.

Как оценить эффективность CI/CD пайплайна

Время от времени командам будет полезно изменять эффективность CI/CD пайплайна. Вот какие метрики помогут это сделать:

• Среднее время сборки. Более короткое время означает более быструю обратную связь.
• Покрытие тестами. Высокое покрытие указывает на то, что код хорошо протестирован.
• Частота развертывания. Частые релизы показывают, что пайплайн поддерживает быструю доставку.
• Время на исправление неудачного теста. Быстрое исправление указывает на эффективное решение проблем.
• Результаты по безопасности. Меньшее количество уязвимостей означает более безопасный CI/CD пайплайн.

Если команды следят за этими метриками, им будет легче оптимизировать процессы. Например, если сборка начинает замедляться, команды могут быстро найти причину и внести изменения. Если покрытие тестами снижается, это сигнализирует о необходимости добавления или улучшения тестов для поддержания качества кода.

Аналогично, когда обнаруживаются уязвимости, команды могут сосредоточиться на проведении более тщательных проверок безопасности. Все вместе эти метрики дают четкий и практичный план для постоянного улучшения.

Заключение

Создание CI/CD пайплайна начинается с выбора подходящих инструментов, написания конфигураций и настройки основных этапов (сборка, тестирование и развертывание). Постепенно добавляя сложность пайплайну, команды создают надежный механизм, обеспечивающий стабильность кода при каждом коммите.

Хорошо реализованный CI/CD пайплайн повышает качество кода и ускоряет релизы. Вместо того чтобы полагаться на ручные проверки, автоматическая обратная связь быстро выявляет проблемы. Особенно важны тестовые среды – они позволяют командам безопасно тестировать функции перед их релизом. Со временем добавление проверок безопасности и тестов производительности помогает создать еще более эффективный и безопасный CI/CD пайплайн.

Такой подход в целом преобразует процесс разработки – позволяет находить ошибки на ранних стадиях, способствует частым и стабильным релизам и укрепляет уверенность команды. При вдумчивом планировании и постоянном совершенствовании CI/CD пайплайн становится фундаментом надежного, эффективного и готового к переменам рабочего процесса.