مفهوم CI/CD چیست؟ راهنمای ادغام، آزمایش و تحویل مداوم در برنامه نویسی

زمان تخمینی مطالعه: 12 دقیقه

مفهوم CI/CD تیم‌های توسعه را قادر می‌سازد تا به‌روزرسانی‌های نرم‌افزار را به دفعات و با اطمینان بیشتری انجام دهند. این روش چابک و مبتنی بر DevOps به شرکت‌ها این توانایی را می‌دهد تا با اهداف تجاری و نیازهای مشتری همگام شوند. این مقاله در پی ارائه مفهوم CI/CD در برنامه نویسی می‌باشد.

مفهوم CI/CD چیست؟

مفهوم CI/CD مجموعه‌ای از اقدامات است که مراحل ساخت، آزمایش و استقرار توسعه نرم‌افزار را خودکار می‌کند. اتوماسیون زمان‌بندی تحویل را کاهش می‌دهد و قابلیت اطمینان را در طول چرخه عمر توسعه افزایش می‌دهد. CI در CI/CD مخفف ادغام پیوسته(continuous delivery) است. CD به تحویل مداوم یا استقرار مداوم اشاره دارد، بسته به اینکه تیم چگونه تغییرات کد را برای تولید انتخاب می‌کند.

ادغام پیوسته و تحویل مداوم دو فرآیند مجزا در CI/CD هستند و اهداف متفاوتی دارند:

در واقع CI مراحل ساخت و آزمایش خودکار را اجرا می‌کند تا اطمینان حاصل کند که تغییرات کد به طور قابل اعتماد در مخزن مرکزی ادغام می‌شوند. CD روشی سریع و یکپارچه برای تحویل کد به کاربران نهایی ارائه می‌دهد. هدف CI/CD کمک به توسعه دهندگان برای توسعه نرم‌افزار با سرعت و کارایی است. این تیم به طور مداوم کد را تولید کرده و یک جریان مداوم از ویژگی‌های جدید و رفع اشکال را اجرا می‌کند.

یکپارچه‌سازی پیوسته

یکپارچه‌سازی مداوم(Continuous Integration)، روشی است که به‌روزرسانی‌ها را به‌طور مداوم در یک پایگاه کد یکپارچه می‌کند. CI یک فرآیند سازگار و خودکار برای ساخت، بسته‌بندی و آزمایش نرم‌افزار جدید ارائه می‌دهد. با CI، توسعه‌ دهندگان تغییرات کد (چه اصلاحی یا نوآورانه) را در یک مخزن مشترک انجام می‌دهند. به روز رسانی‌ها همیشه کوچک هستند و ردیابی آنها را آسان می‌کند. هر ادغام جدید یک توالی ساخت و آزمایش خودکار را آغاز می‌کند. این فرآیند بازخورد سریعی را به توسعه‌دهنده ارائه می‌کند و هر گونه خطا را اطلاع می‌دهد. در حالت ایده‌آل، حلقه بازخورد CI نباید بیش از 10 دقیقه طول بکشد. ساخت و ادغام باید تا آنجا که ممکن است، به طور ایده‌آل چندین بار در روز اتفاق بیفتد.

روش CI برای پروژه‌های بزرگ با توسعه دهندگان متعددی که به طور مستقل روی برنامه‌های پیچیده کار می‎‌کنند ایده‌آل است. تولیدات خودکار به تیم اجازه می‌دهد تا از ادغام درگیری‌ها، باگ‌ها و تلاش‌های مجدد جلوگیری کند.

تحویل مداوم

تحویل مداوم(Continuous Delivery) از جایی شروع می‌شود که یکپارچگی مداوم به پایان می‌رسد. CD به توسعه دهندگان این امکان را می‌دهد که تغییرات نرم‌افزاری منظم (ویژگی‌های جدید، بهبودها، رفع اشکال) را در محیط‌های مختلف و کاربران نهایی در هر زمان اجرا کنند. تمام کدهایی که وارد فرآیند CD می‌شوند باید ابتدا از CI عبور کنند. نسخه‌های نرم‌افزاری کوچک‌تر و مکرر، اختلال کمتری ایجاد می‌کنند و در صورت بروز مشکل، عیب‌یابی یا بازگرداندن آن آسان‌تر است. این تیم همچنین توانایی ارائه سریع ویژگی‌های جدید را دارد و به شرکت کمک می‌کند تا نیازهای مشتری را بهتر برآورده کند.

تست مداوم

تست مداوم تمرین اجرای تست‌های خودکار است، در حالی که تغییرات کد از طریق CI و CD انجام می‌شود. یک فرآیند CI/CD می‌تواند انواع مختلفی از تست‌ها را داشته باشد:

• تست واحد Unit testing (آزمایش CI که از انجام صحیح عملکردهای فردی در طول فرآیند ساخت اطمینان می‌دهد)
• تست یکپارچه‌سازی Integration testing (بررسی می‌کند که آیا اجزا و سرویس‌ها همه با هم کار می‌کنند)
• تست عملکرد Functional testing (اطمینان حاصل می‌کند که این ویژگی همانطور که تیم انتظار دارد عمل می‌کند)
• تست پذیرش Acceptance testing (عملکرد، مقیاس‌پذیری، استرس، ظرفیت و غیره)
• تجزیه و تحلیل کد استاتیک (بررسی مشکلات نحوی و آسیب پذیری‌ها)
• تست‌های خودکار مانند تست API و تست امنیتی

هر فرآیند CI/CD همه این تست‌ها را ندارد، اما هدف آزمایش مداوم همیشه یکسان است. آزمایش مداوم مشکلات را به سرعت پیدا می‌کند و قبل از ایجاد اشکال در تولید به تیم هشدار می‌دهد.

خط لوله CI/CD چیست؟

خط لوله CI/CD یک مسیر گام به گام قابل اجرا است که همه نرم‌افزارها در طول چرخه عمر توسعه خود دنبال می‌کنند. یک خط لوله معمولی کد می‌سازد، آزمایش‌ها را اجرا می‌کند و نسخه جدیدی از برنامه را با خیال راحت اجرا می‌کند. خطوط لوله خودکار چندین مزیت را برای تیم‌ها فراهم می‌کند:

• استقرار سریع به روز رسانی‌های نرم‌افزاری جدید
• فرآیندهای ساخت و آزمایش قابل اعتماد
• اشکالات و خطاهای کمتری به تولید ختم می‌شود
• گزارش‌های شفاف تمام تغییرات، آزمایش‌ها و استقرار کدها

خطوط لوله CI/CD نحوه ایجاد نرم‌افزار توسط توسعه دهندگان را تغییر نمی‌دهد. در غیاب یک خط لوله خودکار، مهندسان همچنان باید همان مراحل را به صورت دستی انجام دهند. با این حال، رویکرد دستی کمتر سازنده است، زیرا تیم باید به جای نوشتن نرم‌افزار، روی کارهای تکراری و رفع خطاها تمرکز کند.

مراحل خط لوله CI/CD

یک خط لوله معمولی CI/CD دارای چهار مرحله اصلی است: commit، build، test و Deployment.

یک روش معمول این است که در پایان هر مرحله اعلان‌ها را تنظیم کنید. هشدارها و گزارش‌ها در نقاط حساس، اعضای تیم را همگام می‌کنند. مرحله آزمایش بیشتر بین خطوط لوله مختلف تغییر می‌کند. بسته به اندازه پروژه، مرحله آزمایش می‌تواند از چند ثانیه تا چند ساعت طول بکشد. برخی از پروژه‌های بزرگ حتی در چند فاز آزمایش می‌شوند. در این تنظیمات، آزمایش‌ها معمولاً به صورت موازی اجرا می‌شوند تا در زمان صرفه‌جویی کنند. خطوط لوله پیچیده‌تر علاوه بر چهار مرحله اصلی، مراحل اضافی دیگری نیز دارند، مانند همگام سازی داده‌ها، اصلاح برنامه‌ها و کتابخانه، یا آرشیو منابع اطلاعاتی.

مزایای CI/CD

مزایای مفهوم CI/CD در ادامه اشاره شده است:

– انتشار سریع‌تر و قابل اطمینان‌تر

CI/CD روند توسعه را سرعت می‌بخشد و به محصول اجازه می‌دهد تا به سرعت به دست کاربر برسد. خط لوله همچنین خطر را در هنگام ساخت کد کاهش می‌دهد و به توسعه دهندگان این امکان را می‌دهد که به جای رفع خطاها، روی کدنویسی تمرکز کنند.

– دید بیشتر

خط لوله CI/CD به تیم‌ها اجازه می‌دهد تا ساختارها و نتایج آزمایش را با جزئیات تجزیه و تحلیل کنند. شفافیت بیشتر زمینه‌های بالقوه بهبود در فرآیند توسعه را نشان می‌دهد. توسعه دهندگان به راحتی مراحل را طی می‌کنند، ناکارآمدی‌ها را پیدا می‌کنند و فرآیند را برای افزایش بهره‌وری بهینه می‌کنند.

– تشخیص زودهنگام باگ

انواع مختلفی از تست‌های خودکار اکثر مشکلات باگ را در مراحل اولیه شناسایی می‌کنند. بین تست‌های خودکار و بررسی‌های دستی QA، مفهوم CI/CD فضای کمی برای سورپرایز باگ‌های لحظه آخری باقی می‌گذارد.

– حلقه‌های بازخورد سریع

ارائه به‌روزرسانی‌ها با سرعت سریع منجر به بازخورد ثابت کاربر می‌شود. با استفاده از ویژگی‌های تست A/B و آزمایش نسخه‌های اولیه محصولات با کاربران، از ورودی کاربر استفاده کنید.

– تیم‌های توسعه‌دهنده و عملیات شادتر

CI/CD به توسعه دهندگان اجازه می‌دهد تا تغییرات کد را با کارهای دستی کمتر و رفع خطای کمتر انجام دهند. تیم‌های عملیات به دلیل محیط‌های استاندارد، آزمایش‌ها در فرآیند تحویل، متغیرهای محیطی مجزا و برگشت‌های خودکار از ثبات برخوردارند.

اصول اساسی CI/CD

– اتوماسیون را لمس کنید

یک فرآیند دستی، قابل تکرار یا قابل اعتماد نیست تا زمانی که آن را به کد تبدیل کرده و در صورت نیاز آن را اجرا کنید. یک تیم باید تا حد امکان بسیاری از فرآیندها، از جمله آزمایش‌ها، انتشارها و تغییرات پیکربندی را خودکار کند.

– استراتژی‌های تست خود را بهینه کنید

راه اندازی استاندارد CI/CD تست‌های مختلفی را به صورت موازی اجرا می‌کند تا زمان تست را کاهش دهد. با این حال، تیم نباید همه انواع تست‌ها را همزمان اجرا کند. به عنوان مثال، اگر یک تست واحد پایه قبلاً شکست خورده باشد، اجرای تست‌های وقت گیر UI بی‌معنی است.

خط لوله(pipline) خود را طوری تنظیم کنید که دارای چندین مرحله باشد که در آن ابتدا آزمایشات سریع و اساسی (اسکن امنیتی، تست واحد و غیره) اجرا می‌شود. هنگامی که کد تست‌های اولیه را پشت سر گذاشت، خط لوله آماده اجرای تست‌های یکپارچه‌سازی، API و UI است.

– از محیط‌های سازگار استفاده کنید

یک خط لوله CI/CD قابل اعتماد نیست اگر در هر اجرا محیط را اصلاح کند. هر گردش کار را از همان محیط ایزوله شروع کنید و از سازگاری بین پروژه‌ها اطمینان حاصل کنید.

– ورژن کنترل همه چیز

کنترل نسخه به شما امکان می‌دهد تغییرات کد را ردیابی کنید و در صورت لزوم به استقرارهای قبلی بازگردید. پیکربندی‌ها، اسکریپت‌ها، پایگاه‌های داده و مستندات باید از طریق کنترل نسخه برای ردیابی ویرایش‌ها و اطمینان از سازگاری انجام شوند.

– اجرای تست‌های رگرسیون در محیط‌های محلی

تیم باید تمام یا زیرمجموعه‌ای از تست‌های رگرسیون را در محیط‌های محلی خود اجرا کند. تست‌های محلی تضمین می‌کنند که توسعه‌دهندگان تنها پس از آزمایش‌های رگرسیون تغییرات را بررسی می‌کنند. این تمرین به عیب‌یابی مشکلات قبل از رسیدن کد به سایر توسعه دهندگان کمک می‌کند.

– استفاده از زیرساخت به عنوان کد (IaC)

CI/CD کارآمد به استقرار زیرساخت منعطف و سازگار متکی است. زیرساخت به عنوان کد (Infrastructure as Code) توسعه دهندگان را قادر می‌سازد تا محیط‌های فناوری اطلاعات را با اسکریپت‌های خودکار فراهم کنند.

IaC یک تمرین ضروری DevOps است که مسائل مربوط به تنظیمات دستی زیرساخت و تغییرات پیکربندی را حذف می‌کند.

–توسعه در تکرارهای کوچک

تیم باید در تکرارهای کوچک کار کند. اگر در شاخه‌های ویژه رشد کنید، آنها نباید بیش از یک روز عمر کنند. اگر به‌روزرسانی به زمان بیشتری برای توسعه نیاز دارد، از پرچم‌های ویژگی استفاده کنید اما تکرارها را کوچک نگه دارید.

– دنبال مناطق بهبود باشید

اندازه گیری کنید که تیم چقدر طول می‌کشد تا کد بسازد و وارد تولید شود. معیارهای کلیدی DevOps به شما کمک می‌کند بفهمید که آیا تیم به سرعت به کاربران ارزش می‌دهد و کدام مراحل خط لوله نیاز به بهینه‌سازی دارند. شما همچنین باید اثربخشی هر استقرار را نظارت کنید. حلقه بازخورد به اندازه گیری معیارهایی مانند درآمد کسب و کار، نرخ تبدیل کاربر و زمان تعامل کمک می‎کند. از این آمار برای شناسایی فرصت‌های بهبود و استفاده از آنها در خط لوله خود استفاده کنید.

– تقویت امنیت خط لوله

خطوط لوله حاوی داده‌های ارزشمندی هستند و به یک مخزن متمرکز دسترسی دارند. اقدامات لازم را برای اطمینان از امنیت بهینه سیستم CI/CD خود انجام دهید.

بسته به سطح ریسک خود، استفاده از هویت پیشرفته و سیستم‌های مدیریت دسترسی ممتاز و VPN ها را برای دسترسی در نظر بگیرید.

بهترین ابزارهای مفهوم CI/CD

یک ابزار CI/CD به تیم‌های DevOps کمک می‌کند تا یک خط لوله ایجاد کنند و مراحل یکپارچه‌سازی، استقرار و آزمایش را خودکار کنند. در اینجا لیستی از محبوب‌ترین ابزارهای CI/CD که می‌توانید از بین آنها انتخاب کنید آمده است:

• Jenkins: یک سرور اتوماسیون که می‌تواند هر چیزی از CI ساده گرفته تا خط لوله CI/CD پیچیده را مدیریت کند.
• TeamCity: یک سرور CI که به ساخت و استقرار پروژه‌ها با تنظیمات و پیکربندی‌های قابل استفاده مجدد کمک می‌کند.
• Spinnaker: یک پلت فرم CD منبع باز ایده‌آل برای محیط‌های چند ابری.
• GoCD: سرور CI/CD که بر مدل‌سازی و تجسم تأکید دارد.
• CircleCI: یک ابزار CI/CD مبتنی بر ابر انعطاف‌پذیر و مناسب برای پروژه‌های کوچکتر.
• Travis CI: ابزاری مبتنی بر روبی با ماتریس ساخت قوی.
• Bamboo: یک سرور CI با پشتیبانی از چندین پشته برتر (Docker، AWS، Amazon S3، Git، CodeDeply، Mercurial) و تا صدها عامل ساخت راه دور.

اکثر خطوط لوله همچنین شامل انواع ابزار DevOps هستند که صرفاً برای مفهوم CI/CD نیستند. ابزارهای زمان اجرا کانتینر (Docker، rkt)، ارکستراسیون کانتینر (Kubernetes)، و اتوماسیون پیکربندی (Ansible، Chef، Puppet، و غیره) به طور منظم در گردش‌های کاری CI/CD نشان داده می‌شوند.

راهی سریع‌تر و قابل اعتمادتر برای ساختن نرم افزار

چرخه توسعه قوی‌تر که تحویل نرم افزار را تسریع می‌کند برای رقابتی ماندن در صنعت IT بسیار مهم است. تیم خود را به سمت مفهوم CI/CD سوق دهید تا شروع به توسعه نرم افزار با سرعت، دقت و تاثیر بیشتر کند.