持續(xù)集成（Continuous Integration），也就是我們經(jīng)常說(shuō)的 CI，是現(xiàn)代軟件開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)。本文論述了當(dāng)前軟件開發(fā)過程中存在的問題，講解了持續(xù)集成、持續(xù)集成服務(wù)器的概念，最終探討了為什么我們需要持續(xù)集成來(lái)解決這些問題。

當(dāng)前軟件開發(fā)過程存在的問題

在沒有應(yīng)用持續(xù)集成之前，傳統(tǒng)的開發(fā)模式是這樣的：

• 項(xiàng)目一開始是先劃分好模塊，分配模塊給相應(yīng)的開發(fā)人員；
• 開發(fā)人員開發(fā)好一個(gè)模塊就進(jìn)行單元測(cè)試；
• 等所有的模塊都開發(fā)完成之后，由項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)所有代碼進(jìn)行集成；
• 集成后的項(xiàng)目由項(xiàng)目經(jīng)理部署到測(cè)試服務(wù)器上，被交由測(cè)試人員進(jìn)行集成測(cè)試；
• 測(cè)試過程中出現(xiàn) Bug 就提把問題記錄進(jìn)行 Bug 列表中；
• 項(xiàng)目經(jīng)理分配 Bug 給相應(yīng)的責(zé)任人進(jìn)行修改；
• 修改完成后，項(xiàng)目經(jīng)理再次對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行集成，并部署到測(cè)試服務(wù)器上；
• 測(cè)試人員在下一次的集成測(cè)試中進(jìn)行回歸測(cè)試；
• 通過通過之后就部署到生產(chǎn)環(huán)境中；
• 如果測(cè)試不通過，則重復(fù)上述“分配 Bug -> 修改 Bug -> 集成代碼 -> 部署到測(cè)試服務(wù)器上 -> 集成測(cè)試”工作。

這個(gè)過程中可能會(huì)出現(xiàn)如下問題：

1. Bug 總是在最后才發(fā)現(xiàn)

隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，軟件規(guī)模也在擴(kuò)大，軟件需求越來(lái)越復(fù)雜，軟件已經(jīng)不能簡(jiǎn)單地通過劃分模塊的方式來(lái)開發(fā)，往往需要在項(xiàng)目?jī)?nèi)部互相合作，模塊之間存在一定的依賴關(guān)系，那么早期就存在的 Bug 往往會(huì)在最后集成的時(shí)候才被發(fā)現(xiàn)。

2. 越到項(xiàng)目后期，問題越難解決

很多開發(fā)者需要在集成階段花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)尋找 Bug 的根源，加上軟件的復(fù)雜性，問題的根源很難定位。而且我們都清楚，間隔的時(shí)間越久，Bug 修復(fù)的成本越高，因?yàn)檫B開發(fā)人員自己都忘了當(dāng)初寫得是什么鬼代碼，從而不得不從頭閱讀代碼、理解代碼。

3. 軟件交付時(shí)機(jī)無(wú)法保障

正是因?yàn)槲覀儫o(wú)法及時(shí)修復(fù) Bug，或者是沒能在早期就修復(fù) Bug，從而令整個(gè)修復(fù) Bug 的周期拉長(zhǎng)了。不管怎么樣，我們不可能把明知存在 Bug 的軟件交付給客戶。

而且，大量沒有在前期預(yù)估到的工作量產(chǎn)生了——開發(fā)人員不得不花費(fèi)大把時(shí)間在查找 Bug 上；測(cè)試人員不斷的需要進(jìn)行回歸測(cè)試；項(xiàng)目經(jīng)理不得不疲命于該死的代碼的集成、部署這些重復(fù)性工作——最終導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目的周期拉長(zhǎng)，交付時(shí)間點(diǎn)往后拖。

4. 程序經(jīng)常需要變更

某些項(xiàng)目，程序會(huì)經(jīng)常需要變更，特別是敏捷開發(fā)的實(shí)踐者。由于產(chǎn)品經(jīng)理在與客戶交流過程中，往往實(shí)際的軟件就是最好的原型，所以軟件會(huì)被當(dāng)作原型作為跟客戶交流的工具。當(dāng)然，客戶最希望的當(dāng)然是客戶的想法能夠馬上反映到原型上，這會(huì)導(dǎo)致程序會(huì)經(jīng)常被修改的。那么也就意味著“分配 Bug -> 修改 Bug -> 集成代碼 -> 部署到測(cè)試服務(wù)器上 -> 集成測(cè)試”工作無(wú)形又爆增了。

5. 無(wú)效的等待變多

有可能開發(fā)在等集成其他人的模塊；測(cè)試人員在等待開發(fā)人員修復(fù) Bug；產(chǎn)品經(jīng)理在等待新版本上線好給客戶做演示；項(xiàng)目經(jīng)理在等待其他人提交代碼。不管怎么樣，等待意味低效。

6. 用戶的滿足度低

這里的用戶是廣義的，可以指最終的客戶，也可以是產(chǎn)品經(jīng)理、公司領(lǐng)導(dǎo)、測(cè)試人員，甚至可能是開發(fā)人員自己。你想想看，本來(lái)三個(gè)月做完的項(xiàng)目被拉長(zhǎng)到了九個(gè)月甚至一年，用戶能滿意嗎！產(chǎn)品經(jīng)理、公司領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)常需要拿項(xiàng)目作為演示的原型，結(jié)果告訴我在演示前一刻發(fā)現(xiàn)還有很多 Bug 沒有解決，項(xiàng)目啟動(dòng)不了無(wú)法訪問，這叫人情何以堪。

持續(xù)集成、持續(xù)集成服務(wù)器的概念

那么好了，在上面論述的這些問題中，我們發(fā)現(xiàn)有些工作是無(wú)法避免的，比如測(cè)試工作、修改程序、集成工作、部署工作。但其實(shí)在整個(gè)工作流程上，是存在可以優(yōu)化的空間的，比如，集成測(cè)試的工作是否可以提前做？可否有自動(dòng)化的手段來(lái)代替測(cè)試、集成、部署工作？圍繞這些，軟件行業(yè)的大師們提出“持續(xù)集成”口號(hào)。

1. 什么是持續(xù)集成、持續(xù)集成服務(wù)器

在軟件工程中，持續(xù)集成（CI）是指將所有開發(fā)者工作副本每天多次合并到主干的做法。 Grady Booch 在1991年的 Booch method 中首次命名并提出了 CI 的概念，盡管在當(dāng)時(shí)他并不主張每天多次集成。而 XP（Extreme programming，極限編程）采用了 CI 的概念，并提倡每天不止一次集成。

而持續(xù)集成服務(wù)器就是能夠采用自動(dòng)化的手段，來(lái)解放人的雙手，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目持續(xù)集成的工具。與之配套的軟件有 TeamCity、Jenkins、Go 等。

2. 怎么樣才算是“持續(xù)”

對(duì)于一天需要集成多少次數(shù)，并沒有一個(gè)明確的定義。一般就是按照自己項(xiàng)目的實(shí)際需要來(lái)設(shè)置一定的頻率，少則可能幾次，多則可能達(dá)幾十次?？梢栽O(shè)置按照代碼的變更來(lái)觸發(fā)集成，或者設(shè)置一個(gè)固定時(shí)間周期來(lái)集成，也可以手工點(diǎn)擊集成的按鈕來(lái)“一鍵集成”。

3. 持續(xù)集成的工作流程

• 當(dāng)開始更改代碼時(shí)，開發(fā)人員會(huì)從代碼庫(kù)（如 SVN、Git 等）獲取當(dāng)前代碼庫(kù)的副本。
• 當(dāng)其他開發(fā)人員將更改的代碼提交到代碼庫(kù)時(shí)，此副本將逐漸停止反映代碼庫(kù)中的代碼。代碼分支保持檢出的時(shí)間越長(zhǎng)，當(dāng)開發(fā)人員分支重新集成到主線時(shí)，多個(gè)集成沖突和故障的風(fēng)險(xiǎn)就越大。
• 當(dāng)開發(fā)人員向代碼庫(kù)提交代碼時(shí)，他們必須首先更新他們的代碼，以反映代碼庫(kù)中的最新更改。
• 當(dāng)存儲(chǔ)庫(kù)與開發(fā)人員的副本不同，他們必須要花時(shí)間來(lái)先處理沖突。

持續(xù)集成的好處

1. 解放了重復(fù)性勞動(dòng)

自動(dòng)化部署工作可以解放了集成、測(cè)試、部署等重復(fù)性勞動(dòng)，而且機(jī)器集成的頻率明顯可以比手工的高很多。

2. 更快地修復(fù)問題

由于持續(xù)集成更早的獲取變更，更早的進(jìn)入測(cè)試，也就能更早的發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的成本顯著下降。

3. 更快地交付成果

及早集成、及早測(cè)試減少了缺陷遺留到部署環(huán)節(jié)的機(jī)會(huì)。在某些情況下，更早地查找錯(cuò)誤還會(huì)減少解決錯(cuò)誤所需的工作量。

如果集成服務(wù)器對(duì)代碼進(jìn)行構(gòu)建過程中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，可以及時(shí)發(fā)送郵件或者短信提供給開發(fā)人員進(jìn)行修復(fù)。

如果集成服務(wù)器在部署環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前版本有問題不可用，集成服務(wù)器會(huì)將部署回退到上一個(gè)版本。這樣服務(wù)器上始終都會(huì)有一個(gè)可用的版本。

4. 減少手工的錯(cuò)誤

人與機(jī)器的一個(gè)最大的區(qū)別是，在重復(fù)性動(dòng)作上，人容易犯錯(cuò)，而機(jī)器犯錯(cuò)的幾率幾乎為零。所以，當(dāng)我們搭建完成集成服務(wù)器后，以后的事就交給集成服務(wù)器來(lái)打理吧。

5. 減少了等待時(shí)間

持續(xù)集成縮短了從開發(fā)、集成、測(cè)試、部署各個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間，從而也就縮短了中間可以出現(xiàn)的等待時(shí)間。持續(xù)集成，意味著開發(fā)、集成、測(cè)試、部署也得以持續(xù)。

6. 更高的產(chǎn)品質(zhì)量

集成服務(wù)器往往提供 Code review、代碼質(zhì)量檢測(cè)等功能。對(duì)代碼不規(guī)范或者有錯(cuò)誤的地方會(huì)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，也可以設(shè)置郵件、短信等進(jìn)行告警。而開發(fā)人員通過 Code review 也可以持續(xù)提高編程的能力。

持續(xù)集成的最佳實(shí)踐

1. 頻繁檢出代碼

為了讓你本地的副本和代碼庫(kù)中的版本最小差異化，建議頻繁檢出代碼。有時(shí)候代碼沖突無(wú)可避免，但最小差異化最容易解決。而且，越早發(fā)現(xiàn)的問題，解決成本也最低。

2. 頻繁提交代碼

這個(gè)與第1條的原理類似，頻繁提交代碼，可以讓其他人的檢出副本和代碼庫(kù)中的版本最小差異化。

3. 減少分支，回歸主干

雖然代碼管理工具都支持分支的概念，但應(yīng)盡量減少其使用。假設(shè)有多個(gè)分支并行，應(yīng)及早將變更集成到主干中，而不是同時(shí)維護(hù)軟件的多個(gè)版本。主干作為軟件開發(fā)的工作版本。

4. 使用自動(dòng)化構(gòu)建

可以使用 Maven、Ant 等來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化構(gòu)建，這些工具可以幫助你在構(gòu)建過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試。前提是你有寫單元測(cè)試用例，比如 JUnit 等。

5. 提交自測(cè)

在提交工作之前，每個(gè)程序員必須本地集成所有的代碼，做一個(gè)完整的構(gòu)建和運(yùn)行，并通過所有單元測(cè)試。這樣就減少了集成測(cè)試在集成服務(wù)器上構(gòu)建失敗的風(fēng)險(xiǎn)。

6. 當(dāng)前狀態(tài)對(duì)于每個(gè)人都可見

集成服務(wù)器在持續(xù)集成過程中發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)能發(fā)送告警給相關(guān)的干系人。同時(shí)，也可以在墻上等醒目的位置設(shè)置一個(gè)大屏顯示器，將集成服務(wù)器的狀態(tài)實(shí)時(shí)展現(xiàn)在大屏上，方便提醒組員“趕緊回去解決問題”！

持續(xù)集成可能會(huì)面臨的挑戰(zhàn)

1. 團(tuán)隊(duì)人員思想上的抵觸

• 無(wú)法接受新事物：不管怎么樣，求穩(wěn)心態(tài)的人還是多。總是有人認(rèn)為老的技術(shù)代表穩(wěn)定，新的事物往往會(huì)帶來(lái)問題。
• 認(rèn)為手工集成也沒有多少工作量：不是所有的人都參與到了整個(gè)持續(xù)集成的環(huán)節(jié)，所以沒有辦法認(rèn)識(shí)到問題全貌。

針對(duì)這個(gè)問題，可以通過設(shè)置一定的持續(xù)集成技術(shù)培訓(xùn)、宣講得到改觀。

2. 管理層的抵觸

• 培訓(xùn)持續(xù)集成需要投入資金啊，沒錢。
• 持續(xù)集成服務(wù)器要增加軟硬件成本啊，沒錢。
• 開發(fā)人員領(lǐng)了那么高的工資，多干活多加班應(yīng)該啊。

針對(duì)這一點(diǎn)，可以從開發(fā)人員的成本和持續(xù)集成的投入（軟硬件）的成本上兩者做下估算。

3. 生產(chǎn)環(huán)境的復(fù)雜

• 比如部署的生成環(huán)境是在政務(wù)外網(wǎng)，無(wú)法從互聯(lián)網(wǎng)直接訪問等。

目前，這個(gè)是最麻煩的，還在研究中。初步設(shè)想是讓政務(wù)外網(wǎng)開辟一個(gè)白名單，給持續(xù)集成服務(wù)器設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的通道。只是思路，未驗(yàn)證。

當(dāng)然，考慮到目前的工作的實(shí)際，可以先持續(xù)部署軟件到自己公司的演示服務(wù)器上，這樣，起碼先解決了客戶和產(chǎn)品經(jīng)理溝通所使用的原型問題。 畢竟，客戶真實(shí)使用的軟件在更新的頻率上可以適度的放寬。