CD/CD持续集成与持续部署（CI/CD）

持续集成 (CI)

概念

持续集成（Continuous Integration，CI）是一种软件开发实践，旨在通过频繁地将代码集成到共享仓库中，并进行自动化构建和测试，从而尽早发现和解决集成问题，提高软件开发效率和质量。

流程

一个典型的 CI/CD 流程包括以下步骤：

1. 代码提交： 开发人员将代码提交到代码仓库（如 GitHub）。
2. 触发构建： 代码提交触发 CI 系统（如 GitHub Actions）。
3. 自动化构建： CI 系统自动构建项目，包括编译、打包等步骤。
4. 自动化测试： CI 系统自动运行单元测试、集成测试等，确保代码质量。
5. 代码检查： CI 系统进行代码风格检查和静态代码分析。
6. 构建结果反馈： CI 系统将构建和测试结果反馈给开发人员。

GitHub Actions

GitHub Actions 是 GitHub 提供的 CI/CD 服务，可以直接在 GitHub 仓库中配置和运行 CI/CD 流程。

核心概念

• Workflow（工作流）： 一个 Workflow 定义了一个自动化流程，包含一个或多个 Jobs。Workflow 配置文件通常位于 .github/workflows 目录下，使用 YAML 格式。
• Job（任务）： 一个 Job 是一组在同一个 runner 上执行的 steps。
• Step（步骤）： 一个 Step 可以是一个 shell 命令，也可以是一个 Action。
• Action（动作）： 一个 Action 是一个可重用的组件，可以执行特定的任务，例如代码检查、构建、测试、部署等。
• Runner（运行器）： 一个 Runner 是一个运行 Job 的服务器。GitHub 提供了托管的 Runner，也可以使用自建的 Runner。
• Event（事件）： 触发 Workflow 运行的事件，例如 push、pull_request 等。

示例 Workflow

name: CI
 
on:
  push:
    branches: [ "main" ]
  pull_request:
    branches: [ "main" ]
 
jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-latest
 
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      - name: Use Node.js 16
        uses: actions/setup-node@v3
        with:
          node-version: 16
      - name: Install dependencies
        run: npm install
      - name: Run tests
        run: npm test
      - name: Build
        run: npm run build

这个 Workflow 定义了一个名为 “CI” 的流程，当 main 分支有代码提交或 Pull Request 时触发。它包含一个名为 “build” 的 Job，在 ubuntu-latest 运行器上执行。Job 包含以下步骤：

1. 使用 actions/checkout@v3 Action 检出代码。
2. 使用 actions/setup-node@v3 Action 安装 Node.js 16。
3. 使用 npm install 命令安装项目依赖。
4. 使用 npm test 命令运行测试。
5. 使用 npm run build 命令构建项目。

最佳实践

• 保持 Workflow 简洁： 将复杂的任务分解为多个小的 Step 或 Action，提高可读性和可维护性。
• 使用 Action： 尽量使用现有的 Action，避免重复造轮子。
• 缓存依赖： 使用 actions/cache Action 缓存依赖，加快构建速度。
• 并行执行 Job： 将独立的 Job 并行执行，缩短构建时间。
• 使用矩阵构建： 使用矩阵构建在不同的环境或配置下运行测试。
• 安全地存储密钥： 使用 GitHub Secrets 安全地存储敏感信息，例如 API 密钥、数据库密码等。
• 监控 Workflow： 监控 Workflow 的运行状态，及时发现和解决问题。
• 编写测试： 编写充分的单元测试和集成测试，确保代码质量。
• 代码检查： 使用 ESLint、Prettier 等工具进行代码检查，保持代码风格一致。
• 及时修复： 一旦发现构建或测试失败，及时修复问题，避免问题积累。

持续部署 (CD)

概念

持续部署（Continuous Deployment，CD）是持续交付的更进一步，它指的是将通过了所有自动化测试的代码更改自动发布到生产环境。这意味着每次代码提交通过 CI 流程后，都会自动部署到生产环境，无需人工干预。

持续交付 vs 持续部署

• 持续交付（Continuous Delivery）： 确保软件可以可靠地发布，但发布需要手动触发。
• 持续部署（Continuous Deployment）： 自动将每个通过测试的代码更改发布到生产环境。

流程

一个典型的持续部署流程包括以下步骤：

1. 代码提交： 开发人员将代码提交到代码仓库（如 GitHub）。
2. 触发 CI/CD： 代码提交触发 CI/CD 系统（如 GitHub Actions）。
3. 自动化构建： CI/CD 系统自动构建项目，包括编译、打包等步骤。
4. 自动化测试： CI/CD 系统自动运行单元测试、集成测试、端到端测试等，确保代码质量。
5. 代码检查： CI/CD 系统进行代码风格检查和静态代码分析。
6. 部署前准备： CI/CD 系统进行部署前的准备工作，例如备份数据库、创建部署目录等。
7. 部署到生产环境： CI/CD 系统将构建好的代码部署到生产环境。
8. 自动化测试（生产环境）： 在生产环境运行自动化测试，确保部署成功。
9. 监控： 监控应用程序的性能和错误，及时发现和解决问题。
10. 回滚（可选）： 如果部署失败或出现问题，自动回滚到上一个版本。

部署策略

• 蓝绿部署（Blue-Green Deployment）： 维护两个相同的环境，一个为蓝色环境（当前生产环境），一个为绿色环境（新版本）。将新版本部署到绿色环境，测试通过后，将流量切换到绿色环境，蓝色环境作为备用。
• 滚动部署（Rolling Deployment）： 逐步将新版本部署到生产环境，每次只更新一部分服务器。
• 金丝雀发布（Canary Release）： 将新版本部署到一小部分用户，收集反馈并监控性能，如果一切正常，逐步将新版本推广到所有用户。
• 特性开关（Feature Flags）： 将新特性部署到生产环境，但默认关闭。通过特性开关控制新特性的启用和禁用。

GitHub Actions 实现持续部署

可以使用 GitHub Actions 实现持续部署。以下是一个示例 Workflow：

name: CD
 
on:
  push:
    branches: [ "main" ]
 
jobs:
  deploy:
    runs-on: ubuntu-latest
    needs: build # 依赖于 build job
 
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      - name: Deploy to production
        run: |
          # 你的部署脚本
          echo "Deploying to production..."
          # 例如：
          # ssh user@your-server "cd /var/www/your-app && git pull && npm install && npm run build && pm2 restart your-app"

这个 Workflow 定义了一个名为 “CD” 的流程，当 main 分支有代码提交时触发。它包含一个名为 “deploy” 的 Job，在 ubuntu-latest 运行器上执行。Job 包含以下步骤：

1. 使用 actions/checkout@v3 Action 检出代码。
2. 运行部署脚本，将代码部署到生产环境。

注意： 上述示例只是一个简单的示例，实际的部署脚本需要根据你的具体情况进行编写。

最佳实践

• 自动化一切： 尽可能自动化所有部署步骤，减少人工干预。
• 监控： 监控应用程序的性能和错误，及时发现和解决问题。
• 回滚： 确保可以快速回滚到上一个版本，以应对部署失败或出现问题的情况。
• 安全： 确保部署过程的安全性，例如使用 SSH 密钥进行身份验证，保护敏感信息。
• 测试： 在生产环境运行自动化测试，确保部署成功。
• 小批量发布： 采用小批量发布策略，例如金丝雀发布，降低风险。
• 文档： 编写详细的部署文档，方便团队成员理解和维护。
• 基础设施即代码（Infrastructure as Code）： 使用代码管理基础设施，例如 Terraform、Ansible 等，提高可维护性和可重复性。