Что такое CI/CD: принципы, инструменты и преимущества для бизнеса

При разработке программного обеспечения скорость и качество выпускаемого продукта играют важную роль. Современные подходы и процессы нацелены на ускоренную доставку новых функций конечным пользователям. При этом стабильность и надёжность приложений и сервисов не ухудшаются. Одним из таких процессов является CI/CD, который включает в себя набор практик и инструментов, позволяющих автоматизировать процессы сборки, тестирования и развёртывания кода. Сегодня мы рассмотрим, что представляет собой CI/CD, его этапы, а также изучим процесс его внедрения.

CI/CD (от англ. Continuous Integration — непрерывная интеграция и Continuous Delivery — непрерывная доставка) — это методология разработки ПО, в основу которой заложено использование автоматизации для непрерывного тестирования, непрерывной интеграции, непрерывной доставки и непрерывного развертывания программного обеспечения. Процессы CI/CD не только ускоряют саму разработку, но также повышают качество продукта при его доставке и помогают поддерживать высокое качество программного обеспечения на всех этапах его разработки и эксплуатации.

Термин CI/CD состоит из двух взаимосвязанных процессов — Continuous Integration и Continuous Delivery. Рассмотрим эти процессы подробнее.

CI (Continuous Integration): представляет собой автоматизированный процесс подготовки кода к развертыванию. Во время разработки программисты регулярно вносят изменения (коммиты) в общий репозиторий (например, в GitHub или GitLab), после чего запускаются автоматические тесты и начинается сборка продукта. CI позволяет выявлять ошибки на ранних этапах разработки.

CD (Continuous Delivery): автоматизирует подготовку кода к развертыванию. После успешного тестирования кода он автоматически подготавливается для развертывания в продуктивной среде.

Термин CD охватывает сразу два понятия — Continuous Delivery и Continuous Deployment. Хотя процессы Continuous Delivery и Continuous Deployment имеют много общего, между ними есть существенное различие, которое заключается в наличии или отсутствии ручного подтверждения перед выпуском релиза. Continuous Delivery требует ручного подтверждения, тогда как Continuous Deployment автоматически развертывает код без ручного подтверждения после успешного прохождения всех тестов.

Архитектура методологии CI/CD построена на семи различных этапах. Каждый из них является важным звеном в цепочке процесса. Разберём каждый этап более подробно.

Создание любого продукта начинается с его планирования. Определяются требования к будущему сервису, его архитектуре и функционалу. На данном этапе активно используются методики управления проектами, такие как Agile, Scrum, Kanban.

Программисты пишут код приложения, исправляют ошибки. Тестирование работоспособности происходит локально. После этого все внесённые изменения коммитятся и отправляются в удалённый репозиторий проекта. Как правило, для каждой разрабатываемой функции используется отдельная ветка. Далее происходит процесс объединения (merge request) всех ранее внесённых изменений в главную ветку (обычно называемую main или master), в которой хранится версия готового работоспособного приложения.

На этапе автоматической сборки происходит сборка всех частей кода в единое целое. Сборка включает компиляцию кода, создание артефактов (при необходимости) и подготовку к развёртыванию. Поскольку сборка проекта осуществляется полностью в автоматическом режиме, это исключает человеческие ошибки и ускоряет процесс.

После того как проект собран, начинается процесс тестирования. После автоматических тестов готовая сборка отправляется на ручное тестирование для тщательной проверки на наличие функциональных и критических ошибок. На данном этапе важно обнаружить все ошибки, которые могут привести к потенциальным проблемам, чтобы релиз не пришлось отзывать.

После того как приложение полностью протестировано, при необходимости вносятся исправления, и готовится финальный релиз, который будет использоваться в production-среде.

Релизная версия приложения отправляется на серверы или другие окружения (кластеры Kubernetes, облачные решения) и автоматически разворачивается в необходимой среде (dev, stage, production).

Когда продукт опубликован для конечных пользователей, начинается процесс отслеживания его работоспособности. Активно используются системы для сбора метрик с последующим построением визуализаций, например, с помощью инструментов Prometheus и Grafana. Также процесс поддержки включает обработку инцидентов от пользователей.

Как и любая другая технология, методология CI/CD обладает своими достоинствами и недостатками, которые необходимо учитывать, прежде чем начать использовать её в своих проектах.

Среди преимуществ можно выделить:

• Ускорение процесса разработки и выпуска продукта: благодаря использованию автоматизации происходит сокращение времени, необходимого для публикации готового продукта.
• Повышение качества разрабатываемых приложений: использование автоматических тестов приводит к снижению количества ошибок, что благоприятно сказывается на качестве.
• Снижение рисков: при использовании практик CI/CD можно легко откатывать внесённые изменения. Это снижает риски при возникновении критических проблем.
• Гибкость и масштабируемость: возможность создавать несколько окружений (dev, staging, production). Богатый выбор инструментов, которые можно интегрировать в процессы CI/CD.
• Улучшение командной работы: использование автоматизации позволяет разработчикам сосредоточиться на написании кода и исправлении ошибок, не тратя время на процесс настройки инфраструктуры и организацию процессов публикации разрабатываемых сервисов.
• Интеграция инструментов безопасности: возможность интегрировать различные инструменты безопасности: SAST, DAST, SCA, сканеры образов и т.д.

Несмотря на то что методология CI/CD обладает множеством преимуществ, у неё есть недостатки, которые могут осложнить внедрение и использование. К недостаткам можно отнести:

• Сложность настройки: внедрение, настройка и поддержка CI/CD — сложный процесс, который требует глубоких знаний и опыта.
• Зависимость от инструментов: использование конкретных инструментов может привести к зависимости от них, что в будущем может создать трудности, когда потребуется заменить инструменты или процессы.
• Высокие затраты на первоначальных этапах внедрения: когда команда решает перейти к использованию методологии CI/CD, ей необходимо время на внедрение, выбор соответствующих инструментов, а также обучение команды.

Настройка CI/CD зависит от стека технологий, инструментов, инфраструктуры и требований к выпускаемым сервисам. Процесс внедрения CI/CD на проекте состоит из нескольких основных этапов, перечисленных ниже:

Выбор инструмента CI/CD: первый шаг заключается в выборе платформы. На рынке представлены различные CI/CD-инструменты, каждый из которых обладает своим функционалом. Среди таких инструментов можно выделить: GitLab, GitHub Actions, Jenkins, CircleCI, Travis CI.

Интеграция с системой контроля версий: выбранный CI/CD-инструмент необходимо интегрировать с системой контроля версий, например, Git. Некоторые сервисы, такие как GitLab и GitHub, могут хранить код и работать с CI/CD в рамках своей экосистемы без необходимости подключения внешних систем контроля версий.

Настройка CI/CD процессов и определение этапов пайплайна: происходит настройка этапов CI и CD. Также определяются, какие этапы будут включены в пайплайн: сборка, тестирование, развертывание, мониторинг. Настраивается автоматизация для каждого этапа.

Тестирование и отладка: после настройки процессов начинается этап тестирования и поиска ошибок. Необходимо убедиться, что этап CI выполняется корректно: на нём происходит сборка кода и запуск тестов. На этапе CD собранный и проверенный код должен быть развёрнут в заранее заданном окружении и необходимой среде.