探索CI/CD最佳实践与现代趋势
CI/CD是现代软件开发的重要组成部分，如自动化、更高质量和更快的上市时间。然而，我们不应忘记安全性。
让我们从统计数据开始：持续集成、部署和交付是2024年和2025年IT投资的首要任务之一。确切地说，根据GitLab的2024年全球DevSecOps报告，它排名第8位（而安全性是最高优先级！）。然而，这并不应该令人惊讶，因为CI/CD实践为IT团队带来了很多好处——它有助于加速软件交付并更早地检测漏洞和错误。
在这篇博客文章中，我们专注于CI/CD最佳实践和现代趋势。但首先，让我们回顾一下持续集成和持续交付是什么。
什么是CI/CD
首先，我们同意自动化是成功DevOps的基础之一。实现这一点的一种方法是实施满足现代软件开发需求的CI/CD流水线。
顺便说一下，许多转向DevOps的组织在弥合开发和运维之间的差距方面取得了突破。现在，既然CI/CD是DevOps的关键部分，让我们来分解它！
每个包只构建一次
一个核心原则是构建部署工件一次，然后通过流水线的所有阶段（从测试到预发布和生产）推广同一个包。这确保了正在测试的代码与正在部署的代码完全相同，消除了环境之间的不一致。
持续集成：关键说明
持续集成是指频繁自动地将代码更改集成到共享源代码仓库的过程。为了实现成功的CI，在合并开发人员对应用程序所做的更改后，必须验证这些更改。这是通过自动构建应用程序并运行一系列不同的自动化测试来完成的。
通常的测试包括单元测试和集成测试，因为它们保证了这些新更改不会破坏应用程序。这种方式使测试变得全面，因为该方法不仅涵盖了小的独立函数和类，还涵盖了构成整个应用程序的不同模块。这个过程的关键好处是能够非常快速地查看新旧代码之间是否存在冲突，然后简单地频繁解决任何错误和错误，从而节省时间。
持续交付和部署：让我们分解一下
另一方面，持续交付是关于自动将已完成的代码交付到测试和开发环境等。这样，代码移动到上述环境的过程也是自动化和一致的。然后，我们有持续部署。通过测试阶段的更改将自动交付到生产环境，这会导致许多生产部署。
根据Google Cloud和DORA的2023年DevOps状况报告，更快的代码审查（CI/CD的关键组成部分）往往能使软件交付性能提高50%。此外，组织可以通过采用公共云进一步推动其流程。它有助于提高基础设施灵活性，并且正如报告所述，与不太灵活的基础设施相比，基础设施灵活性提高了22%，因此组织性能提高了30%。
简而言之，持续集成是代码完成之前发生的一切，而持续开发和部署是代码已经完成之后的实践。
CI/CD如何有益于软件开发
在软件开发方面，适当的CI/CD提供了许多优势。这些包括轻松合并代码更改、更早地检测错误和减少错误，以及更快、更安全的部署。
现在，让我们看看持续集成和持续交付对开发团队、组织和客户的主要优势：
- 提高开发人员生产力 – CI/CD自动化了重复性任务，如测试、开发和部署，使开发人员有更多时间专注于其主要目标。
- 更快的部署和上市时间 – 频繁的测试导致更早的错误检测和更早的修复；因此，由于所需时间减少，上市时间也减少了。
- 更好的软件质量 – 得益于开发中的增量方法，您可以更早地发现错误。简而言之：部署部分构建，测试它，并将其集成到迭代中，以持续改进软件质量。
- 可靠的代码管理 – 通过使用像Git这样的版本控制系统，所有代码、测试和配置都被跟踪，实现了可靠的协作和变更管理。
CI/CD趋势和最佳实践
好吧，最后，让我们更接近主题：
第1点：尽早且频繁提交
在对代码进行更改时，尽快将它们提交到版本控制系统。通过尽早提交，开发人员得益于自动化测试和/或团队成员获得即时反馈；因此，问题可以更早地得到修复！
另一件事是减少可能出现的大错误。为了避免这种情况，重要的是进行小而增量的更改，因为它们更容易理解、审查和测试。在使用这种方法时，确保项目持续进展并且源代码正常工作。
以下是如何优化和改进上述方法：
- 首先，采用基于主干的开发模型，因为更改可以快速提交到集中的主分支。这简化了到生产的部署，并最小化了与合并更改相关的任何潜在困难。正如DORA和Google报告所述，在得到清晰详细文档支持的情况下，基于主干的开发预计能将组织性能提高12.8倍，相比之下，文档质量较差的情况则不然。
- 然后，如果团队要表现良好，鼓励他们通过使用可用的自动化每天提交，以保证定期和高质量的发布。现在，每日提交将改善DevOps团队之间的沟通，这反过来将协调努力并加速功能集成到生产中。这种技术可以降低错误率并支持持续供应，从而提高总效率。
- 最后，为了成功的CI/CD流程，促进来自不同领域的协作。这可以包括：开发人员、基础设施工程师、安全专家和运维团队。有效的协调支持CI/CD，并使个人能够提供最佳质量的软件。
第2点：优先考虑安全性
构建过程需要保护！由于CI/CD策略的快节奏性质，安全性在这里相当重要。因此，从一开始就采用安全优先的方法并设定安全要求是什么是重要的。一旦这种心态锁定，需求被明确定义，并且生产环境被彻底分析以寻找潜在漏洞，您就可以引入适当的安全措施。
不要忘记将CI/CD系统与内部网络的其他部分分开，以保证它们被安全存储。要实施的一些措施包括：多因素认证（MFA）、VPN、安全备份和灾难恢复技术、防火墙以及严格的访问控制。把这看作是为源代码建立一个坚固的堡垒，并在开始构建过程之前就建立防御机制来保护正在构建的内容。
在优先考虑安全性和DevSecOps方面要考虑的其他事项：
- 最小权限原则
- 基础设施即代码（IaC） – 使用IaC工具以可重复、自动化的方式管理和保护基础设施
- 加密（传输中和静态）
- 适当的错误处理机制
- 输入验证和输出编码 – 以防止常见攻击，如SQL注入或跨站脚本
- 渗透测试
第3点：在CI/CD流水线中尽早测试
理想情况下，在测试方面，最好尽早检测和修复问题，以简化开发过程并提高软件质量。在开发过程的每个阶段运行测试，但请记住在单独的非生产环境中修复问题，或者至少在与共享仓库合并之前在本地测试代码。
因此，为了避免在代码部署后花费大量时间测试代码质量（例如，开发新功能）并防止流水线中的错误，请尽早且一致地进行测试。
此外，这个测试过程涉及一系列测试，以保证全面覆盖：
- 单元测试
- 集成或组件测试
- 功能测试
- GUI测试
- 性能和负载测试
- 安全测试
- 验收测试
按需创建测试环境
不要使用静态、长期存在的测试环境，而是采用为每次测试运行按需创建临时、脚本化环境的实践。这隔离了测试，防止配置漂移，并为每个代码更改确保了一个干净、一致的环境。
第4点：使用DevOps工具优化CI/CD
不要忘记那些自动化并简化CI/CD流水线中不同元素的DevOps工具。它们通常以应用程序或功能的形式提供。这些工具的主要目的是自动化手动操作，这将节省集成、测试和部署代码的时间和精力。
由于有许多DevOps CI/CD工具可用，有些人可能会发现很难选择最适合他们满足组织需求的工具。在做出决定之前，首先检查每个工具的需求、能力以及特性。这可能听起来含糊不清，但选择与设定的优先事项和目标一致的工具很重要。要考虑的一些关键因素包括：支持的编程语言和平台、功能性、用户友好性、可扩展性和预算。
第5点：自动化DevOps流程
有一系列可以且应该自动化的流程，例如自动化测试。首先，创建一个全面的测试职责列表，专注于那些不需要人工交互的职责。优先自动化复杂测试，因为它们对流水线效率的影响最大。
现在，关于在CI/CD流水线中自动化测试，我们将概述两个选项。第一个是机器人，它们是专为特定测试设计的专门工具，如Web或API测试。
第二个选项是包装器。这个选项对测试过程有更大的控制，但代价是需要额外的设置。
团队可以通过明确定义测试步骤然后对它们进行排序，为CI/CD流水线创建定制测试。
第6点：采用微服务架构
微服务架构是设计软件的一种方式，其中应用程序被划分为称为微服务的较小元素。每个组件可以独立运行、更新和扩展。
第7点：监控流水线
为了改进CI/CD流程，定期监控和审查流水线。日常审查可能看起来像是一种拖累；然而，随着时间的推移，更改、测试、错误和修复的数量会堆积起来。因此，定期检查将保证对流水线性能有信息性的洞察。这样，例如，个人可以 pinpoint 错误的最常见原因实际上是什么。这是一个关键功能，允许实施更改以防止潜在风险。
有监控工具可以帮助这个过程。通过将它们集成到工作流中，开发人员将获得关于错误根本原因以及重复失败模式的更详细信息。这将使开发团队能够快速处理它们。
第8点：优化流水线阶段以提高速度
将CI/CD流水线分解为可以并行运行的更小、独立的阶段。这加快了反馈循环。实施“快速失败”方法，其中更快的测试（如单元测试和安全扫描）在流水线早期运行，以立即捕获问题，防止在注定失败的长构建上浪费时间。
第9点：采用备份和灾难恢复实践
在这篇博客文章的开头，我们说过安全性是IT的首要任务。因此，重要的是确保源代码在任何灾难事件中都是安全的。做到这一点的最佳方法之一是使用灾难恢复技术的DevOps备份。在构建备份策略时，确保备份遵循备份最佳实践，包括在多个存储位置保留备份的可能性，遵循3-2-1备份规则，备份自动化，轻松监控备份和管理，使用自己的加密密钥进行传输中和静态加密，以及不同的恢复能力以应对任何故障事件。
结论
总结一下，CI/CD流程是现代软件开发的基本要素。得益于它带来的自动化，您可以加速生产过程，确保所有潜在问题及时解决，并频繁部署。
由于我们生活在数字化的世界中，我们必须注意如何管理CI/CD流水线，了解当前的现代趋势，并关注安全性以及任何新出现的网络威胁。