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最大化 CI 管道的十大规则
让我们深入研究每条规则，看看它如何帮助增强您的 CI 管道。
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1. 对共享核心存储库使用版本控制
可靠的 CI 管道始于坚实的基础：版本控制的核心存储库。版本控制（如 Git）可帮助团队维护单一事实来源，确保所有代码更改都可追溯且易于审查。版本控制允许开发人员在合并更改之前处理分支、创建拉取请求和进行代码审查，从而实现顺畅的协作。
在 CI 设置中，将所有代码放在中央存储库中可让 CI 工具自动提取最新代码进行构建和测试。这种集中化可减少冲突，让每个人都保持一致，并可根据需要轻松回滚更改。存储代码库的热门位置是 GitHub、 GitLab 和 Bitbucket。
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2. 频繁提交代码
频繁提交对于维护健康的 CI 管道至关重要。提交小规模的增量更改可让开发人员尽早发现问题并保持代码审查的可控性。如果出现问题，可以更轻松地回滚到之前的提交。
大量且不频繁的提交会增加发生冲突的可能性，并使找出错误原因变得更加困难。此外，不频繁的提交可能会导致工作丢失的巨大风险。如果您的更改仅存储在本地，并且您的机器发生故障（无论是由于硬件问题还是意外数据丢失），您可能会失去数小时甚至数天的努力。
因此，从事功能分支工作的开发人员应每天至少推送一次代码。
每天推送代码并不意味着一切都完美无缺，而是关乎进步和团队合作。即使您的代码尚未完成，定期分享也能让团队了解您正在做什么，引发有益的讨论，并确保您及时做出正确的决定。频繁提交可促进团队内部的透明度、协作和信任。
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3. 自动构建
自动构建是任何 CI 管道的核心。通过设置 CI 工具来自动构建每次提交的应用程序，您可以消除手动构建的需要并减少人为错误的可能性。这也是一种经济高效的解决方案，因为您不需要专门聘请专家来管理构建。开发人员可以专注于编写代码，而不是管理构建过程。
自动构建可确保新更改与现有代码顺利集成，并验证依赖项是否正确安装。任何损坏的构建都需要立即引起注意。在配置良好的 CI 管道中，如果构建过程遇到问题，构建步骤应该会失败。如果有人推送破坏构建的代码，CI 管道将使构建步骤失败。它将阻止错误的代码合并到主分支中，从而保护依赖稳定代码库的其他团队成员的工作。构建成功后，应用程序将有资格进行进一步测试。
Maven 或 Gradle 等构建工具 可处理依赖项管理、编译代码和打包应用程序等任务，使构建速度更快、更可靠。成功运行后，它们通常会生成 工件，即构建过程的输出（例如 JAR 文件、WAR 文件或 Docker 镜像）。
通过将这些工具集成到您的 CI 管道中，您可以确保构建在不同环境中的一致性。
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4. 在每个层面实现自动化测试
测试在 CI 中至关重要。最常见的测试类型包括单元测试、集成测试和端到端测试。
- 单元测试专注于单独测试各个功能或组件。这些测试应该快速进行，以避免造成 CI 流程瓶颈。每个单元测试都应在几毫秒内执行，确保其规模小、速度快且专注于测试单一功能。虽然单个测试很快，但完整的测试套件可能需要几秒钟才能完成，具体取决于其大小。这种速度可确保在开发过程中快速获得反馈。
用于单元测试的流行开源工具包括 JUnit （Java）、 Pytest （Python）和 Jest （JavaScript）。
- 集成测试可验证不同模块或组件是否能正常协同工作。集成测试比单元测试慢，通常每次测试只需几秒钟，因为它们需要设置数据库、API 或外部服务等依赖项。集成测试有助于确保组件之间的通信无缝衔接。
TestContainers （用于测试真实依赖项）、 Spring Boot Test （Java）和 Mocha （JavaScript）等工具 是集成测试的常用工具。
- 端到端 (E2E) 测试通过从头到尾测试整个应用程序来模拟用户工作流程。它们确保系统的所有部分按预期协同工作。E2E 测试明显较慢，通常每次测试需要数分钟，因为它们涉及整个系统，包括用户界面、后端服务和外部集成。虽然 E2E 测试对于捕获系统范围内的问题至关重要，但它应该专注于关键路径，以避免增加 CI 管道中的执行时间。
常用的 E2E 测试开源工具有 Cypress、 Playwright、 Selenium 等。
这些测试共同构成了测试金字塔的基础，这是 Mike Cohn 提出的概念，由单元测试、服务测试和用户界面测试组成。
虽然它很有用，但现在专家认为它过于简单，可能会产生误导。不过，你仍然可以实施一些有效的关键点来设计更高效的测试套件：
注重测试粒度：编写大量小型、快速的单元测试、一些粗粒度的集成测试和一些高级端到端测试。这可确保测试套件平衡、可维护且高效。
金字塔形状：坚持金字塔结构，避免创建 ATICC 反模式（自动测试冰淇淋锥）。当测试工作过于注重手动和高级测试（例如 UI 或端到端）而忽略自动单元测试时，就会发生这种情况。这种不平衡会减慢开发速度，增加未检测到错误的风险，并使在敏捷环境中快速响应变得更加困难。为了避免这种情况，请优先考虑自动化单元测试，同时保持平衡的测试金字塔。
在 CI 管道中，单元测试充当第一道防线，在代码进一步推进管道之前尽早发现问题。如果单元测试失败，则继续进行集成或端到端测试等更高级别的测试毫无意义。
另一种有用的测试方法是静态代码分析。例如，考虑将 lint 集成 到您的 CI 中。它会自动检查源代码中的语法错误、风格问题和潜在错误。它有助于确保代码遵循预定义的编码标准和最佳实践，从而提高代码质量和可读性。您可以使用 linting 工具（如 JavaScript 的 ESLint 、Python 的 Pylint 或 Java 的 Checkstyle ）来自动化此过程。
您还可以直接在 IDE（例如 IntelliJ IDEA 和 VS Code）中启用自动语法。您可以通过调整 IDE 的设置来配置 ESLint 等插件，以便在保存时自动修复问题。这可确保您输入时的代码质量。
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5. 实现智能触发器和分支特定管道
高效的 CI 管道使用智能触发器和特定于分支的管道来优化资源使用。您可以设置基于路径或基于分支的触发器来控制要运行的作业，而不是在每次提交时在每个分支上执行整个管道。例如，提交到主分支可能会触发完整构建，而功能分支可以运行一组较小的测试以节省资源。
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6. 自动化代码和安全检查
将自动代码质量和安全检查纳入 CI 管道有助于确保您的代码保持可维护性和安全性。SonarQube 等工具 可以 自动分析您的代码库是否存在质量问题，例如错误、代码异味和技术债务。
此外， Trivy 或 Snyk 等安全扫描工具 可以捕获代码和您使用的任何依赖项中的漏洞。这些工具会自动持续扫描已知漏洞，向团队发出警报，甚至可以阻止存在安全漏洞的分支合并到主分支中。
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7. 启用通知和反馈循环
即时反馈对于保持开发过程的顺利进行至关重要。通过启用构建或测试失败通知，团队可以快速解决出现的问题。例如，发送 Slack 或电子邮件警报有助于确保开发人员立即知道何时出现问题，从而减少停机时间和挫败感。
除了通知之外，SonarQube 等自动报告工具还可以提供有关代码质量、测试覆盖率和其他指标的详细见解。
Semaphore 还提供 测试报告 仪表板。Semaphore 的测试报告突出显示了严重故障并提供了有关测试套件的详细见解。您可以筛选测试并按故障顺序或缓慢程度对其进行排序，从而更轻松地确定最紧迫问题的优先级。当发生严重故障时，团队可以将其视为"停止生产线"事件。每个人都放下其他任务来协作并立即解决问题。这种方法可以保持 CI 管道健康并确保可靠的软件交付。
这些反馈循环可帮助团队随着时间的推移提高代码质量并防止意外问题。
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8. 直接使用生产环境镜像进行测试
为了确保测试的可靠性和一致性，尽可能真实地反映生产环境至关重要。使用 Docker 等工具 来容器化应用程序有助于创建隔离的、可重现的测试环境。
此外，TestContainers 等工具可用于在测试期间在容器中启动必要的依赖项（例如数据库、消息代理）。在容器中运行测试或使用 TestContainers 有助于验证代码在实际条件下的行为是否符合预期。
如果您将应用程序部署到生产环境中的 Kubernetes，则在 CI 中镜像该环境以进行集成测试非常重要。Minikube 或 Kind 等工具允许您在 CI 管道中运行本地 Kubernetes 集群，以在模拟生产的环境中测试容器化应用 程序。
但是，要小心避免繁重的端到端测试，这会导致反馈缓慢和效率低下。相反，为最关键的集成测试路径保留类似生产的环境，并确保早期的管道阶段涵盖全面的单元和功能测试。
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9. 监控和测量 CI 性能
持续监控和测量 CI 管道的性能对于识别瓶颈和优化工作流程至关重要。定期监控 CI 性能可让团队主动解决问题，而不是等待问题出现。
您还可以进行开发人员调查，以发现需要改进的地方。例如，您可以识别工作流程中的痛点，例如等待时间过长、设置流程复杂、缺乏可见性等。
优化 CI 管道的一条经验法则是将构建阶段控制在 10 分钟以内，以避免开发人员感到沮丧，并提供休息时间。同样，争取将测试执行时间控制在 5 分钟以内，以便快速获得反馈。
通过解决这些问题，您将提高整体效率和开发人员体验。
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10.优化构建和测试性能
CI 管道的效率对于节省时间和资源至关重要。
优化构建和测试性能的一种方法是实现依赖项缓存。缓存不经常更改的依赖项可以显著加快构建速度，因为您的 CI 系统不必每次都下载或编译它们。例如，Semaphore 提供了一种 缓存 机制来帮助加快构建速度。
此外，并行化测试允许您同时运行多个测试，从而减少总体测试执行时间。您可以使用 Semaphore 的 作业并行等技术 来加快测试套件的速度。
对于复杂的系统，模拟对测试不重要的外部服务或环境可以通过消除不必要的依赖关系来进一步加快执行速度。WireMock 、 MockServer 和 Moco 等工具 可以模拟外部 API 或服务，从而减少测试期间对实际网络调用的需求。这允许您隔离测试并确保它们运行得更快、更可靠。
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结论
在本文中，您了解了充分利用 CI 管道的十大最佳实践。总而言之，以下是完整 CI 管道的直观表示，其中结合了我们讨论过的最佳实践：
遵循这些规则将有助于改善整体开发周期、降低成本并加速软件交付。
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