CI/CD چیست؟ CI و CD مخفف Continuous Integration و Continuous Delivery/Deployment به معنی یکپارچهسازی مداوم و تحویل مداوم/استقرار مداوم است. بهعبارت سادهتر، CI یک روش مدرن برای توسعه نرمافزار است که در آن تغییرات تدریجی کد بهطور مکرر و قابل اطمینان انجام میشود. مراحل ساخت و آزمایش خودکار که توسط CI راهاندازی میشود، این اطمینان را ایجاد میکند که تغییرات کد ادغام شده در مخزن قابل اعتماد هستند.
سپس کد بهعنوان بخشی از فرایند CD بهسرعت و بهصورت یکپارچه تحویل داده میشود. اما در دنیای نرمافزار، پایپلاین CI/CD چیست و چه کاری انجام میدهد؟ این پایپلاین در واقع به اتوماسیونی اطلاق میشود که تغییرات افزایشی کدها از دسکتاپ توسعهدهندگان را میسر میکند تا بهشیوهای سریع و قابل اعتماد به مرحله تولید تحویل داده شود.
در این مقاله قصد داریم توضیح بدهیم که CI/CD چیست و چرا اهمیت دارد. همچنین به مزایای این دو شیوه و پروسه دو روش CI/CD اشاره میکنیم.
CI/CD چیست؟
CI/CD در زیرمجموعه روش دواپس (DevOps) که به معنی پیوستن تیمهای توسعه و عملیات است قرار میگیرد و شیوههای یکپارچهسازی مداوم و تحویل مداوم را با هم ترکیب میکند. CI/CD بخش زیادی یا تمام مداخلات دستی انسان را که بهطور سنتی برای انتقال کد جدید از یک کامیت (Commit) به مرحله تولید نیاز بود را خودکار میکند. این بخشها شامل ساخت، آزمایش شامل تستهای یکپارچهسازی، تستهای یونیت و تستهای رگرسیون، استقرار فازها و همچنین زیرساخت موردنظر است.
با یک پایپلاین CI/CD، تیمهای توسعه میتوانند در کد تغییراتی را ایجاد کنند که سپس بهطور خودکار آزمایش میشود و به مرحله تحویل و استقرار Push (ارسال) میشود. اگر روش CI/CD درست اجرا شود، عدم دسترسی ناشی از خرابی (Downtime) به حداقل میرسد و انتشار کد نیز سریعتر اتفاق میافتد.
CI/CD بخشی ضروری از DevOps و هر روش توسعه نرمافزار مدرن دیگری است. یک پلتفرم CI/CD هدفمند میتواند با بهبود بهرهوری سازمان، افزایش کارایی و تسهیل گردشهای کاری از طریق اتوماسیون داخلی، آزمایش و همکاری، زمان توسعه را به حداقل برساند. با بزرگتر شدن برنامهها، ویژگیهای CI/CD میتواند به کاهش پیچیدگی توسعه کمک کند.
اتخاذ سایر روشهای DevOps مانند Shift-Left (روشی که به توسعهدهندگان کمک میکند تا آسیبپذیریها و خطاهای کدنویسی را در مراحل اولیه توسعه نرمافزار پیدا کنند) و ایجاد حلقههای بازخورد جزئیتر به سازمانها کمک میکند تا سیلوهای توسعه را تجزیه کنند، با خیال راحت مقیاس بگیرند و از پیاده سازی CI/CD بیشترین بهره را ببرند.
بنابراین، اهمیت CI/CD چیست و چرا در بین تیمهای توسعه محبوب است؟ استفاده از رویکرد CI/CD از این جهت مهم است که به تیمهای توسعه، امنیت و عملیات کمک میکند تا حد امکان کارامد و موثر عمل کنند.
این رویکرد، کار خستهکننده و وقتگیر توسعه بهصورت دستی و فرایندهای تایید قدیمی را کاهش میدهد. بهاینترتیب، تیمهای دواپس زمان بیشتری دارند تا در توسعه نرمافزار خود نوآورتر باشند. ابزارهای CI/CD اتوماسیون فرایندها را قابل پیشبینی و تکرارپذیر میکند تا احتمال بروز خطا ناشی از دخالت انسان کاهش یابد.
تیمهای DevOps بازخورد سریعتری دریافت میکنند و میتوانند تغییرات کوچکتر را بهطور مکرر ادغام کنند تا خطر اعمال تغییرات را کاهش دهند. ساختن فرآیندهای DevOps چرخه عمر توسعه نرمافزار را بهطور مداوم و مکرر تسریع میکند تا سازمانها بتوانند ویژگیهای بیشتری را که مشتریان دوست دارند در نرمافزار ارائه بدهند.
تفاوت CI و CD چیست؟
تفاوت CI و CD در فرایند CI/Cd چیست؟
CI در CI/CD همیشه به یکپارچگی مداومی که یک فرایند اتوماسیون برای توسعهدهندگان دارد اشاره دارد. CI موفق بهاینمعنی است که تغییرات کد جدید در یک برنامه بهطور منظم ساخته و آزمایش شده و بهطور ایمن در یک مخزن مشترک ادغام میشود. این رویکرد امکان بهرهمندی همزمان از چند نسخه از یک برنامهی در حال توسعه را که ممکن است در تضاد با یکدیگر باشند فراهم میکند.
CD به تحویل مداوم/استقرار مداوم اشاره دارد که مفاهیم مرتبطی هستند که گاهی بهجای یکدیگر مورد استفاده قرار میگیرند. هر دو مفهوم در مورد اتوماسیون مراحل بعدی پایپلاین هستند، اما گاهی اوقات بهطور جداگانه برای نشان دادن میزان اتوماسیون بهکارگرفتهشده استفاده میشوند.
استقرار مداوم میتواند به انتشار خودکار تغییرات یک توسعهدهنده از مخزن به تولید اشاره داشته باشد، تا این تغییرات برای مشتریان نیز قابل استفاده باشد. استقرار مداوم مشکل کندی تحویل برنامه که اغلب بهدلیل درگیری بیشازحد تیمهای عملیاتی با فرایندهای دستی است را برطرف میکند. تیم توسعه در پروسه اجرای CI/CD با خودکار کردن مرحله بعدی در پایپلاین، از مزایای تحویل مداوم بهره میبرد.
Continuous Integration یا CI
در توسعه برنامههای مدرن، هدف این است که چندین توسعهدهنده بهطور همزمان روی ویژگیهای مختلف کار یک برنامه کار کنند. بااینحال، اگر سازمانی برای ادغام تمام کدهای منبع نسخههای مختلف برنامه در یک روز اقدام کند، تیمها با حجم زیادی از کار خستهکننده، دستی و زمانبر مواجه میشوند.
علت این است که وقتی توسعهدهندهای که بهصورت مجزا کار میکند، در یک برنامه تغییری را ایجاد میکند این احتمال وجود دارد که با تغییرات مختلفی که بهطور همزمان توسط توسعهدهندگان دیگر ایجاد میشود، تضاد داشته باشد. اگر بهجای اینکه تیم برروی یک IDE مبتنیبر ابر توافق کند هر توسعهدهنده محیط توسعه یکپارچه محلی خود (IDE) را شخصیسازی کرده باشد، این مشکل حتی میتواند گستردهتر شود.
یکپارچهسازی مداوم (CI) به توسعهدهندگان کمک میکند تا تغییرات کد خود را بهصورت مداوم (گاهی اوقات حتی روزانه) در یک شاخه مشترک یا (Trunk) ادغام کنند. هنگامی که تغییرات یک برنامهنویس در برنامه ادغام میشود، این تغییرات با ساخت خودکار برنامه و اجرای سطوح مختلفی از تست خودکار (معمولا تستهای واحد و یکپارچهسازی) اعتبارسنجی میشود تا تغییرات جدید باعث خرابی برنامه نشود.
این بهمعنی آزمایش همهچیز از کلاسها و عملکرد گرفته تا ماژولهای مختلفی است که کل برنامه را تشکیل دادهاند. اگر تست خودکار بین کد جدید و فعلی تضادی را شناسایی کند، CI رفع سریع و مکرر این اشکالات را آسانتر میکند.
Continuous Delivery یا CD
پس از اتوماسیون بیلدها و یونیتها و آزمایشهای یکپارچهسازی در CI، روش CD انتشار آن کد معتبر به یک مخزن را خودکار میکند. بنابراین، برای داشتن یک فرایند تحویل مداوم (CD) موثر، مهم است که CI از قبل در پایپلاین توسعه شما تعبیه شده باشد. هدف از تحویل مداوم، داشتن پایگاه کدی است که همیشه آماده استقرار در محیط تولید باشد.
در تحویل مداوم، هر مرحله (از ادغام تغییرات کد گرفته تا تحویل بیلدهای آماده تولید) شامل اتوماسیون تست و اتوماسیون انتشار کد است. در پایان این فرایند، تیم عملیات قادر است یک برنامه را بهسرعت و به آسانی برای تولید مستقر کند.
Continuous Deployment یا CD
مرحله نهایی یک پایپلاین CI/CD ، استقرار مداوم است. استقرار مداوم بهعنوان مکملی برای تحویل مداوم که انتشار یک بیلد آماده برای تولید به مخزن کد را خودکار میکند، انتشار یک برنامه برای تولید را خودکار میکند. از آنجایی که در مرحله پایپلاین قبل از تولید هیچ بررسی دستی وجود ندارد، استقرار مداوم شدیدا به اتوماسیون کارامد تستها متکی است.
در عمل، استقرار مداوم بهاینمعنی است که تغییر یک برنامهنویس در یک برنامه ابری میتواند در عرض چند دقیقه پس از نوشتن کد فعال شود، البته با این فرض که تست خودکار را پشت سر بگذارد. این امر دریافت و بهکارگیری مداوم بازخورد کاربران را بسیار آسانتر میکند. روی هم رفته، همه این روشهای متصل به CI/CD، استقرار یک برنامه را کمخطرتر میکند.
بهاینترتیب با این روشها بهجای اینکه کل برنامه بهصورت یکجا تغییر کند، تغییرات در قطعات کوچک اعمال میشود که بسیار آسانتر است. سرمایهگذاری اولیه زیادی نیز وجود دارد، زیرا برای انجام مرحل مختلف تست و انتشار در پایپلاین CI/CD، تستهای خودکار باید نوشته شوند.
دلایل اهمیت CI/CD چیست؟
هنگامی که قطعات بزرگی از یک پایگاه کد (Code Base) بهصورت یکجا تغییر میکند، کیفیت برنامه در معرض خطر بیشتری قرار میگیرد. علت این است که هرچه تغییر بزرگتر باشد، احتمال خرابی یکی از اجزاء در میانه راه بیشتر میشود و همچنین عیبیابی دشوارتر است.
سازمانهای چابک (Agile) معمولا کد خود را یکپارچه میکنند و برای کاهش هزینههای معرفی، شناسایی علل ریشهای و رفع اشکال، از آزمایشهای خودکار بهره میبرند. سازمانها همچنین میتوانند با خرید سرور مجازی انواع محیطهای تست را پیادهسازی کنند تا از کارکرد صحیح کدها مطمئن شوند.
اتوماسیون در CI نقشی کلیدی دارد. هیچ راهی وجود ندارد که کسی بتواند بهصورت دستی با سرعت مورد نیاز برای موفقیت یکپارچهسازی مداوم را انجام دهد. تحویل مداوم سریع و کارامد است. هر بیلد بهطور خودکار در هر محیط آزمایش میشود و درصورت قبولی، کد میتواند بهصورت دستی با یک کلیک اجرا شود. آمادهسازی خودکار است، اما ارسال برای تولید معمولا توسط تیم عملیات انجام میشود.
با استقرار مداوم که در آن انتشار به محیط تولید کاملا خودکار است، شما از انجام برخی کنترلها صرفنظر میکنید اما در عین حال مزایای بیشتری را بهدست میآورید. شما میتوانید با سرعتی حتی بالاتر از تحویل مداوم، توسعه دهید زیرا برای انتشار بیلدها نیازی به توقف روند توسعه نیست و مشتریان شما از جریان مداوم پیشرفتها قدردانی میکنند.
نحوه کار CI/CD
در این بخش از مقاله آموزش CI/CD به نحوه کار این دو روش اشاره میکنیم. همانطور که احتمالا تا الان متوجه شدهاید، CI/CD یک فرایند خودکار است که یکپارچهسازی مداوم کد، تست خودکار و استقرار مداوم تغییرات نرمافزار در تولید را شامل میشود. اجازه بدهید هر مرحله را با جزئیات بیشتری توضیح بدهیم:
یکپارچهسازی کد
اولین مرحله در پایپلاین CI/CD یکپارچهسازی کد است. در این مرحله، توسعهدهندگان تغییرات کد خود را به یک مخزن ریموت (مانند GitHub، GitLab و BitBucket) کامیت میکنند و کد با پایگاه کد اصلی یکپارچه میشود.
هدف این مرحله این است که از سازگاری تغییرات در کد با کدهای موجود اطمینان حاصل شود و باعث خرابی بیلد نشود.
تست خودکار
هنگامی که کد یکپارچه شد، مرحله بعدی یعنی تست خودکار انجام میشود. تست خودکار شامل اجرای مجموعهای از تستها برای اطمینان از کارکرد صحیح، مطابقت با استانداردهای کیفیت مورد انتظار و بدون نقص بودن تغییرات کد است.
این مرحله به شناسایی مشکلات در مراحل اولیه توسعه کمک میکند و این امکان را به توسعهدهندگان میدهد تا آنها را سریع و کارامد برطرف کنند.
مزایای CI/CD چیست؟
در این بخش توضیح میدهیم که مزایای CI/CD چیست و چطور میتواند بهعنوان رویکرد مدرن توسعه نرمافزار به کار برود.
مزایای کلیدی CI/CD عبارتند از:
چرخههای انتشار سریعتر
CI/CD با خودکار کردن فرایند آزمایش و استقرار، به تیمها اجازه میدهد تا نسخههای جدید نرمافزار را به دفعات بیشتری منتشر کنند و با سرعت بالاتری به نیازهای مشتری پاسخ بدهند.
همچنین برای میزبانی هر چه بهتر از نرمافزارهای سنگین و با ترافیک بالا میتوانید از یک سرور اختصاصی استفاده کنید تا کارکرد صحیح نرمافزار در حجم بالای استفاده را تضمین کنید.
کیفیت بهبود یافته
تست خودکار تضمین میکند که تغییرات نرمافزار باگ یا مشکلات جدیدی ایجاد نمیکند و کیفیت کلی نرمافزار را بهبود میبخشد.
افزایش همکاری
ادغام و آزمایش مکرر کد نیازمند همکاری نزدیک توسعهدهندگان است که به همکاری و ارتباطات بهتر منجر میشود.
کاهش خطر
استقرار مداوم به توسعهدهندگان اجازه میدهد تا مشکلات را بهسرعت شناسایی و رفع کنند و خطر خرابیهای عمده و عدم دسترسی را کاهش دهند.
مقرونبهصرفه
CI/CD مقدار کار دستی مورد نیاز برای استقرار تغییرات نرمافزار را کاهش میدهد، در زمان صرفهجویی میکند و هزینهها را کاهش میدهد.
بهطور خلاصه، CI/CD بهعنوان راهحلی برای محدودیتهای رویکرد خطی سنتی برای توسعه نرمافزار معرفی شد. CI/CD با معرفی یک رویکرد چابکتر و مشارکتیتر برای توسعه نرمافزار، تیمها را قادر میسازد تا با هم کار کنند، دفعات انتشار نرمافزار را افزایش دهند و به شکل سریعتری پاسخگوی نیازهای مشتریان باشند.
پروسه ساخت پایپ لاین CI/CD چیست؟
چهار مرحله اصلی در ساخت پایپلاین CI/CD وجود دارد که در زیر به آنها اشاره میکنیم:
ساخت یا بیلد: کد منبع را در یک نسخه اجرایی ذخیره و پکیج کنید.
تست: برای تایید صحت و رفتار کد، این نسخه را در یک محیط آزمایش خودکار قرار دهید.
استقرار: استقرار نسخه در یک محیط آزمایش یا فازبندی (برای تیمهای توسعه و عملیات) و یک محیط تولید (برای کاربران نهایی).
مانیتور: برنامه را برای شناسایی خطاها و مشکلات عملکرد در محیطهای استقرار قبل از انتشار رسمی بررسی کنید.
این چهار مرحله معمولا در طول تغییر کد تکرار میشود و تضمین میکنند که کد جدید بهطور مناسب و بدون ایجاد خرابی در برنامه، با موفقیت در پایگاه کد ادغام میشود.
ابزارهای CI/CD
برای پیادهسازی پایپلاین CI/CD در توسعه نرمافزار ابزارهای مختلفی وجود دارد. هر ابزار دارای ویژگیها، مزایا و معایب منحصربهفرد است. در اینجا به برخی از رایجترین ابزارهای مورد استفاده در یک پایپلاین مدرن CI/CD اشاره کردیم.
Jenkins
جنکینز یک سرور اتوماسیون منبع باز است که بهطور گسترده در پایپلاین CI/CD استفاده میشود. این سرور قابلیت سفارشیسازی بسیار خوبی دارد و از طیف گستردهای از پلاگینها پشتیبانی میکند که آن را به گزینهای مناسب برای محیطهای مختلف توسعه تبدیل میکند. برخی از ویژگیهای کلیدی Jenkins عبارتند از:
مزایا
- قابلیت سفارشیسازی بالا با طیف گستردهای از پلاگینها
- پشتیبانی از ادغام با ابزارها و فناوریهای مختلف
- ارائه گزارش و تجزیهوتحلیل دقیق
معایب
- عدم نیاز به تخصص فنی راهاندازی و نگهداری
- نیاز به منابع فشرده مخصوصا برای پروژههای بزرگ
- عدم وجود داشبورد متمرکز برای مدیریت چندین پروژه
Travis CI
تراویس سیآی یک پلتفرم CI/CD مبتنیبر ابر است که قابلیت آزمایش و استقرار خودکار پروژههای نرمافزاری را ارائه میدهد. این برنامه از چندین زبان برنامهنویسی و فریمورک پشتیبانی میکند که آن را به گزینهای مناسب برای محیطهای مختلف توسعه تبدیل میکند. ویژگیهای کلیدی این پلتفرم عبارتند از:
مزایا
- راهاندازی و استفاده آسان
- مبتنیبر ابر، بنابراین نیازی به راهاندازی و نگهداری زیرساخت نیست
- پشتیبانی از طیف گستردهای از زبانهای برنامه نویسی و فرمورکها
- ارائه گزارش و تجزیهوتحلیل دقیق
معایب
- گزینههای سفارشیسازی محدود
- نامناسب برای پروژههای بزرگ با نیازهای پیچیده
- پشتیبانی محدود برای نصب محلی
GitHub Actions
گیت هاب اکشنز یک ابزار قدرتمند CI/CD است که به توسعهدهندگان اجازه میدهد گردشهای کاری را خودکار و آزمایشها را اجرا کنند و کد را مستقیما با استفاده از مخازن گیتهاب مستقر کنند.
مزایا
- یکپارچه بودن با گیتهاب
- استفاده آسان
- ارائه اکوسیستم بزرگ و مستندات خوب
معایب
- محدودیت Build Minutes
- سینتکس پیچیده YAML
اگرچه گیتهاب اکشنز یک ابزار محبوب محسوب میشود اما سایر ارائهدهندگان مخزن آنلاین مانند گیت لب و بیتباکت نیز گزینههای بسیار مشابهی را با GitHub Actions ارائه میدهند.
ویژگیهای داخلی CI/CD ارائه توسط میزبانها
بسیاری از سرویسدهندههای میزبانی از ویژگیهای داخلی CI/CD بهره میبرند که به شما اجازه میدهد یک مخزن آنلاین را به یک سایت مشخص پیوند بدهید و پس از وقوع یک رویداد مشخص در مخزن، کدها در سایت مستقر شود.
مزایا
- راهاندازی و استفاده بسیار ساده
معایب
- گزینههای محدود برای سفارشیسازی
هر یک از ابزارهایی که در این بخش معرفی شدند، ویژگیها، مزایا و معایب منحصربهفرد خود را ارائه میدهند. انتخاب ابزار به نیازهای خاص پروژه، تخصص فنی تیم و بودجه شما بستگی دارد.
روش پیاده سازی CI/CD چیست؟
برای پیادهسازی CI/CD روشهای مختلفی وجود دارد. بااینحال، مراحل کلی این کار به شرح زیر است:
ابزار CI/CD را انتخاب کنید
ابزارهای CI/CD مختلفی بهصورت منبع باز یا تجاری در دسترس است. برخی از ابزارهای محبوب CI/CD عبارتند از Jenkins ،GitHub Actions ،GitLab CI/CD و CircleCI.
راهاندازی پایپلاین CI/CD
پس از انتخاب ابزار مناسب CI/CD، باید پایپلاین CI/CD خود را راهاندازی کنید. این کار شامل تعریف مراحلی است که پایپلاین شما انجام خواهد داد. این مراحل میتواند ساخت، آزمایش و استقرار نرمافزار را شامل شود.
یکپارچهسازی پایپلاین CI/CD با مخزن کد منبع
پایپلاین CI/CD شما باید با مخزن کد منبع شما (مانند بیتباکت، گیتلب یا گیتهاب) ادغام شود. این کار به شما اجازه میدهد تا هر زمان که تغییراتی را در مخزن کد خود ایجاد میکنید، پایپلاین شما فعال شود.
پایپلاین CI/CD خود را اجرا کنید
هنگامی که پایپلاین CI/CD شما راهاندازی شد، میتوانید برای ساخت، آزمایش و استقرار نرمافزار خود، آن را اجرا کنید.
در ادامه میتوانید مثالی از یک پایپلاین ساده CI/CD با استفاده از ابزار Jenkins را مشاهده کنید:
- هنگامی که کد را به مخزن کد منبع خود ارسال میکنید، Jenkins بهطور خودکار ایجاد یک بیلد را آغاز میکند.
- در مرحله قبلی کد شما ساخته میشود و هر یونیت تست دلخواهی اجرا میشود.
- اگر یونیت تستها با موفقیت انجام شود، کد شما در یک محیط فازبندی مستقر میشود.
- سپس میتوانید بهصورت دستی کد خود را در محیط فازبندی آزمایش کنید.
- اگر از کد رضایت دارید، میتوانید آن را بهصورت دستی برای تولید مستقر کنید.
با آشنایی بیشتر با CI/CD و نیازهای تیم خود میتوانید به تدریج مراحل بیشتری را به پایپلاین CI/CD خود اضافه کنید. بهعنوان مثال، میتوانید تستهای یکپارچهسازی، تستهای عملکرد و تستهای امنیتی را به پایپلاین خود اضافه کنید. شما همچنین میتوانید استقرار کد خود را برای تولید خودکار کنید.
جمعبندی
در این مقاله بررسی کردیم که CI/CD چیست و استفاده از آن چه مزایایی را به دنبال دارد. این رویکرد توسعه نرمافزار امکان ورود سریعتر به بازار، بهبود کیفیت، افزایش قابلیت همکاری وکاهش ریسک را در دسترس تیمهای توسعه قرار میدهد. علاوهبراین، CI/CD یک رویکرد مقرونبهصرفه برای توسعه محسوب میشود.
با خودکارسازی پایپلاین تحویل نرمافزار، تیمها میتوانند بهسرعت ویژگیهای جدید را بهکار بگیرند و باگها را اصلاح کنند و درعینحال، خطر خرابیهای عمده یا عدم دسترسی را کاهش بدهند.
با در دسترس بودن چندین ابزار CI/CD، پیادهسازی این رویکرد و بهبود فرایند تحویل نرمافزار برای تیمها آسانتر شده است.