Mi az a CI/CD? Meghatározás, folyamat, előnyök és legjobb gyakorlatok

A modern szoftverfejlesztés szinte elképzelhetetlen CI/CD folyamat nélkül. Azonban az IT-iparágba újonnan belépők számára ez a téma még mindig sok kérdést vet fel. Ebben a cikkben a NIX szakértői bemutatják a CI/CD kulcsfontosságú aspektusait: a meghatározásoktól kezdve az eszközökig és a legjobb gyakorlatokig.

Mi az a CI/CD?

A CI/CD a gyakorlatok olyan halmaza, amely jelentősen automatizálja a szoftverfejlesztés, a kódtesztelés, és ami a legfontosabb, a termékek és frissítések végfelhasználókhoz történő telepítésének és szállításának folyamatait. A CI/CD kifejezés a Continuous Integration (CI) és a Continuous Delivery (CD) folyamatát jelenti. Ez a két fogalom képezi az összes további automatizálás alapját.

A CI/CD megvalósításához a fejlesztői csapatok ún. CI/CD folyamatokat hoznak létre. Ezek a folyamatok világosan meghatározott lépéseket tartalmaznak minden egyes folyamathoz: a commit létrehozásától és a kód módosításától kezdve a fő ágba történő egyesítésen át a termelési környezetbe történő telepítésig, sőt még azon túl is. 

A CI/CD folyamat pontos részletei projektfüggőek, a fejlesztett szoftvertől, a fejlesztőcsapattól, a rendelkezésre álló erőforrásoktól és egyéb tényezőktől függően változhatnak. Azonban egy alapvető szoftverfejlesztési életciklus általában a következő mintát követi:

1. Munkatervezés: A menedzsment, a fejlesztési és az üzemeltetési csapatok meghatározzák a célokat, a módszereket és az eszközöket a megvalósításhoz. Ez vonatkozik az egész sprintekre és az új funkciókkal kapcsolatos konkrét feladatokra is.
2. Fejlesztés: A munka központi része — a kód módosítása az elfogadott terv alapján, más fejlesztők általi egyesítési kérelmekkel és feldolgozásokkal együtt.
3. Build: Amint az új kód elkészült, a fejlesztők létrehozzák a buildet. A build szakasz során az új változtatások integrálódnak a forráskódba, és ez rögzítésre kerül a verziókövető rendszerben.
4. Tesztelés: A CI/CD nemcsak a fejlesztőket, hanem a QA csapatokat is bevonja. Ideális esetben ez a fázis átfogó, és ami még fontosabb, automatizált kódteszteket foglal magában.
5. Telepítési folyamat: Vagyis a frissített szoftver telepítése. Néha még a folyamatos telepítés (Continuous Deployment) kifejezést is használják, de erről később lesz szó.
6. Monitoring: A telepítési folyamat után elengedhetetlen a szolgáltatás vagy alkalmazás teljesítményének monitorozása. Ehhez visszajelzési rendszer kialakítására van szükség, amely segít a hibák javításában, a kód optimalizálásában és az új funkciók hozzáadásában. Ez pedig visszavezet az első lépéshez.

Míg a projektek sajátosságaitól függően lehetnek eltérések, a lényeg az, hogy a folyamatok ismétlődően, ciklikusan zajlanak. A szoftverfejlesztésnek követnie kell a folyamatos integráció, a folyamatos tesztelés és a folyamatos szállítás elveit. Nem véletlen, hogy ennek a gyakorlatnak az informális logója gyakran a végtelen jel.

A CI/CD folyamat lényege

Bár ez a megközelítés csak az elmúlt 10-15 évben vált népszerűvé, annak lényege korántsem új. A fejlesztői csapatok már régóta használnak verziókezelő rendszereket, mint például az SVN, a Git és mások. Ezek azonban csak az új kód folyamatos integrálását biztosítják. 

Ma már ez önmagában nem elegendő. Szükség van a kód buildelésének és a kész szoftverré vagy szolgáltatássá alakításának automatizálására is. A CI és CD kombinációja lehetővé teszi a gyors fejlesztést, a folyamatok megismételhetőségét, a szoftverminőség javítását és a frissítések biztonságának növelését — mindezt minimális emberi beavatkozással.

Érdemes megjegyezni, hogy a CI/CD nem kötelező része a szoftverfejlesztési életciklusnak. Sok fejlesztő úgy találja, hogy egy egyszerű verziókezelő rendszer is elegendő (bár olyan szolgáltatások, mint a GitHub és a GitLab, kínálnak CI/CD funkciókat). 

Ugyanakkor sok szakember úgy véli, hogy ezen automatizált folyamat nélkül nehéz nagy, összetett projekteket építeni, amelyek folyamatos funkcióbővítéseket, frissítéseket és kódmódosításokat igényelnek. 

Kis méretű termékek esetében a folyamatos integráció és folyamatos szállítás talán nem feltétlenül szükséges. Bár van logika ebben, a fejlesztés, tesztelés és telepítés automatizálása a projekt méretétől függetlenül előnyöket kínál — például felgyorsítja a piacra kerülési időt.

A CI és a CD közötti különbségek

Bár a CI/CD módszertanról gyakran együtt beszélnek, fontos különbséget tenni a folyamatos integráció (CI) és a folyamatos szállítás (CD) között. Ez a megkülönböztetés segít a fejlesztői és üzemeltetési csapatoknak a kóddal való munka megszervezésében a CI/CD folyamat minden szakaszában.

CI (Continuous Integration)

A hagyományos szoftverfejlesztési modellekben több fejlesztő egymástól függetlenül dolgozik a kódmódosításokon, és csak akkor egyesítik azokat egy egységes rendszerbe, amikor minden elkészül. Ez a megközelítés több problémát is felvet. 

Először is, a kódkiadások hosszú időt vesznek igénybe. Másodszor, a kódhibák szinte mindig elkerülhetetlenek, ami mélyreható integrációs teszteket és hibajavításokat igényel, amelyek kódütközésekhez vezethetnek. Ennek eredményeként a szoftverfrissítések lassúak, a hibák folyamatosan megjelennek, és az ügyfelek elégedettsége csökken.

A folyamatos integráció másképp működik. A csapat minden fejlesztője a saját kódágán dolgozik a verziókezelő rendszerben, amelyet egy adott feladathoz hoztak létre, és amikor készen áll, a kódot feltölti a fő ágba. A rendszer tartalmaz automatizált tesztelést, amely azonnal észleli a konfliktusokat, így a fejlesztők gyorsan orvosolhatják a problémákat. A folyamatot egy build szerver kezeli, amely felügyeli a CI műveleteit.

CD (Continuous Delivery)

A folyamatos integrációhoz hasonlóan a hagyományos szoftverszállítási modell is manuális, ahol az üzemeltetési csapat kezeli az összes szükséges kód- és környezetkezelési eljárást. Ez a manuális megközelítés bonyolulttá és időigényessé teszi a telepítést, tele hibajegyzékekkel és hibajavításokkal. 

Egy folyamatos szállítási folyamat kiküszöböli ezeket a hátrányokat. A fejlesztőknek csak egyszer kell beállítaniuk a rendszert speciális eszközök segítségével, onnantól pedig az automatizáció veszi át az irányítást. A CD-folyamat csomagolja a működő tárházból származó kódot, telepíti azt egy tesztkörnyezetbe, ellenőrzi az új kód helyességét, és ha minden teszt sikeres, automatikusan a központi szoftvertárba telepíti.

Míg a CI/CD folyamatok a folyamatos integrációra és folyamatos szállításra épülnek, néhány fejlesztő már egy újabb szintet is javasol: a folyamatos telepítést (Continuous Deployment). Ebben az esetben bármilyen kódváltoztatást, még a kisebbeket is, azonnal telepítenek a termelési környezetbe, miután az automatizált teszteken sikeresen áthaladtak. Ez minimálisra csökkenti a felhasználók visszajelzésének idejét, mivel a fejlesztőknek már nem kell a közös kiadásokra várniuk.

Azonban a szoftverfejlesztési gyakorlat azt mutatja, hogy a folyamatos telepítés megvalósítása kihívást jelent. Az üzemeltetési csapatoknak biztosítaniuk kell szinte az összes folyamat zökkenőmentes automatizációját, és egyedi kultúrát kell kialakítaniuk a projekten belüli kóddal való munkához. Ez jelentős erőfeszítéseket és ellenőrzést igényel, de a befektetett munka gyakran meghozza gyümölcsét.

Hogyan kapcsolódik a CI/CD a DevOps-hoz?

A DevOps egy viszonylag új szakma, amely 5-8 éve jelent meg. A kifejezés a “Developers” (fejlesztők) és “Operations” (üzemeltetés) szavakból ered. A DevOps fejlesztők közvetítőként működnek a fejlesztői és az üzemeltetési csapatok között, elősegítve a folyamatos integráció, szállítás és telepítés elveinek megvalósítását a projektekben. 

Részletesebben, a DevOps csapatok biztosítják a CI/CD folyamatok infrastruktúráját, kezelik az automatizációt, figyelemmel kísérik a folyamatokat minden szakaszban, és konzultálnak az érintett felekkel.

A DevOps mérnököknek számos területen kell jártasnak lenniük, a kódolástól és az automatizált teszteléstől a hálózati konfigurációig. Ugyanakkor már megjelentek olyan szakemberek is, akik konkrét területekre specializálódnak. 

Ilyen például a LiveOps, aki a termelési környezetek karbantartásáért felelős, a SysOps, aki az infrastruktúra kezelését végzi, a SecOps, aki a biztonsági infrastruktúra kérdéseivel foglalkozik, és a CloudOps, aki a felhőalapú infrastruktúrával dolgozik.

Ez azonban egy másik beszélgetés témája. Ha érdekel, hogy mi az a DevOps, ajánljuk, hogy olvasd el a másik cikkünket.

A CI/CD legfontosabb előnyei

Általánosságban több, a CI/CD folyamat bevezetésével járó előnyt már említettünk korábban. Azonban valójában sokkal több van ennél. Az alábbiakban összegyűjtöttük a folyamatos integráció és szállítás legjelentősebb előnyeit.

• Hatékonyság növeléseAz automatizációnak köszönhetően a fejlesztési sebesség növekszik, mivel a csapatok kevesebb időt töltenek rutinfeladatokkal, például környezetek beállításával, hibajavítással és projektek telepítésével. Ez azt jelenti, hogy a szakemberek kevesebbszer váltanak kontextust, így több időt fordíthatnak a kóddal való érdemi munkára. Ennek eredményeként a fejlesztők termelékenysége növekszik.
• Hibák kockázatának csökkentéseA hagyományos fejlesztési modellekben sok hiba — különösen az egyszerűek, például elírások és figyelmetlenségek — egészen a fő tesztelési szakaszig fennmarad. Ez elvonja a QA csapatok és fejlesztők figyelmét, különösen, ha ezek a hibák a kiadásba is bekerülnek. A CI/CD-vel ezek a hibák szinte azonnal észlelhetők, amint megjelennek a kódban.
• Gyorsabb terméktelepítésAz automatizáció felgyorsítja a folyamatokat. A folyamatos szállítás esetében azonban az előny nem csupán abban rejlik, hogy az eszközök végzik el az emberi feladatokat. Ennél is fontosabb, hogy a CI/CD folyamatok lehetővé teszik az új funkciók megjelenését, amint azok elkészültek. A hagyományos kiadások nem történnek meg havonta, de a folyamatos telepítéssel a frissítések akár naponta is elérhetők lehetnek.
• Részletes naplózásBármely szoftverfejlesztési modellnek figyelemmel kell kísérnie a kódváltoztatásokat, a tesztelést, a telepítést és a teljesítményt. Ebben a gyakorlatban azonban minden egy magasabb szintre emelkedik. Elengedhetetlenek azok az eszközök, amelyek szó szerint bármilyen változást nyomon követnek a csapatok és a termékek viselkedésében. Ez sokkal tisztább képet ad a felmerülő problémákról, azok helyéről és okáról.
• Gyors visszalépésA folyamatos integráció és szállítás lehetővé teszi, hogy könnyedén visszatérjen egy korábbi verzióhoz, ha valami rosszul sül el egy frissítés során. A fejlesztők gyakran egyesítik a kódot, így elengedhetetlen a gyors visszalépés képessége, legyen szó kódütközésről vagy a termelési környezetben jelentkező problémáról. Néhány gombnyomással vissza lehet térni egy stabil buildhez.
• Egyszerűsített tervezésA hagyományos modellek nem rugalmasak. Ennek eredményeként a fejlesztői és üzemeltetési csapatok gyakran sok időt töltenek tervek készítésével és tartalékforgatókönyvek kidolgozásával arra az esetre, ha valami elromlik. Ezzel szemben a CI/CD folyamatok vonzóbb megoldás. Ez eleve alkalmazkodik a modern üzleti környezet változó feltételeihez és az új funkciók megjelenéséhez.
• Jobb kódellenőrzésA folyamatos tesztelés minden terméktulajdonos álma, biztosítva, hogy a legtöbb probléma a szoftverfejlesztési szakaszban észlelhető legyen. Könnyen megvalósíthatók az integrációs tesztek, egységtesztek és más teszttípusok, és mindezek automatizáltan működnek.
• KöltséghatékonyságA gyorsabb kiadások, a hatékonyabb munkafolyamatok és a jobb szoftverminőség egyértelmű gazdasági előnyöket kínálnak. Az ilyen megközelítések bevezetésével csökkennek a fejlesztési költségek. Ugyanakkor a termék gyorsabban piacra kerülhet, és nagyobb eséllyel válhat sikeressé a felhasználók körében.

A CI/CD legjobb gyakorlatai

Egy CI/CD folyamat felépítése, használata és figyelése összetett feladat. Az összes bevált gyakorlat felsorolása rengeteg helyet foglalna, de íme néhány a legnépszerűbb, leghasznosabb és legérdekesebb tippek közül, amelyek értékesek lehetnek, különösen DevOps interjúkérdésekre való felkészülés során:

• Naponta töltsd fel a kódot. A fejlesztőknek nem szabad megvárniuk, hogy nagy változtatásokat egyesítsenek a főágba. Még a kisebb kódváltoztatásokat és frissítéseket is rendszeresen, kis csomagokban kell kötelezni, hogy csökkentsék az ütközések komplexitását. Kerüld, hogy túl sok ágat hozz létre egyedi feladatokhoz, mert ez megnehezíti a verziókezelést. Ugyanakkor ne generálj túl gyakran új kiadásokat, mert ez túlzsúfolhatja a termelési környezetet.
• Automatizáld a tesztelést, ahol csak lehet. A manuális beavatkozás mindig hibák kockázatával jár, különösen folyamatos tesztelés során. Minél több tesztet tudsz automatizálni, annál jobb. Ez nem csak a QA csapatok feladata — a DevOps csapatoknak is részt kell venniük ebben a folyamatban. Tudásukkal teljesen új tesztforgatókönyveket hozhatnak létre.
• Futtass párhuzamos teszteket. A CI/CD folyamatoknak futószalagként kell működniük, így a hasonló feladatok egyidejű futtatása normális gyakorlat. Több ellenőrzést végezz el egyszerre a kódváltozásokon, hogy időt takaríts meg. Ha korlátozottak az infrastruktúra-erőforrások, rangsorold a feladatokat prioritás szerint — kezdj az egyszerű, gyors tesztekkel a hatékonyság növelése érdekében. Az automatizált teszteléshez a felhőinfrastruktúra is segítséget nyújthat.
• Tisztítsd meg a tesztkörnyezeteket. Minden tesztelési iterációhoz hozz létre új konténereket. Így az automatizált tesztek eredményeit nem befolyásolják a korábbi futtatások maradványai. A tiszta, eldobható környezetek csökkentik a különböző gazdakörnyezetek hatását a végeredményre. Emellett ezek a konténerek lehetővé teszik különböző komponensek szabványos API-kon keresztüli integrációját.
• Használj verziókezelést. Ez egy alapvető, de kulcsfontosságú ajánlás, amely szinte projektkultúrává kell, hogy váljon. A modern szoftverfejlesztés a GitHub, GitLab és BitBucket rendszerekre támaszkodik. Tehát amikor hibákat vagy ütközéseket észlelnek az új verzió tesztelése során, azonnal állítsd vissza egy stabil verzióra. Ez lehetővé teszi a probléma okának elemzését, miközben a többi folyamat zavartalanul folytatódhat.
• Vegyük figyelembe a kódmigrációt. Az új kódváltoztatások migrálása a fejlesztési és termelési környezet között nehéz és fárasztó feladat. Ez elvonja a fejlesztőket az érdemi munkától, és kockázatokat hordoz magában. Ezért érdemes egyszerűsíteni ezt a folyamatot automatizációval. Különleges szkriptekkel kezelheted a kódmigrációt, és hozzáadhatod őket a projekt infrastruktúrájához.
• Szüntesd meg az eltéréseket a CI/CD-től. A folyamatos integráció, szállítás és telepítés elvei minden feladatra kivétel nélkül vonatkozzanak. Ennek az eljárásnak egyirányúnak és letisztultnak kell lennie. Biztosítani kell, hogy ne történjen olyan feladat kódváltoztatással, amely kívül esik az előre meghatározott folyamatokon. Ellenkező esetben fennáll annak a veszélye, hogy problémákat hozol be a folyamat más szintjein, vagy akár a termelési környezetben is.
• Figyeld folyamatosan a visszajelzéseket. A folyamatos visszajelzés ugyanolyan fontos, mint a folyamatos integráció és telepítés. A kód és az alkalmazás teljesítményével kapcsolatos adatok folyamatos gyűjtése segít biztosítani az automatizáció és a fejlesztői csapatok megbízhatóságát. Az összes jelentés legyen strukturált, világos célokkal és megvalósítható betekintésekkel. Ezáltal valóban javíthatod a folyamatos tesztelést és kódírást.
• Garantáld a folyamat átláthatóságát. Ez az egyik kulcsfontosságú tényező a CI/CD sikeres megvalósításában. Átláthatóság nélkül lehetetlen hatékony kommunikációt és együttműködést kialakítani a különböző szakemberek között, biztosítani a tesztek megbízhatóságát, és fenntartani a fejlesztési sebességet. Ezért a DevOps mérnököknek elő kell segíteniük az átláthatóságot a csapatok között. Például rendszeres frissítéseket nyújthatnak a teszteredményekről, a folyamatokról és még sok másról.
• Válassz megfelelő eszközöket. Bármennyire jól felépített a folyamat, és bármennyire felelősségteljesen dolgoznak az érintett szakemberek, a folyamatos integráció és szállítás nem lesz hatékony, ha nem a legjobb eszközöket használod. Gondosan válaszd ki az eszközeidet — minden CI/CD aspektushoz rengeteg hatékony szolgáltatás és szoftver érhető el. Válaszd ki azokat, amelyek legjobban megfelelnek a projekted igényeinek.

DevOps eszközök

A DevOps környezetben való munka összes lehetséges eszközének felsorolása lehetetlen — túl sok van belőlük. Íme néhány a legnépszerűbb programok közül, amelyek optimalizálják a DevOps csapatok kulcsfeladatainak végrehajtását:

• Ansible: Konfigurációk kezelése és skálázása több száz szerverre, környezetre és alkalmazásra. Támogatja az SSH-t, és könnyen kezelhető a deklaratív leíró nyelvének és YAML formátumának köszönhetően.
• Terraform: Gyors infrastruktúra-létrehozás és konfiguráció automatizáltan. Ez magában foglalja a virtuális gépeket, tárolókat, terheléselosztókat és felhőszolgáltatásokat, mint az AWS, Azure és GCP.
• Jenkins: Nyílt forráskódú eszköz a CI/CD megvalósításának egyszerűsítésére. Számos bővítményt kínál különböző eszközökkel és szolgáltatásokkal való integrációhoz.
• Docker: Platform, amely egyszerűsíti a folyamatos deploymentet és a környezetkezelést. Konténerekbe csomagolja az alkalmazásokat, mindennel, ami szükséges a futtatáshoz.
• Kubernetes: Konténer-orkesztrációs szolgáltatás, amely automatizálja a konténerek kezelését, figyelését és nyomon követését.

Ezek az eszközök csupán a jéghegy csúcsát jelentik. Emellett szükség van rendszergazdai készségekre (Linux és Windows), Python és Bash ismeretekre, valamint olyan felhőplatformok, mint az AWS, Azure vagy GCP megértésére is. Azonban tapasztalt szakértők azt mondják: nem a gombok ismeretén múlik, hanem az elvek megértésén. Ha ezeket az alapelveket elsajátítod, az új, naponta megjelenő DevOps eszközök elsajátítása már gyerekjáték lesz.

Hogyan tanulj többet a CI/CD-ről és a DevOps-ról?

Napokig beszélhetnénk a CI/CD folyamatok építéséről és működtetéséről — annyi tartalom van, hogy akár egy egész cikksorozatot is megtöltene. Azonban olvasással nem lehet igazán elsajátítani a témát. Ahhoz, hogy valóban megtanuld, strukturált programra, tapasztalt mentorokra és gyakorlati feladatokra van szükség.

Pontosan ezt találod a NIX teljesen ingyenes DevOps kurzusán. Sőt, a kurzus sikeres elvégzése után lehetőséged nyílik jelentkezni DevOps pozíciókra a csapatunkban. A NIX-nél maximális lehetőségeket kapsz egy magabiztos kezdéshez az IT iparágban — csatlakozz hozzánk!