持续集成的定义和常用 CI 系统对比

定义

持续集成（Continuous Integration，简称CI）是一种软件开发实践，指的是将代码频繁地集成到主干分支，并且在提交、合并代码时对项目进行构建、编译和测试，如果测试不过，则不能集成，整个流程如下图所示：

与持续集成相似的还有两个概念，那就是持续交付和持续部署。

持续交付（Continuous Delivery）指的是频繁地将集成到主干后的软件新版本，手动部署到准生产环境，交付给质量团队或者用户以供评审，如果评审通过，则可以发布上线，可以看作是持续集成的下一步：

持续部署（Continuous Deployment）则是在持续交付的基础上，把部署到生产环境的过程自动化：

目标

持续集成主要有两个好处：

• 更早发现错误：每完成一点更新，就集成到主干，可以更早发现错误，定位错误也比较容易；
• 防止分支大幅偏离主干：如果不是经常集成，主干又在不断更新，会导致以后集成的难度变大，甚至难以集成。

持续集成的主要目标，就是让产品可以快速迭代，同时还能保持高质量。它的核心措施是，代码集成到主干之前，必须通过自动化测试。只要有一个测试用例失败，就不能集成。

工作流程

下面我们用一张图来介绍持续集成的工作流程：

• 开发人员在自己的本地计算机上检查（测试）代码
• 检查完成后，将本地开发分支代码变更提交/合并到主干
• 代码仓库触发请求到 CI 系统
• CI 服务器运行任务（测试、代码覆盖率、检查语法等）
• CI 服务器发布已保存的工件（Artifacts）用于测试
• 如果构建或测试失败，CI 服务器会向开发人员发出警报
• 开发人员修复问题，再次进行提交/合并代码

可见要实现持续集成，我们需要使用一个代码仓库来对代码分支进行管理，常见的代码仓库包括 Github、Gitlab、CODING、码云等，此外代码集成到主干前的所有构建、测试工作都是在 CI 系统中完成的，常见的 CI 系统有 CircleCI、Travis CI 以及 Jenkins 等，有些系统支持自己搭建，比如 Jenkins，CircleCI、Travis CI 则以云服务的方式提供服务，更加轻量级。

在开始演示持续集成实现示例之前，我们先简单对比介绍下这几个 CI 系统。首先从 CircleCI 开始。

CircleCI

特性:

• CircleCI 是一个基于云服务的系统，不需要专用服务器，无需对其进行管理和维护，不过，它还是提供了一个本地解决方案，允许您在私有云或数据中心中运行它；
• 即使是商业帐户，它也提供了免费计划；
• Rest API：基于这些 API 你可以访问项目、构建和工件，构建的结果将会是工件或工件组，工件可以是已编译的应用程序、可执行文件（例如 Android APK）或元数据（例如关于测试成功的信息）；
• CircleCI 缓存必要的安装，它会检查第三方依赖项，而不是持续安装所需的环境；
• 如果出现任何问题，你可以通过 SSH 模式访问容器并进行检查；
• 总而言之，这是一个需要最少配置和调整的、完整的开箱即用解决方案。

与以下产品兼容：

• Python、Node.js、Ruby、Java、Go、PHP 等；
• Ubuntu、Mac OS X（付费账户）；
• Github、Bitbucket；
• AWS、Azure、Heroku、Docker、专用服务器；
• Jira、HipChat、Slack。

优点：

• 快速启动；
• 针对企业项目有免费计划；
• 容易上手；
• 轻量级，易读的 YAML 配置；
• 不需要任何服务器就可以运行。

缺点：

• 仅支持两个版本的 Ubuntu 免费（12.04、14.04），MacOS 则需要付费；
• 尽管可以在所有语言中使用，但「开箱即用」则仅支持以下编程语言：Go、Haskell、Java、PHP、Python、Ruby、Scala；
• 如果想进行自定义，可能会遇到一些问题，需要借助一些第三方软件进行调整；
• 此外，作为基于云服务的系统本身也是个双刃剑，一方面简单方便易上手，另一方面，它也可以停止支持任何软件，而你对此将毫无招架之力。

Travis CI

Travis CI 和 CircleCI 在功能和使用上基本差不多，它们都基于 YAML 文件进行配置，都是基于云的，都支持基于 Docker 运行测试，此外，Travis CI 提供了一些 CircleCI 所没有的功能：

• 可选择同时在 Linux 和 Mac OS X 上运行测试；
• 「开箱即用」支持更多语言：Android、C、C#、C++、Clojure、Crystal、D、Dart、Erlang、Elixir、F#、Go、Groovy、Haskell、Haxe、Java、JavaScript（带 Node.js）、Julia、Objective-C、Perl、Perl6、PHP、Python、R、Ruby、Rust、Scala、Smalltalk、Visual Basic；
• 支持 Build Matrix。

Travis CI 优点：

• 开箱即用的 Build Matrix 功能；
• 快速启动；
• 轻量级 YAML 配置；
• 针对开源项目的免费计划；
• 无需专用服务器。

Travis CI 缺点：

• 与 CircleCI 相比，价格更高，没有免费的企业计划；
• 自定义（需要第三方支持）

Jenkins

特性：

• Jenkins 是一个独立的、基于 Java 的应用程序，需要自己安装和维护，支持 Windows、Mac OS X 和其他类 Unix 的操作系统；
• 凭借更新中心中的数百个插件，Jenkins 几乎集成了持续集成和持续交付工具链中的所有工具；
• Jenkins 可以通过插件进行扩展，这为 Jenkins 提供了几乎无限的可能性；
• 多种作业模式：自由式项目(Freestyle project)、管道(Pipeline)、外部作业(External Job)、多配置项目（Multi-configuration project）、文件夹（Folder）、GitHub 组织（GitHub Organization）、多分支管道（Multibranch Pipeline）；
• Jenkins Pipeline：这是一套插件，用于支持在 Jenkins 中实现和集成持续交付管道。Pipeline 提供了一组可扩展的工具，用于通过 Pipeline DSL 以代码方式对简单到复杂的交付管道进行建模；
• 允许你启动具有各种条件的构建；
• 你可以通过 Libvirt，Kubernetes，Docker 来运行 Jenkins；
• Rest API：基于这些 API 你可以控制获取的数据量、获取/更新 config.xml、删除作业、获取所有构建、获取/更新作业说明、执行构建、禁用/启用作业。

优点：

• 免费；
• 自定义；
• 插件系统；
• 对系统的完全控制。

缺点：

• 需要专用服务器来安装和运行，这会导致额外的费用，以及额外的运维成本；
• 配置/自定义需要花费时间和精力。

结论

介绍完上述常见的 CI 系统，具体要选择哪一个取决于你的需求以及计划使用它的方式：

• CircleCI 适用于小型项目，其主要目标是尽快开始集成；
• 如果你开发的是开源项目，建议使用 Travis CI，因为这些项目需要在不同环境中进行测试；
• Jenkins 适用于大型项目，在这些项目中，需要针对系统和流程进行大量的定制化工作，这些自定义可以通过使用 Jenkins 提供的各种插件来完成。

后续几篇教程，学院君将给大家演示如何基于上面三个 CI 系统来实现持续集成。