最佳實踐：版本管理中的分支策略丨IDCF
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2024-07-11 07:58
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全壽湘，現(xiàn)就職中信銀行國際（中國）有限公司 金融科技研發(fā)中心，研發(fā)效能（DevOps）工程師認(rèn)證學(xué)員
概述
版本管理是提升研發(fā)效能中至關(guān)重要的一環(huán)，是連接開發(fā)和運維的橋梁，而分支策略則是版本管理的核心之一。本文將聚焦于版本管理中的分支策略，介紹部分主流的分支策略，包括主干開發(fā)-主干發(fā)布、特性分支開發(fā)-主干發(fā)布、特性分支開發(fā)-發(fā)布分支發(fā)布和測試環(huán)境分支開發(fā)-主干發(fā)布。
我們將分析每種策略的優(yōu)缺點、適用場景，并詳細(xì)介紹其管理和操作流程、代碼質(zhì)量控制等。通過本文，我們將更好地理解不同分支策略的特點，為我們在實際項目中的選擇和應(yīng)用提供思路。
一、引言
在軟件開發(fā)過程中，版本管理起著至關(guān)重要的作用，它不僅可以幫助團隊協(xié)作，提高代碼質(zhì)量，還能夠保證軟件開發(fā)過程的可追溯性和安全性。而版本管理的核心就是分支策略，它決定了團隊在開發(fā)過程中如何管理和合并代碼的不同版本。選擇合適的分支策略對于提高研發(fā)效能至關(guān)重要。本文將介紹部分主流的版本管理分支策略，分析其優(yōu)缺點、適用場景，并介紹其管理和操作流程、代碼質(zhì)量控制等，以幫助我們更好地理解和應(yīng)用版本管理分支策略。
來源《研發(fā)效能（DevOps）工程師（中級）》課程
二、版本管理分支策略
2.1 主干開發(fā)-主干發(fā)布（Trunk-Based Development - Trunk-Based Release）
2.1.1 策略說明
主干開發(fā)-主干發(fā)布（Trunk-Based Development - Trunk-Based Release）是一種簡單直接的分支策略，所有的開發(fā)工作都在主干上進行。開發(fā)者直接向主干提交代碼，并通過持續(xù)集成（CI）系統(tǒng)進行自動化測試和構(gòu)建。這種策略適用于小型團隊或者需要快速迭代的項目，并且無版本并行，版本小，一般一個版本一個版本的迭代，開發(fā)測試環(huán)境較少，只有一套左右。
2.1.2 策略優(yōu)點
頻繁集成：開發(fā)人員頻繁地將代碼提交到主干分支，保持代碼庫的最新狀態(tài)。這減少了集成的復(fù)雜性和沖突，提高了代碼的穩(wěn)定性和一致性。
簡化合并：由于開發(fā)人員直接在主干分支上工作，并且頻繁提交代碼，減少了大規(guī)模合并的需要，降低了合并沖突的風(fēng)險和解決沖突的復(fù)雜性。
代碼審查：頻繁提交代碼鼓勵更頻繁的代碼審查和同行評審，有助于早期發(fā)現(xiàn)和修復(fù)代碼缺陷，提高代碼質(zhì)量。
持續(xù)清理：頻繁提交和持續(xù)集成促使開發(fā)人員及時清理和重構(gòu)代碼，減少了技術(shù)債務(wù)的積累。
小步快跑：每次提交的代碼改動量較小，降低了單次提交的風(fēng)險。如果某個提交引入了問題，可以快速定位和回滾，減少了對整個項目的影響。
2.1.3 策略缺點
集成沖突：盡管主干開發(fā)旨在減少大規(guī)模合并的沖突，但頻繁的小規(guī)模沖突依然不可避免，尤其是團隊規(guī)模較大或并行開發(fā)任務(wù)較多時。
未完成功能暴露：由于所有開發(fā)工作都在主干分支上進行，未完成的功能代碼也會被提交，這可能導(dǎo)致未完成代碼的集成和暴露，增加了代碼庫的不穩(wěn)定性。
全面測試需求：每次提交代碼都需要進行全面的自動化測試，確保主干分支的穩(wěn)定性和質(zhì)量。這對測試用例的覆蓋率和測試環(huán)境的可靠性要求較高。
協(xié)調(diào)難度：大團隊或多個團隊在同一主干分支上工作時，需要高度的協(xié)調(diào)和溝通，以避免重復(fù)工作和沖突，協(xié)調(diào)難度較高。
風(fēng)險管理：每次發(fā)布都需要進行全面的風(fēng)險評估和管理，確保新功能和改進不會引入新的問題或影響現(xiàn)有功能的穩(wěn)定性。
2.1.4 適用場景
小型團隊或者需要快速迭代的項目，如每周或每日發(fā)布新功能或改進，主干開發(fā)能夠支持高頻率的發(fā)布節(jié)奏。
試驗性開發(fā)實驗創(chuàng)新項目：適用于需要頻繁進行A/B測試和實驗性功能開發(fā)的項目，通過主干開發(fā)快速驗證新功能和創(chuàng)意，并根據(jù)反饋進行調(diào)整和改進。
測試環(huán)境只有一套。
版本內(nèi)容較少的項目。
2.1.5 操作流程
1. 開發(fā)者從主干（Trunk）拉取最新代碼。
2. 開發(fā)者在本地分支上進行開發(fā)和修改。
3. 開發(fā)完成后，開發(fā)者將代碼推送到主干。
4. 使用持續(xù)集成（CI）系統(tǒng)進行自動化測試和構(gòu)建。
5. 如果測試通過，將使用主干發(fā)布生產(chǎn)。
2.1.6 質(zhì)量控制
定期審計代碼庫配置，確保所有開發(fā)和部署配置都經(jīng)過版本控制，避免配置漂移。
設(shè)置嚴(yán)格的權(quán)限控制，確保只有經(jīng)過授權(quán)的人員可以提交推送代碼。使用代碼審查和審批流程來控制主干分支的修改權(quán)限。
使用自動化測試套件對代碼進行單元測試、集成測試和端到端測試。
使用代碼審查工具進行代碼審查，確保代碼質(zhì)量和一致性。
使用靜態(tài)代碼分析工具檢測潛在的代碼缺陷和安全漏洞。
2.2 特性分支開發(fā)-主干發(fā)布（Feature Branch Development - Trunk Release）
2.2.1 策略說明
特性分支開發(fā)-主干發(fā)布（Feature Branch Development - Trunk Release）是一種常見的分支策略，每個新功能都在單獨的分支上進行開發(fā)。開發(fā)完成后，特性分支被合并回主干。這種策略使得不同功能的開發(fā)能夠并行進行，減少了沖突的可能性。
2.2.2 策略優(yōu)點
并行開發(fā)：特性分支允許不同團隊成員或者團隊在不同的特性分支上并行開發(fā)不同的功能或者解決不同的任務(wù)。這種并行開發(fā)的方式可以大大提高團隊的工作效率，縮短項目的開發(fā)周期。
代碼隔離：每個特性分支都是相互獨立的，開發(fā)在特性分支上進行時不會影響到主干分支上的其他代碼。這種代碼隔離的方式可以避免不同特性之間的代碼沖突，保證每個特性的開發(fā)和測試都是相對獨立的。
易于管理：使用特性分支的方式可以更好地管理項目的開發(fā)進度和版本迭代。每個特性分支都可以被認(rèn)為是一個特定功能或任務(wù)的完整實現(xiàn)，團隊可以根據(jù)實際情況對特性分支進行合并和發(fā)布，確保項目的穩(wěn)定性和可控性。
快速迭代：特性分支的使用可以幫助團隊快速迭代，及時響應(yīng)需求變化和用戶反饋。團隊可以根據(jù)實際情況隨時創(chuàng)建和刪除特性分支，靈活調(diào)整開發(fā)方向，保持項目的靈活性和敏捷性。
減少風(fēng)險：特性分支的獨立性和可控性可以降低項目開發(fā)過程中的風(fēng)險。如果某個特性開發(fā)出現(xiàn)問題或者不符合預(yù)期，團隊可以及時回滾或者放棄該特性分支，不影響主干分支和其他特性的開發(fā)。
2.2.3 策略缺點
沖突處理復(fù)雜：當(dāng)多個特性分支同時開發(fā)并在同一時間段合并到主干分支時，可能會引發(fā)代碼沖突。這需要額外的時間和精力來解決沖突，特別是在代碼庫較大或改動較多的情況下。
合并風(fēng)險：如果多個特性分支包含大范圍的代碼變更，合并過程中的沖突處理可能引入新的問題或bug，影響代碼的穩(wěn)定性
特性分支長期存在風(fēng)險：如果特性分支長期存在且未能及時合并回主干，可能會導(dǎo)致技術(shù)債務(wù)積累。隨著時間的推移，特性分支可能會與主干分支逐漸脫節(jié)，增加了合并的難度和風(fēng)險。
依賴管理困難：如果某個特性分支依賴于另一個特性分支，管理這些依賴關(guān)系可能會變得復(fù)雜。尤其是在大團隊或多個團隊協(xié)作的環(huán)境中，特性分支之間的依賴可能導(dǎo)致集成困難。
審查負(fù)擔(dān)增大：每個特性分支都需要獨立的代碼審查，增加了審查工作量和負(fù)擔(dān)。代碼審查可能會變得繁瑣和耗時，影響開發(fā)者的效率。
分支管理困難：隨著項目的規(guī)模和復(fù)雜度增加，管理大量的特性分支可能會變得困難。團隊需要投入更多的精力和資源來跟蹤和管理特性分支的狀態(tài)和進度。
2.2.4 適用場景
模塊化開發(fā)項目：在大型項目中，代碼庫通常由多個模塊或組件組成。特性分支開發(fā)允許團隊在獨立的分支上對不同模塊進行并行開發(fā)，減少對其他模塊的影響。
需求頻繁變動的項目：在需求變化頻繁的環(huán)境中，特性分支開發(fā)允許團隊快速響應(yīng)和實現(xiàn)新的需求，同時保持主干分支的穩(wěn)定。
多版本并行開發(fā)的項目：不同的特性和改進可以在不同的版本特性分支上并行開發(fā)，不會互相影響，提高開發(fā)效率。
2.2.5 操作流程
1. 開發(fā)者從主干創(chuàng)建新的特性分支。
2. 在特性分支上進行開發(fā)和修改。
3. 完成特性開發(fā)后，使用持續(xù)集成系統(tǒng)進行自動化測試和構(gòu)建。
4. 如果測試通過，特性分支被合并到主干。
5. 使用主干進行發(fā)布。
2.2.6 質(zhì)量控制
在特性分支上執(zhí)行單元測試和集成測試。
使用代碼審查工具進行特性分支的代碼審查。
在合并到主干之前，確保特性分支的代碼覆蓋率和質(zhì)量符合要求。
2.3 特性分支開發(fā)-發(fā)布分支發(fā)布（Feature Branch Development - Release Branch Release）
2.3.1 策略說明
發(fā)布分支用于準(zhǔn)備發(fā)布新版本的代碼。在發(fā)布分支上進行測試和bug修復(fù)，直到達到發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)。一旦發(fā)布，發(fā)布分支被合并回主干和開發(fā)分支。這種策略使得發(fā)布過程更加可控，同時允許開發(fā)團隊在發(fā)布前進行最后的修復(fù)和測試。
2.3.2 策略優(yōu)點
提高代碼穩(wěn)定性：特性分支允許開發(fā)人員在隔離的環(huán)境中進行開發(fā)和測試，減少對主干分支的直接影響。發(fā)布分支則確保只有經(jīng)過充分測試和驗證的代碼才會進入發(fā)布階段，提高發(fā)布版本的穩(wěn)定性。
并行開發(fā)和發(fā)布：開發(fā)團隊可以在發(fā)布分支上進行最終的發(fā)布準(zhǔn)備，同時在特性分支上繼續(xù)開發(fā)新功能。這使得開發(fā)和發(fā)布工作可以并行進行，提高整體效率。
獨立的發(fā)布周期：發(fā)布分支允許團隊在準(zhǔn)備發(fā)布時凍結(jié)代碼，并集中精力進行最后的修復(fù)和優(yōu)化，而不會受到其他特性開發(fā)的干擾。這簡化了發(fā)布管理，確保發(fā)布版本的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
嚴(yán)格的代碼審查和測試：在特性分支上進行開發(fā)和初步測試，確保每個特性在合并到發(fā)布分支前已經(jīng)過代碼審查和質(zhì)量驗證。發(fā)布分支進一步強化測試，包括集成測試和驗收測試，確保發(fā)布版本的高質(zhì)量。
快速響應(yīng)生產(chǎn)問題：發(fā)布分支允許團隊在生產(chǎn)環(huán)境出現(xiàn)問題時，快速創(chuàng)建熱修復(fù)分支進行修復(fù)，并將修復(fù)合并回發(fā)布分支和主干分支，確保問題得到及時解決，同時保持代碼庫的穩(wěn)定性。
靈活的版本控制：通過發(fā)布分支管理不同的版本，團隊可以清晰地跟蹤每個版本的演進和變化，方便進行版本管理和問題追蹤。發(fā)布分支策略支持同時維護多個發(fā)布版本，適用于需要并行支持多個產(chǎn)品版本的情況。例如，團隊可以維護一個長期支持版本和一個快速迭代版本，以滿足不同用戶群體的需求。
2.3.3 策略缺點
分支管理復(fù)雜：這種策略需要管理多個分支，包括主干分支、特性分支和發(fā)布分支。管理和維護多個分支增加了開發(fā)過程的復(fù)雜性，特別是在處理多個特性和版本時。
集成合并沖突：由于多個特性分支在獨立開發(fā)，最后合并到發(fā)布分支時可能會出現(xiàn)合并沖突。解決這些沖突需要額外的時間和精力，特別是在特性間存在依賴的情況下。
測試資源消耗：發(fā)布分支上的全面測試需要大量的計算和人力資源。隨著項目規(guī)模的擴大，測試的復(fù)雜性和資源需求也會相應(yīng)增加，導(dǎo)致成本上升。
發(fā)布節(jié)奏緩慢：由于每次發(fā)布前需要在發(fā)布分支上進行全面測試和驗證，發(fā)布周期可能會延長。這對于需要快速迭代和頻繁發(fā)布的項目來說，可能會影響市場響應(yīng)速度和用戶反饋的及時性。
2.3.4 適用場景
需求多變的項目：項目需求經(jīng)常變動，需要靈活的開發(fā)和發(fā)布流程以應(yīng)對變化。項目功能復(fù)雜，需要分階段開發(fā)和測試，確保每個特性的穩(wěn)定性和質(zhì)量。
多團隊合作項目：項目由多個團隊協(xié)作開發(fā)，需要統(tǒng)一的版本管理和發(fā)布流程，以確保代碼集成和發(fā)布的一致性。
多版本并行項目：項目需要同時維護多個版本，例如長期支持版本和最新穩(wěn)定版本，需要靈活的版本管理和發(fā)布策略。
2.3.5 操作流程
1. 從主干創(chuàng)建新的版本發(fā)布分支，可能有多個版本發(fā)布分支。
2. 開發(fā)確定特性需求在哪個版本發(fā)布分支上發(fā)布，然后基于那個版本發(fā)布分支創(chuàng)建特性分支進行代碼修改測試和bug修復(fù)。
3. 當(dāng)達到集成標(biāo)準(zhǔn)時，開發(fā)將特性分支發(fā)起請求合并到發(fā)布分支，發(fā)布分支審核人員對合并進行審核。
4. 審核通過并合并后，使用持續(xù)集成系統(tǒng)進行自動化測試和構(gòu)建。
5. 如果測試通過，使用發(fā)布分支發(fā)布到生產(chǎn)，并將發(fā)布分支合并到主干，在主干上打標(biāo)簽標(biāo)記當(dāng)前版本，主干再同步到其他未投產(chǎn)的發(fā)布分支。
6.開發(fā)同步發(fā)布分支代碼到自己的特性分支，保證始終基于最新的生產(chǎn)代碼開發(fā)。
2.3.6 質(zhì)量控制
在發(fā)布分支上執(zhí)行回歸測試，確保修復(fù)的bug不會引入新的問題。
使用代碼審查工具確保發(fā)布分支的代碼質(zhì)量和穩(wěn)定性。
在合并回主干之前，確保發(fā)布分支通過了所有的測試和代碼審查。
2.4 環(huán)境分支開發(fā)-主干發(fā)布（Environment Branch Development - Trunk Release）
2.4.1 策略說明
環(huán)境分支用于管理不同部署環(huán)境的代碼，如開發(fā)環(huán)境、測試環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境。每個環(huán)境都有自己的分支，開發(fā)完成后的代碼通過自動化流程部署到相應(yīng)的環(huán)境中。這種策略保持了不同環(huán)境之間的代碼隔離，并確保了部署過程的一致性。
2.4.2 策略優(yōu)點
環(huán)境分支管理：每個環(huán)境（如開發(fā)環(huán)境、測試環(huán)境、預(yù)生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境等）都有對應(yīng)的分支，確保不同環(huán)境的代碼和配置得到有效隔離和管理。
環(huán)境配置控制：可以根據(jù)每個環(huán)境的需求進行定制化配置，確保代碼在不同環(huán)境下的行為一致性和穩(wěn)定性。
權(quán)限控制：可以根據(jù)團隊成員的角色和責(zé)任分配不同的環(huán)境訪問權(quán)限，確保只有經(jīng)過授權(quán)的人員可以進行環(huán)境操作和代碼修改。
2.4.3 策略缺點
多環(huán)境管理困難：對于多環(huán)境的項目，需要管理多個環(huán)境分支，包括開發(fā)、測試、預(yù)生產(chǎn)和生產(chǎn)環(huán)境，增加了分支管理和環(huán)境配置的復(fù)雜性。
并發(fā)開發(fā)沖突：由于不同環(huán)境分支上的代碼變更相對獨立，可能會導(dǎo)致并發(fā)開發(fā)時的代碼沖突和合并問題，特別是在合并到主干分支時。
發(fā)布頻率受限：由于每個環(huán)境的發(fā)布需要等待所有環(huán)境分支的代碼集成和測試通過，可能會導(dǎo)致發(fā)布周期的延長，影響了快速迭代和持續(xù)交付的能力。
溝通和協(xié)調(diào)成本高：需要團隊成員之間進行頻繁的溝通和協(xié)調(diào)，確保各個環(huán)境分支之間的代碼同步和集成流程順暢，增加了溝通成本和協(xié)調(diào)難度。
環(huán)境一致性問題：由于每個環(huán)境分支的代碼可能存在差異，環(huán)境之間的一致性難以保證，可能導(dǎo)致開發(fā)、測試和生產(chǎn)環(huán)境的行為不一致，增加了問題排查和調(diào)試的難度。
2.4.4 適用場景
長周期開發(fā)項目：項目開發(fā)周期較長，需要在不同階段和環(huán)境中進行開發(fā)和測試，確保每個階段的代碼穩(wěn)定性和質(zhì)量。
需求變更多的項目：需求變更多，不穩(wěn)定，需要根據(jù)在測試環(huán)境的測試情況確定上線的需求的內(nèi)容。
2.4.5 操作流程
1. 為每個部署環(huán)境（如開發(fā)環(huán)境、測試環(huán)境、預(yù)生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境）創(chuàng)建對應(yīng)的環(huán)境分支。
2. 開發(fā)完成后的代碼通過自動化流程部署到相應(yīng)的環(huán)境。
3. 當(dāng)需要更新某個環(huán)境時，從主干拉取最新代碼并合并到相應(yīng)的環(huán)境分支。
4. 執(zhí)行環(huán)境特定的測試和驗證。
5. 如果測試通過，將環(huán)境分支測試通過的代碼揀選部署到相應(yīng)的部署環(huán)境中，代碼揀選方向為開發(fā)環(huán)境->sit環(huán)境->uat環(huán)境->預(yù)生產(chǎn)環(huán)境->主干，最后使用主干發(fā)布生產(chǎn)。
6.生產(chǎn)發(fā)布完成后，在主干打標(biāo)簽標(biāo)記當(dāng)前版本，并將主干同步到其他環(huán)境分支。
2.4.6 質(zhì)量控制
在每個環(huán)境分支上執(zhí)行特定環(huán)境的測試和驗證。
使用自動化部署工具確保部署過程的一致性和可靠性。
定期清理環(huán)境分支，避免分支過多導(dǎo)致混亂
定期審計環(huán)境配置，確保環(huán)境配置的一致性和可控性。
三、總結(jié)
在軟件開發(fā)領(lǐng)域，版本管理的分支策略是項目成功的關(guān)鍵因素之一。通過本文，我們能夠了解幾種主流的版本管理分支策略，包括主干開發(fā)-主干發(fā)布、特性分支開發(fā)-主干發(fā)布、環(huán)境分支開發(fā)-主干發(fā)布以及特性分支開發(fā)-發(fā)布分支發(fā)布。每種策略都有其獨特的優(yōu)點和缺點，并適用于不同的項目場景和團隊需求。
主干開發(fā)-主干發(fā)布策略簡單直接，適用于小型團隊和簡單項目，能夠快速迭代和持續(xù)集成。特性分支開發(fā)-主干發(fā)布策略通過特性分支的方式實現(xiàn)功能開發(fā)和代碼隔離，適用于大型團隊和復(fù)雜項目，提高了代碼質(zhì)量和穩(wěn)定性。環(huán)境分支開發(fā)-主干發(fā)布策略通過環(huán)境分支管理不同環(huán)境的代碼版本，適用于多環(huán)境項目和高度定制化項目，保證了環(huán)境配置的一致性和可控性。特性分支開發(fā)-發(fā)布分支發(fā)布策略通過發(fā)布分支管理不同版本的發(fā)布，適用于需要長期支持和版本并行維護的項目，提高了版本管理和發(fā)布的靈活性和可靠性。
在選擇適合自身項目的版本管理分支策略時，需要考慮團隊規(guī)模、項目復(fù)雜度、發(fā)布頻率、環(huán)境管理需求等因素，并根據(jù)實際情況做出合理的決策。無論采用何種策略，都需要團隊成員之間的密切合作和有效溝通，以確保代碼質(zhì)量、項目進度和團隊效率的持續(xù)提升。
隨著軟件開發(fā)領(lǐng)域的不斷發(fā)展和變化，版本管理的分支策略也將不斷演進和完善。希望本文對讀者理解版本管理分支策略的原理和實踐提供了一定的幫助，并能夠在實際項目中取得更好的成果。
參考文獻
[1] Vincent Driessen. "A successful Git branching model." nvie.com. Available online: https://nvie.com/posts/a-successful-git-branching-model/
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第十二期：7月20日（即將滿班） -
第十三期：9月20日 -
第十四期：11月20日