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文章來(lái)源：八戒技術(shù)團(tuán)隊(duì)

本文旨在介紹ZBJ DevOps團(tuán)隊(duì)傾力打造的DevOps平臺(tái)中關(guān)于CI/CD流水線部分的實(shí)踐。歷經(jīng)三次大版本迭代更新的流水線，完美切合ZBJ各種業(yè)務(wù)發(fā)展需求，在滿足高頻率交付的同時(shí)，提高了研發(fā)效率，降低了研發(fā)成本，保證了交付質(zhì)量。

持續(xù)集成（Continuous Integration）簡(jiǎn)稱CI，持續(xù)集成強(qiáng)調(diào)開(kāi)發(fā)人員提交了新代碼之后，立刻進(jìn)行構(gòu)建、（單元）測(cè)試。根據(jù)結(jié)果，我們可以確定新代碼和原有代碼能否正確地集成在一起。持續(xù)集成過(guò)程中很重視自動(dòng)化測(cè)試驗(yàn)證結(jié)果，對(duì)可能出現(xiàn)的一些問(wèn)題進(jìn)行預(yù)警，以保障最終集成的代碼沒(méi)有問(wèn)題。持續(xù)交付（Continuous Delivery）簡(jiǎn)稱CD，持續(xù)交付在持續(xù)集成的基礎(chǔ)上，將集成后的代碼部署到更貼近真實(shí)運(yùn)行環(huán)境的「類生產(chǎn)環(huán)境」（test，testing）中，然后交付給質(zhì)量團(tuán)隊(duì)，以供評(píng)審。如果評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)，代碼就進(jìn)入生產(chǎn)階段。持續(xù)交付并不是指軟件每一個(gè)改動(dòng)都要盡快部署到產(chǎn)品環(huán)境中，它指的是任何的代碼修改都可以在任何時(shí)候?qū)嵤┎渴?。有的人也把CD稱為Continuous Deployment（持續(xù)部署），持續(xù)部署是指當(dāng)交付的代碼通過(guò)評(píng)審之后，可以部署到生產(chǎn)環(huán)境中。這里需要注意的是，持續(xù)部署應(yīng)該是持續(xù)交付的最高階段，持續(xù)交付是一種能力，持續(xù)部署是一種持續(xù)交付的表現(xiàn)方式。

CI/CD過(guò)程示意圖

豬八戒網(wǎng)的CI/CD之路

背景介紹

在提到ZBJ DevOps流水線之前，先交代一下歷史背景。2015年前，豬八戒網(wǎng)80%的項(xiàng)目都是用PHP語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的，剩下的少部分使用的是Nodejs和Java。2015年，ZBJ研發(fā)中心進(jìn)行了自發(fā)性的“工業(yè)革命”——騰云七號(hào)行動(dòng)——使用Java語(yǔ)言將核心業(yè)務(wù)代碼進(jìn)行了重構(gòu)和拆解，建立了以Dubbo為核心的SOA微服務(wù)框架，使用ZooKeeper+Swoole為核心的業(yè)務(wù)調(diào)用提供機(jī)制。滿足新業(yè)務(wù)使用Java語(yǔ)言編寫(xiě)、老業(yè)務(wù)仍然使用PHP編寫(xiě)，同時(shí)支持兩種語(yǔ)言（Nodejs&PHP）調(diào)用Dubbo服務(wù)的能力。

之后，開(kāi)始全面推行前后端分離，于是流行了沿用至今的主流架構(gòu)：

Nodejs：負(fù)責(zé)前端
Java：負(fù)責(zé)后端
PHP：負(fù)責(zé)老項(xiàng)目維護(hù)

剩余部分小系統(tǒng)或者邊緣化的工具使用其他語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，或者在此三種語(yǔ)言基礎(chǔ)上的一些變種：

隨著業(yè)務(wù)的重構(gòu)和拆解，以前一個(gè)個(gè)龐大的系統(tǒng)被拆解成若干個(gè)獨(dú)立的小系統(tǒng)，使得交付變得更加容易。

而隨著項(xiàng)目工程數(shù)量的快速增長(zhǎng)，交付開(kāi)始變得頻繁，傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式的一兩個(gè)月交付一次遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足交付要求，改變迫在眉睫。

2016年Q3季度，感受到改變迫在眉睫，ZBJ研發(fā)中心經(jīng)充分準(zhǔn)備后決定抽調(diào)部分運(yùn)維同學(xué)和開(kāi)發(fā)同學(xué)組建一支名為“DevOps取經(jīng)團(tuán)”的團(tuán)隊(duì)，力圖打造屬于ZBJ自己的以提高研發(fā)效率為目標(biāo)的平臺(tái)。

ZBJ CI/CD發(fā)展史

第一階段：2015年以前

2015年以前，此時(shí)“工業(yè)革命”還未開(kāi)始，ZBJ所謂的流水線先后經(jīng)歷了“大鍋飯年代”、“公交車模式”。

大鍋飯年代（本圖由DevOps團(tuán)隊(duì)提供）

公交車模式（本圖由DevOps團(tuán)隊(duì)提供）

可以看到，無(wú)論是“大鍋飯年代”，還是“公交車模式”都會(huì)面臨很多問(wèn)題：

項(xiàng)目耦合度太高，容易導(dǎo)致合并沖突，環(huán)境沖突等。
集成過(guò)程中未對(duì)代碼進(jìn)行審查，錯(cuò)誤代碼發(fā)布到測(cè)試環(huán)境后，會(huì)影響依賴方的測(cè)試。
發(fā)布受限制，必須在專門(mén)時(shí)間由專人發(fā)布。
發(fā)布異常時(shí)，回滾工作異常艱難。

第二階段（2016-2017）：私家車模式

通過(guò)“工業(yè)革命”的變革，對(duì)系統(tǒng)的重構(gòu)和拆解，同時(shí)引入工程責(zé)任制，給每個(gè)工程指定負(fù)責(zé)人，對(duì)工程的各種權(quán)限進(jìn)行了管控，業(yè)務(wù)范圍和邊界變得更加清晰，使得項(xiàng)目耦合度太高的問(wèn)題得到了很大的緩解。

解決了項(xiàng)目耦合度高的問(wèn)題，接下來(lái)解決如何實(shí)現(xiàn)隨時(shí)由開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)自主發(fā)代碼的問(wèn)題。

用Jira做研發(fā)流程管理，制定針對(duì)ZBJ需求上線的流程：

需求上線流程每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)流水線的每個(gè)環(huán)境，只有到達(dá)某個(gè)環(huán)節(jié)，才能推送對(duì)應(yīng)環(huán)境，每個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)制定對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)入準(zhǔn)出，保證每走到的下一步都離成功部署更近一步。

推送環(huán)境示意圖

每個(gè)環(huán)境制定不一樣的執(zhí)行任務(wù)，基本包括Jira狀態(tài)校驗(yàn)，代碼審查（單元測(cè)試），編譯構(gòu)建，上傳包到制品庫(kù)，拉取制品庫(kù)中的包部署到對(duì)應(yīng)環(huán)境。

值得注意的是，我們引入了Docker發(fā)布，所以我們的流水線是支持容器和虛擬機(jī)的混合發(fā)布的。虛擬機(jī)發(fā)布方式的制品是存放在一個(gè)叫做文件服務(wù)器的地方，容器發(fā)布方式的制品是push到Harbor倉(cāng)庫(kù)的。

容器發(fā)布&虛擬機(jī)構(gòu)建打包示意圖

采用的分支策略是：branches開(kāi)發(fā)，master發(fā)布，tags存檔（我們使用GitLab作為源碼管理工具）。在測(cè)試環(huán)境通常為非master分支，測(cè)試完畢后合并到master，推送預(yù)發(fā)布，并針對(duì)當(dāng)前版本打一個(gè)tag。針對(duì)這種情況，我們的“一次構(gòu)建，處處使用”指的是測(cè)試環(huán)境用測(cè)試環(huán)境構(gòu)建好的包，其他環(huán)境用預(yù)發(fā)布構(gòu)建好的包。

各環(huán)境使用制品示意圖

在推送每一個(gè)環(huán)境（test環(huán)境除外）時(shí)，都會(huì)校驗(yàn)當(dāng)前版本的代碼是否為前置環(huán)境推送過(guò)的最新代碼，保證不會(huì)將沒(méi)有經(jīng)過(guò)審查的代碼交付到線上。

在測(cè)試環(huán)境每一次編譯構(gòu)建之前，都會(huì)對(duì)代碼進(jìn)行一次安全掃描，Java語(yǔ)言的工程通過(guò)解析pom文件對(duì)其所有的依賴進(jìn)行遞歸掃描，Nodejs語(yǔ)言的工程通過(guò)對(duì)node_module里下載的包進(jìn)行遞歸掃描，確保有安全漏洞的代碼不會(huì)被帶入到生產(chǎn)環(huán)境。

編譯構(gòu)建時(shí)，會(huì)根據(jù)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的不同，執(zhí)行不同的編譯腳本，根據(jù)發(fā)布方式的不同（虛擬機(jī)發(fā)布或者容器發(fā)布），執(zhí)行不一樣的后續(xù)操作步驟。

我們將Jenkins作為后臺(tái)編譯服務(wù)器，采用的是多master多slave的架構(gòu)，我們并未直接使用Jenkins的流水線，而是開(kāi)發(fā)了一個(gè)叫Pipeline的系統(tǒng)，與Jenkins做對(duì)接（此時(shí)的對(duì)接方式是調(diào)用Jenkins的API），由Pipeline系統(tǒng)提供Jenkins作業(yè)所需要的全部信息，另外編寫(xiě)了整個(gè)過(guò)程需要具體執(zhí)行操作的腳本，通過(guò)Jenkins的job配置“Execute shell”的方式每次在構(gòu)建之前導(dǎo)入到工作空間。

流水線標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)過(guò)程大體如下：

流水線標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)過(guò)程示意圖

另外，針對(duì)回滾的情況，因?yàn)槊看卧谏暇€前都會(huì)在預(yù)發(fā)布會(huì)構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定的版本，并打一個(gè)tag，并且記錄下tag對(duì)應(yīng)的制品（包或者鏡像）版本，所以在回滾的時(shí)候，只要選擇要回滾的版本，便能找到對(duì)應(yīng)版本的制品，進(jìn)行重新發(fā)布，以此達(dá)到回滾的目的。

回滾流程

至此，第二階段大體實(shí)現(xiàn)了以下功能：

通過(guò)用Jira需求上線流程和流水線做整合，以及多種推送前的校驗(yàn)，保證了上線過(guò)程的每一步都是可靠的
每一個(gè)環(huán)境的集成和發(fā)布都是自動(dòng)化的
因?yàn)檫^(guò)程變得可靠且自動(dòng)化，使得將發(fā)布過(guò)程開(kāi)放給研發(fā)團(tuán)隊(duì)成為了可能，達(dá)到了隨時(shí)自主上線的目的。

然而這樣的流水線也有諸多問(wèn)題：

不夠靈活，如在推送測(cè)試環(huán)境時(shí)，整個(gè)過(guò)程執(zhí)行的步驟是固定的的，即第一步做什么，第二步做什么都是固定的，不能新增也不能刪減，如某些團(tuán)隊(duì)需要進(jìn)行單元測(cè)試，有的不需要，但流水線都會(huì)去執(zhí)行單元測(cè)試，通常情況下單元測(cè)試過(guò)程是一個(gè)花費(fèi)時(shí)間比較長(zhǎng)的過(guò)程，這對(duì)于需要頻繁更改和部署的業(yè)務(wù)是不友好的。
推送成功率不高，因?yàn)檎麄€(gè)過(guò)程是串聯(lián)的，某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤，將會(huì)導(dǎo)致本次推送失敗，而某些環(huán)節(jié)本不應(yīng)該影響構(gòu)建結(jié)果的，最后導(dǎo)致了構(gòu)建失敗。

第三階段（2017-2019）：擁有靈活車道的私家車模式

考慮到前面提到的兩點(diǎn)，ZBJ DevOps團(tuán)隊(duì)在17年底對(duì)流水線做了二次改造：

1、所有執(zhí)行步驟拆解成獨(dú)立原子任務(wù)，建立原子任務(wù)庫(kù)；

2、將原子任務(wù)根據(jù)功能性分為兩種，校驗(yàn)類以及執(zhí)行類，校驗(yàn)類原子任務(wù)主要是是做準(zhǔn)入準(zhǔn)出的判斷，執(zhí)行類主要是編譯構(gòu)建，打鏡像，上傳hub倉(cāng)庫(kù)以及部署。

3、將原子任務(wù)根據(jù)執(zhí)行載體分為兩種，Java類和Jenkins類，直接用Java程序執(zhí)行的任務(wù)為Java類，需要Jenkins執(zhí)行的任務(wù)為Jenkins類。

4、根據(jù)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、發(fā)布方式、業(yè)務(wù)類型的不同，從原子任務(wù)庫(kù)中選取不同原子任務(wù)組成一條標(biāo)準(zhǔn)有序的執(zhí)行流水線。

5、提供工程特殊配置，如有些工程需要增強(qiáng)校驗(yàn)，有的工程需要減少校驗(yàn)，則可以通過(guò)啟用和禁用的方式進(jìn)行特殊配置，如下圖所示，根據(jù)1、2和3步驟后可最終生成一條本次執(zhí)行的流水線任務(wù)列表。

原子任務(wù)一覽表

執(zhí)行效果圖

6、根據(jù)原子任務(wù)的制定，我們將Jenkins執(zhí)行的job也拆分成了對(duì)應(yīng)的幾類，每一類擁有足夠多數(shù)量的job進(jìn)行任務(wù)的執(zhí)行。

7、升級(jí)了Pieline系統(tǒng)和Jenkins通信架構(gòu)，通過(guò)編寫(xiě)一個(gè)RabbitMQ的插件植入到Jenkins Master上，從原來(lái)調(diào)用API的方式，改成用RabbitMQ的方式進(jìn)行通信，大大提高了效率和成功率。

通信示意圖

8、升級(jí)了Jenkins架構(gòu)，構(gòu)建一個(gè)能適配ZBJ所有開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的鏡像，利用Jenkins Master的Kubernetes插件，將原來(lái)的虛擬機(jī)slave節(jié)點(diǎn)全部替換成容器slave節(jié)點(diǎn)，并且這個(gè)slave集群完全由Jenkins Master的Kubernetes插件調(diào)度，不論在高并發(fā)和低并發(fā)的時(shí)候都能及時(shí)擴(kuò)縮容，滿足業(yè)務(wù)需求。

第四階段（2020-至今）：智能駕駛模式

可以看到，到第三個(gè)階段為止，我們的每一次編譯過(guò)程，都需要研發(fā)同學(xué)“推送一下”，而且這個(gè)過(guò)程也是需要花費(fèi)一些時(shí)間的，比如一個(gè)正常的Nodejs工程平均編譯時(shí)長(zhǎng)至少需要花費(fèi)100+s以上，一個(gè)正常的Java工程平均編譯時(shí)長(zhǎng)至少也是需要30s以上，由于我們提供了推送過(guò)程“可視化”的功能，且沒(méi)有執(zhí)行結(jié)果的通知，導(dǎo)致用戶必須關(guān)注推送過(guò)程以確保本次推送是成功的，大大浪費(fèi)了研發(fā)同學(xué)的時(shí)間。

在此基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步做出了以下優(yōu)化：

1、為每一個(gè)GitLab上的工程添加一個(gè)Webhook，每當(dāng)開(kāi)發(fā)人員向倉(cāng)庫(kù)push一次，便會(huì)觸發(fā)Webhook，調(diào)用Pipeline系統(tǒng)接口進(jìn)行一次快速構(gòu)建。

注意：并不是每次push都會(huì)進(jìn)行一次快速構(gòu)建，為了防止開(kāi)發(fā)同學(xué)頻繁修改少量代碼提交到版本庫(kù)，我們規(guī)定了一個(gè)“暗號(hào)”，只有當(dāng)開(kāi)發(fā)同學(xué)在commit message中添加這個(gè)“暗號(hào)”，才會(huì)觸發(fā)一次快速構(gòu)建。

auto_trigger_build就是暗號(hào)內(nèi)容

2、快速構(gòu)建的結(jié)果是構(gòu)建一個(gè)包或者一個(gè)鏡像，存放在前文提到過(guò)的文件服務(wù)器或者Harbor倉(cāng)庫(kù)。在下一次用戶“推送”的時(shí)候，便會(huì)根據(jù)分支和版本判斷是否存在已編譯過(guò)的包或者鏡像，如果存在，則直接使用，跳過(guò)編譯過(guò)程。

3、增加快速構(gòu)建結(jié)果通知，因?yàn)檎麄€(gè)快速構(gòu)建過(guò)程是后臺(tái)執(zhí)行的，所以流水線系統(tǒng)通過(guò)企業(yè)微信的方式通知到用戶本次快速構(gòu)建的結(jié)果。

快速構(gòu)建前通知

快速構(gòu)建完成后結(jié)果通知

4、除了增加快速構(gòu)建的通知，我們還增加了推送的通知。用戶再也不用關(guān)注推送過(guò)程，只需要在推送后繼續(xù)做其他事情，推送結(jié)果由企業(yè)微信通知到用戶。

值得注意的是，當(dāng)推送失敗后，流水線系統(tǒng)也會(huì)通知到用戶，進(jìn)行對(duì)應(yīng)問(wèn)題的排查。

至此，ZBJ的CI/CD實(shí)踐之路基本介紹完畢，當(dāng)然，其中也還有很多細(xì)節(jié)方面，因?yàn)樯婕暗臇|西太多，不便鋪開(kāi)來(lái)講。

總結(jié)三次重大改造的結(jié)果

第一次改造：奠定了ZBJ的CI/CD基礎(chǔ)，打造了一條標(biāo)準(zhǔn)的流水線，解放了運(yùn)維勞動(dòng)力（過(guò)程全自動(dòng)化），提高了研發(fā)效率，降低了研發(fā)成本（運(yùn)維同學(xué)由最多時(shí)候的三四十個(gè)減少到了不到十個(gè)人）。

第二次改造：流水線實(shí)現(xiàn)了高可用，同時(shí)其靈活的配置能完美滿足不同業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)的需求。

第三次改造：提升了流水線效率，弱化推送過(guò)程，增強(qiáng)以人為本的體驗(yàn)，使推送過(guò)程更加智能化。

談?wù)勎磥?lái)

CI/CD實(shí)踐之路還在繼續(xù)，因?yàn)椴煌居胁煌臉I(yè)務(wù)場(chǎng)景，而同一公司的業(yè)務(wù)也會(huì)隨著時(shí)代的發(fā)展不斷變化，只有適合自己的才是最好的，只有能擁抱變化的才是最好的，但萬(wàn)變不離其宗的，我覺(jué)得應(yīng)該有一下幾點(diǎn)：

CI/CD應(yīng)該是以提高研發(fā)效率為目標(biāo)的實(shí)踐，一切脫離這個(gè)目標(biāo)只是為了迎合什么口號(hào)而做什么的是都是耍牛氓。而實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)是一個(gè)比較漫長(zhǎng)的過(guò)程，一開(kāi)始會(huì)比較容易，后面就會(huì)越來(lái)越難，這需要不斷思考和學(xué)習(xí)的過(guò)程。
CI/CD應(yīng)該是緊貼業(yè)務(wù)的，因?yàn)闃I(yè)務(wù)的不同，要求的技術(shù)架構(gòu)也會(huì)有所不同，隨之而來(lái)，要求的交付方式也會(huì)有所不同。
CI/CD應(yīng)該是以人為本的，我們應(yīng)該盡可能地將一切繁瑣的過(guò)程交給程序去執(zhí)行，而人只需要“坐享其成”或者做少量的決策即可。

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