邢曉偉

(中興軟創(chuàng)科技股份有限公司，江蘇 南京 210000)

持續(xù)集成是一種軟件開發(fā)實(shí)踐，即團(tuán)隊(duì)開發(fā)成員經(jīng)常集成他們的工作，通常每個(gè)成員每天至少集成一次，這就意味著每天可能會發(fā)生多次集成[1]。在實(shí)際使用中，持續(xù)交付主要關(guān)注于構(gòu)建、部署、測試和發(fā)布過程[2]，每次集成都通過自動化的構(gòu)建(包括編譯、發(fā)布、自動化測試)來驗(yàn)證，從而盡快地發(fā)現(xiàn)集成錯誤。許多團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)過程可以大大減少集成的問題，讓團(tuán)隊(duì)能夠更快地開發(fā)內(nèi)聚的軟件。在軟件業(yè)，谷歌作為當(dāng)前科技領(lǐng)頭羊率先在內(nèi)部推行并使用了持續(xù)集成模式，在其內(nèi)部的持續(xù)集成系統(tǒng)中，數(shù)以億計(jì)的構(gòu)建動作會出發(fā)幾百萬自動化測試[3]。谷歌的先行開辟了快速開發(fā)領(lǐng)域的測試新模式。

1 持續(xù)集成開發(fā)模式

1.1 持續(xù)集成的目的

持續(xù)集成是用來解決隨著不斷提高軟件開發(fā)復(fù)雜度帶來的軟件質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)問題。為了快速響應(yīng)不斷變化的需求而提出的敏捷開發(fā)概念導(dǎo)致版本更新速度非?？?，而軟件內(nèi)部相互模塊間的干擾自然變得更加頻繁，這時(shí)候就需要嚴(yán)格的軟件測試。軟件測試不能等同于程序測試，軟件測試應(yīng)當(dāng)貫穿軟件生存周期全過程[4]，持續(xù)集成在敏捷開發(fā)中可以保障快速適應(yīng)和軟件質(zhì)量，重點(diǎn)使得持續(xù)集成顯得尤其重要。

1.2 持續(xù)集成的方法

持續(xù)集成是為了達(dá)成快速質(zhì)量保障進(jìn)行的一種軟件開發(fā)實(shí)踐。它倡導(dǎo)開發(fā)團(tuán)隊(duì)必須經(jīng)常集成他們的工作，每天集成一次甚至發(fā)生多次集成。如果每次集成都需要人工完成其中的編譯、發(fā)布和測試就顯得成本太高。因此通過自動化的構(gòu)建來驗(yàn)證每次的集成，包括自動編譯、發(fā)布和測試，從而盡快地發(fā)現(xiàn)集成錯誤，這就是持續(xù)集成在實(shí)際應(yīng)用中需要解決的問題，它讓團(tuán)隊(duì)能夠更快地開發(fā)內(nèi)聚的軟件。

1.3 持續(xù)集成的特點(diǎn)

持續(xù)集成中無需太多的人工干預(yù)，其任何一個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該是自動完成，從而減少重復(fù)過程以節(jié)省時(shí)間、費(fèi)用和工作量。

1.4 持續(xù)集成的價(jià)值

持續(xù)集成在需求不明確或是頻繁變更的情景中顯得尤其重要，持續(xù)集成的質(zhì)量能幫助團(tuán)隊(duì)進(jìn)行有效決策，同時(shí)建立團(tuán)隊(duì)對產(chǎn)品的信心。同時(shí)可以實(shí)時(shí)反饋出軟件的實(shí)際開發(fā)進(jìn)展，能夠很明確地給出當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)以及哪些已經(jīng)完成的功能是可用可部署的。

2 設(shè)計(jì)原理及特點(diǎn)

持續(xù)集成平臺的建設(shè)目標(biāo)是：在給定成本、進(jìn)度的前提下，在架構(gòu)設(shè)計(jì)上需要具有適用、有效、可靠、可互操作。這些目標(biāo)有助于提高軟件產(chǎn)品的質(zhì)量和開發(fā)效率，減少維護(hù)的困難。同時(shí)需要功能上滿足持續(xù)集成的需求，必須具備相應(yīng)的調(diào)度、執(zhí)行、統(tǒng)計(jì)、推送等持續(xù)集成的基礎(chǔ)功能，在性能上需要能及時(shí)有效的完成流程各個(gè)環(huán)節(jié)，盡量降低一輪集成的時(shí)間，基于以上要求，在架構(gòu)上選擇了C/S(Client/Server)與B/S(Browser/Server) 的組合模式，以達(dá)到性能與使用性的最優(yōu)。在功能設(shè)計(jì)上，采用分層設(shè)計(jì)和開發(fā)，在不同的層次實(shí)現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)功能，即便于開發(fā)也便于后期各模塊之間的調(diào)度。

2.1 架構(gòu)模式

持續(xù)集成作為一個(gè)系統(tǒng)化的平臺，不僅要提供用戶的介入平臺，也需要提供完善的服務(wù)器運(yùn)行維護(hù)管理，這就對軟件的架構(gòu)提出了很高的要求，經(jīng)過論證，決定將整體的軟件分為用戶界面與服務(wù)器管理兩部分，分別采用B/S與C/S架構(gòu)。其中提供給客戶使用的部分為B/S模式，主要考慮到用戶數(shù)量眾多，頻繁的客戶端升級與安裝將占用太多的維護(hù)成本。而用來調(diào)用相關(guān)的代碼檢查、編譯、部署的部分則采用C/S架構(gòu)，由一個(gè)主控與多個(gè)客戶端構(gòu)成，這樣既能提高運(yùn)行效率，也方便在服務(wù)器上進(jìn)行統(tǒng)一部署。

2.1.1 B/S架構(gòu)模式 B/S結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)就是只要安裝有瀏覽器即可在任何地方進(jìn)行操作，不用安裝其他任何專門的軟件。只要有一臺能上網(wǎng)的電腦就能使用，客戶端幾乎零維護(hù)。系統(tǒng)的擴(kuò)展性非常容易，只要能上網(wǎng)，再由系統(tǒng)管理員分配一個(gè)用戶名和密碼，就可以使用了。但是B/S架構(gòu)依賴瀏覽器，而瀏覽器的版本繁多，很多瀏覽器核心架構(gòu)差別也很大，導(dǎo)致對于網(wǎng)頁的兼容性有很大影響，尤其是在CSS[注]CSS:一種樣式設(shè)計(jì)語言。布局、JavaScript[注]JavaScript:一種客戶端腳本語言。腳本執(zhí)行等方面，會有很大影響?；谶@樣各種問題，目前本系統(tǒng)在內(nèi)部推廣時(shí)，推薦使用安裝最廣泛的IE8瀏覽器。

2.1.2 C/S架構(gòu)模式 C/S結(jié)構(gòu)，是大家熟知的軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，通過將任務(wù)合理分配到Client端和Server端，降低了系統(tǒng)的通訊開銷，需要安裝客戶端才可進(jìn)行管理操作。

客戶端和服務(wù)器端的程序不同，用戶的程序主要在客戶端，服務(wù)器端主要提供數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)及系統(tǒng)維護(hù)和并發(fā)控制等，客戶端程序主要完成用戶的具體的業(yè)務(wù)。

C/S結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢在于其優(yōu)異的性能和穩(wěn)定的運(yùn)行能力，在系統(tǒng)實(shí)際選型時(shí)考慮到系統(tǒng)的執(zhí)行性能(不含展示部分，僅考慮后臺運(yùn)行模塊)，分布式部署的C/S架構(gòu)自然就是首選。

2.2 總體功能

持續(xù)集成系統(tǒng)在架構(gòu)設(shè)計(jì)層面采用分層設(shè)計(jì)和開發(fā)，降低模塊間的耦合度，使每一個(gè)子系統(tǒng)相對獨(dú)立，降低維護(hù)成本。分布式部署和調(diào)度，降低主機(jī)網(wǎng)絡(luò)等環(huán)境異常帶來的損失易于統(tǒng)計(jì)分析。

從我國民族體育發(fā)展來看，將其與旅游業(yè)態(tài)相結(jié)合尚處于起步階段。雖然高端定制民族體育旅游發(fā)展市場目標(biāo)明確，但是對于高端定制的發(fā)展要求較高，且不僅市場定位人群有限，而且在項(xiàng)目選擇，旅游產(chǎn)品服務(wù)質(zhì)量保證方面在均存在一定的問題。針對高端定制民族體育旅游發(fā)展中存在困難，希望能借助“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來而得到解決，讓民族體育在時(shí)代洪流中大放異彩。

系統(tǒng)有BCL(Business Component Library)、 ZCIPA(Ztesoft Continuous Integration Platform Agent)、 ZCIPS(Ztesoft Continuous Integration Platform Server)3部分組成，互相獨(dú)立，又有內(nèi)在聯(lián)系，其中BCL管理所有的可用組件，ZCIPA負(fù)責(zé)接受服務(wù)器的指令并調(diào)用BCL中的組件來實(shí)現(xiàn)其命令，而ZCIPS主要作為一個(gè)計(jì)劃調(diào)度器的存在，在其中集成了配置頁面、命令調(diào)度、報(bào)告系統(tǒng)等。

使用此方案的目的是：1) 減少系統(tǒng)間的耦合；2) 集中式管理，分布式部署和調(diào)度；3) 核心數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫存儲使得后期報(bào)表統(tǒng)計(jì)和質(zhì)量分析容易處理；4) BCL組件和ZCIPA分布式部署，降低主機(jī)異常帶來的損失；5) 日志分布部署，提高機(jī)器的利用率，減少對高性能主機(jī)的依賴；6) BCL組件可單獨(dú)使用。

2.3 數(shù)據(jù)存儲方式

系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行集中存儲，同時(shí)使用了分布式日志存儲，所有的靜態(tài)配置數(shù)據(jù)以及接口數(shù)據(jù)都存儲在數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)內(nèi)部主要采用的是數(shù)據(jù)庫接口的方式進(jìn)行信息傳遞，對外提供消息接口、文件接口等多種接口方式?？蛻舳苏{(diào)度主要使用消息接口，而各個(gè)客戶端在完成其自身任務(wù)后通過表接口通知服務(wù)器進(jìn)展并記錄關(guān)鍵日志，相關(guān)的日志信息以文件方式存儲在各個(gè)客戶端本地，只有在有查詢需求的時(shí)候以文件接口的方式傳輸給服務(wù)器，有效降低了數(shù)據(jù)的傳輸量，提高了運(yùn)行效率。

2.4 任務(wù)調(diào)度

在系統(tǒng)中，為減少人工工作量，持續(xù)集成的流程處理都是推薦以定時(shí)計(jì)劃的形式存在，但是也包含手工拉起任務(wù)的方式。為了進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度處理，考慮到拉起進(jìn)程的時(shí)間消耗其實(shí)很少，主要的消耗是在客戶端，在服務(wù)器定義了一個(gè)唯一的任務(wù)調(diào)度線程(下稱主線程)。主線程負(fù)責(zé)拉起對應(yīng)的處理線程，而處理線程實(shí)時(shí)監(jiān)聽和調(diào)度對應(yīng)客戶端的處理結(jié)果。

系統(tǒng)中實(shí)際的任務(wù)調(diào)度模式如下：首先系統(tǒng)會在數(shù)據(jù)庫中加載所有的定時(shí)任務(wù)，將其交給定時(shí)任務(wù)線程，該線程按照規(guī)則將其編制成帶派發(fā)的帶時(shí)間的任務(wù)列表，同時(shí)手工拉起的任務(wù)也在這個(gè)隊(duì)列中，在任務(wù)需要激活的時(shí)間點(diǎn)將其通過內(nèi)部消息隊(duì)列交給主線程，主線程按照任務(wù)生產(chǎn)相應(yīng)的處理線程，處理線程通過消息通知對應(yīng)的客戶端接受任務(wù)，而客戶端按照消息命令拉起對應(yīng)的任務(wù)組件，從而完成整體的流程調(diào)度。

3 實(shí)際應(yīng)用結(jié)果及分析

持續(xù)集成和持續(xù)發(fā)布的理念提出后，首先看到的是當(dāng)前的發(fā)布模式與持續(xù)集成理念的不一致。當(dāng)前發(fā)布模式是制訂版本計(jì)劃在指定時(shí)間點(diǎn)完成規(guī)劃工作后發(fā)布，而持續(xù)集成和持續(xù)發(fā)布的理念提出，應(yīng)該隨時(shí)集成并且相應(yīng)地要做到隨時(shí)發(fā)布。因此需要以某個(gè)版本試點(diǎn)持續(xù)集成和持續(xù)發(fā)布的模式。

3.1 實(shí)際應(yīng)用

在系統(tǒng)基礎(chǔ)功能就緒以后，筆者團(tuán)隊(duì)選用了一個(gè)業(yè)務(wù)版本，將其部署在持續(xù)集成系統(tǒng)上，并進(jìn)行了監(jiān)控。執(zhí)行結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 兩周內(nèi)運(yùn)行結(jié)果比較

3.2 結(jié)果分析

在實(shí)際使用中，有定時(shí)的郵件報(bào)告，可以實(shí)時(shí)看到代碼靜態(tài)檢查結(jié)果與回歸測試用例的運(yùn)行結(jié)果，使得開發(fā)人員在進(jìn)行代碼開發(fā)時(shí)有了很多的督促，從表1可以看出，CppCheck的結(jié)果在第一周集中整理時(shí)有較大的下降，而且，在之后的開發(fā)過程中，數(shù)量沒有上升，可見在其后的開發(fā)過程中，開發(fā)開始關(guān)注的代碼編寫規(guī)范問題，這使得代碼的可讀性得到了有效的保障。

再看版本制作，實(shí)際執(zhí)行時(shí)由于各種原因，并沒有每天都得到完整的結(jié)果，但是在成功運(yùn)行的3天中，可以確定這生成的3個(gè)版本是有效的。因此即使在成功率很低的情況下，在2周內(nèi)仍然獲取了3個(gè)可用版本，相比以前一個(gè)月才能出一個(gè)版本，效率得到了很大的提升。

在實(shí)際部署時(shí)也出現(xiàn)了不少問題，例如運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)主機(jī)宕機(jī)、網(wǎng)絡(luò)故障、數(shù)據(jù)庫故障等經(jīng)常導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行不正常。也發(fā)現(xiàn)有代碼編譯不通過的情況，在后繼的實(shí)施過程中，這些都是需要重點(diǎn)考慮解決的問題，應(yīng)該將非版本因素的影響降到最低，在出現(xiàn)版本質(zhì)量問題的時(shí)候也能夠及時(shí)有效地進(jìn)行反饋。

4 結(jié) 論

持續(xù)集成的開發(fā)模式是近年來新興的一種快速迭代的開發(fā)方式，能有效提高開發(fā)效率與版本質(zhì)量。持續(xù)集成主要考慮的問題有：多種工具的協(xié)調(diào)使用，快速的執(zhí)行速度，與各種平臺和環(huán)境的集成。在實(shí)際應(yīng)用中，以研發(fā)持續(xù)集成平臺的方式來實(shí)現(xiàn)。

持續(xù)集成作為一個(gè)系統(tǒng)平臺，有效地整合了軟件質(zhì)量保障的各個(gè)系統(tǒng)與功能。實(shí)現(xiàn)以下建設(shè)目標(biāo)：1) 通過各種代碼編寫規(guī)范的檢查，提高并保障了代碼的可維護(hù)性。2) 通過對圈復(fù)雜度的檢查，降低了代碼的復(fù)雜度，提高了可修改性與可理解性。3) 通過定期頻繁的編譯與部署，保障了軟件版本的有效性。使得出現(xiàn)編譯與部署風(fēng)險(xiǎn)的可能性大大下降。4) 通過自動用例的定期執(zhí)行，保障了代碼功能的可靠性。5) 通過每天的版本發(fā)布使得需求的發(fā)布周期大大縮短，提高了系統(tǒng)的可追蹤性。6) 通過對代碼的扇入扇出度檢查，降低了扇入扇出度，提高了代碼的可移植性與可重用性。

通過續(xù)集成系統(tǒng)，在軟件開發(fā)過程中達(dá)成持續(xù)集成的目的，實(shí)現(xiàn)快速實(shí)時(shí)的版本發(fā)布。問題快速發(fā)現(xiàn)快速解決，將軟件開發(fā)提升到一個(gè)新的階段。

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