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DevOps平台实践落地-构建管理详解

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发表于 2018-8-23 15:02:34 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自- 美国
本帖最后由 adminlily 于 2018-8-30 09:39 编辑 7 y% k" d8 [) I6 P$ g6 ~

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企业做DevOps平台,本质上是做企业的IT生产线,最终是实现整个企业级的数字化生产线。构建作为落地DevOps平台必不可少的环节之一,是持续集成、交付和部署的基础。本文我们从DevOps的CICD总体思路出发,和大家分享一下DevOps是如何做构建管理的。

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一、CI/CD总体思路

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二、构建定义与任务编排
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三、构建策略
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四、构建执行与跟踪

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五、总结

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、CI/CD总体思路
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在DevOps中,做到持续构建是基本的,其中复杂的地方主要是对多种环境的构建支撑。项目中有用maven编译的、有用ant编译的,如果有移动应用,有android系统的、ios系统的,还有一些前端应用的编译,比如:nodejs,这么多不同的环境我们怎么支持?另外,构建过程中还需要考虑和代码质量分析,单元测试、介质上传等能力的结合,这样的构建过程其实也是一个工作流程。
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举个最典型的例子,比如:构建时,先要进行maven编译,编译过程中包含单元测试,然后进行代码质量分析,之后将交付物上传到二方库,最后还要看到构建详情、日志、单元测试报告、代码质量分析报告等详细情况,可以查看并下载介质。只有完成了这样一个过程才能说基本做到了持续集成。

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我们的DevOps中持续集成与持续部署的总体设计思路就是在DevOps中进行设计,然后通过Jenkins执行的方式。DevOps负责进行构建定义或部署架构的设计,生成Jenkins的pipeline job的配置文件;然后Jenkins根据这个配置文件创建并执行pipeline job;DevOps再通过Jenkins的Rest API跟踪执行进度和结果。

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之所以用Jenkins,正是因为它强大的集成能力和基于groovy脚本的可扩展工作流设计。Jenkins实现了与众多插件的集成,可以通过groovy命令调用git、maven、npm、gradle、shell、junit、sonarqube、ansible、docker、openshift、kubernetes等插件,让我们的集成工作非常简便。其次,Jenkins的核心Pipeline的实现方式就是使用Groovy脚本来表述复杂的流程,既可以支持点状的持续集成也可以支持线状的持续部署,能够支持复杂的构建和发布流程。关于Pipleline的介绍大家可观看我们的短视频:Jenkins集成(http://p.primeton.com/articles/599e770e4be8e65e9c008522)。
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此外,顺便分享一下我们集成Jenkis时遇到的一些难点。
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首先是执行效率问题,我们的DevOps通过API启动Jenkins时,Jenkins先排队调度再执行的机制造成启动较慢,比如会等待5,6秒,有时甚至是10几秒的情况,之后才会开始执行真正的脚本,用户体验较差。这方面我们自己通过异步和队列来解决用户体验问题。
其次是信息去重问题,Jenkins的Master-Slave的集群模式,使得我们在从多节点获取执行情况时需要进行去重处理,目前我们采用轮询加锁的方式解决。
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此外是信息扩展问题,从Jenkins获取的结果都是日志形式的,Jenkins没有很好的扩展机制来支持定制,比如:过滤用户名密码、获取URL地址等等,需要DevOps自己进行过滤和处理。(如:有些需要的信息只能通过脚本先写到日志中再获取;用户名和密码明文存放,需要进行过滤和处理等等)。

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另外,Jenkins的官方客户端REST API文档不太健全,需要通过调试的方式自己摸索。
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二、构建定义与任务编排
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首先我们了解一下DevOps的构建定义。这是DevOps中持续集成的操作流程。首先,可以在项目中创建构建定义,在每个构建定义上可以选择若干个需要的构建任务,通过原子步骤进行编排,组装成一个完整构建流程。通过触发策略和保留规则的定义,可以在代码提交时触发构建(支持gitlab、github、svn等常用代码库版本管理工具),或者在指定时间进行日构建。在最新版本的DevOps中,我们增加了组件的构建定义,一个构建定义可以对应一个或多个组件。

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在构建定义时,DevOps中的每个构建任务对应jenkins的一个pipeline stage。在执行时,将所有构建任务结合构建定义的一些基础信息,创建jenkins的pipeline job进行执行。
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目前DevOps平台将构建任务分成了三类:

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第一类是构建类任务,如:从Git/SVN拉代码、使用Maven、Ant、Npm、Gradle进行编译,以及调用已有的构建定义进行构建等与构建相关的;

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第二类是测试类任务,如:执行Sonarqube代码分析、Jmeter测试、Selenium测试等与测试和代码分析相关;
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第三类是工具类任务,如:Shell脚本执行、介质提交到Nexus仓库、介质上传二方库等。  
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DevOps通过原子任务+任务编排的方式来支持复杂的构建场景。那么,我们为什么要做编排呢?从构建任务的分类上大家可以看到,项目中使用的编程语言五花八门,对应的编译工具也各有不同,代码分析和测试工具也是五花八门,面对不同语言、不同类型的工具在构建过程中可能出现各种情况的组合,如何能够灵活地支撑这种任务的组合呢?最灵活的方式就是能够让开发人员自己根据需要进行编排。

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DevOps首先将构建任务原子化,抽取成各种类别的原子任务,然后通过编排的方式将这些原子任务进行串接,就形成了灵活的任务组合,通过这种灵活的编排就可以支持各种类型应用的持续集成。之前看到的三大类构建任务就是目前我们DevOps已经抽取的原子任务,我们还在不断扩展原子任务,以支持更多的构建使用场景。
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下面是DevOps对几类常见应用的持续集成的支撑。
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对于springboot类的应用,首先是拉取代码,可以从Git库拉取,也可以从svn拉取,接着是构建,可以使用maven构建,也可以使用ant,gradle构建,然后用SonarQube进行代码分析,最后执行一些脚本并提交介质。

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对于移动类的应用,目前我们支持安卓应用的构建,首先是拉取代码,可以从Git库拉取,也可以从svn拉取,接着使用gradle构建,然后进行测试,最后是提交介质。对于ios应用的编译涉及到证书管理,我们正在扩展相关的构建任务。
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对于前端应用,步骤类似,可以选择npm进行编译。
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总之,通过不断扩展原子构建任务,并通过编排的方式定义构建流程,我们就能够支持更多的构建使用场景。

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顺便提一句,按照我们DevOps的扩展机制扩展构建任务是不需要进行前端代码开发的,可以自动生成配置界面,是不是很酷?
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三、构建策略

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  • 超时策略
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我们在DevOps中进行构建定义时,可以配置超时时间。这个超时时间是指在Jenkins中执行这个构建流程的时候,最长允许执行多长时间,如果超过这个时间,这个构建流程就会被Jenkins强行终止。
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为什么要定这个超时策略,定好的构建流程为什么要强制终止呢?
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这里面主要有两个原因:

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  • 一是在微服务架构下,构建任务非常频繁,我们认为每一次构建都应该高效完成,不能超过一定的时间,如果超过这个时间,排除外部因素,可能就是这个微服务的设计或者实现有问题,或者测试用例写的有问题,不停调用外部资源,导致执行得很慢。
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  • 二是碰到一些外部因素,比如网络不太稳定的情况,导致某一个构建环节时间过长,比如从github拉代码或者将构建产物上传到Nexus仓库,网路传输很慢,这样会因为这个编译任务被挂起,而导致所有后续的编译任务都在排队,整个jenkins Job无法正常执行,同时还占用了系统资源。配置超时后,可以及时释放占用的资源,提升整体构建效率。目前我们DevOps中默认的是10分钟,如果超过这个时间构建就会自动终止,并自动提一个Bug。开发或管理人员可以跟踪日志定位构建超时的具体原因,优化内部实现或调整外部环境。

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  • 保留策略
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保留策略可以定义我们需要保留几次构建记录,成功的保留几次,失败的保留几次。设置了保留策略之后,DevOps会保留最近几次的构建记录,而将之前的构建记录,主要包括Jenkins上的日志和临时空间清理掉。设置这个保留策略,主要是为了节省存储空间,因为每次构建都会生成一些构建日志和临时空间里的文件,通过保留策略可以优化Jenkins的磁盘空间使用效率。我们可以在构建历史中看到保留下来的那些构建记录。

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  • 触发策略

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触发策略是指这个构建流程在什么时间会被执行。DevOps支持代码提交时触发构建、定时构建、手动构建三种构建触发策略。

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第一种代码提交时触发构建,支持通过gitlab或github管理的代码库。DevOps平台提供了触发构建的RestAPI,只需要在github或gitlab的webhook中配置payloadUrl,调用DevOps提供的RestAPI即可。可以根据需要扩展RestAPI实现,配置在其它时机触发,比如打Tag的时候,添加注释的时候等等。

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第二种是定时构建,就是每天到指定的时间就开始执行构建任务。DevOps提供了定时器,可以按照给定的时间定时触发执行日构建,这也是最常用的一种方式。

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第三种是手动构建,可以根据需要随时手动执行构建。总之,触发策略的目的就是让我们能够在需要的时间进行构建。

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  • 通知策略

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当需要将构建结果通知项目组成员时可以配置通知策略,在发布流水线中也可以配置通知策略。DevOps目前支持发送邮件通知,还可以根据需要扩展短信通知、微信通知等多种通知形式。只需要选择通知发送的项目组成员即可,设定完毕后DevOps平台将会发送构建成功或失败的邮件给选定的成员,以便相关人员及时了解构建结果。

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四、构建执行与跟踪
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首先介绍一下构建执行。构建执行与触发策略配置相关,可以在代码提交时触发执行,也可以定时触发每日构建,这两个是DevOps自动执行,还可以根据需要手动执行。
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无论是自动触发执行构建还是手动执行构建,DevOps的构建执行流程都是一样的。首先是DevOps根据构建定义生成Jenkins pipeline job配置文件,并调用Jenkins API传递配置参数启动Jenkins pipeline job,然后,Jenkins根据配置参数创建Jenkins pipeline job,执行pipeline job,通过Groovy脚本驱动相关的插件执行任务,最后,DevOps调用Jenkins Rest API查询执行进度和结果,这就是构建执行的大致流程。在执行过程中,开发人员还可以实时跟踪构建的执行进度,DevOps能够显示每一步的执行状态,是成功了还是失败了,以及每一步执行的时长。
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构建执行结束后,我们可以在DevOps中跟踪构建执行的情况、查看构建日志、查看质量报告,下载构建介质,跟踪构建历史。

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首先,我们可以跟踪构建执行的总体情况,构建是成功了还是失败了,构建执行了多长时间,产生了几个构建产物。点击每一个任务的链接我们还可以查看这个任务的执行日志,了解任务执行的详情。
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如果任务执行失败了,我们可以通过日志定位失败的原因。

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此外,在控制台信息里DevOps提供了整个构建过程的日志浏览,包括相关的上下文信息,我们也可以通过控制台信息来定位构建过程中的问题。

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其次,我们可以查看代码质量情况。

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有单元测试的,可以看到单元测试通过了多少,失败了多少,耗时多少。并且可以查看测试明细,了解是哪一个单元测试失败了,耗时比较长。对于Java项目DevOps在Maven构建时集成了Junit进行单元测试,我们在构建定义时如果选择了执行Junit测试,在单元测试报告中就可以看到Junit的测试报告;对于前端项目可以根据需要在前端代码编译时选择单元测试插件,在DevOps中使用npm构建时配置单元测试报告存放路径,这样就可以在DevOps中查看前端项目的单元测试结果了。

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如果在构建定义时添加了SonarQube代码质量检测任务,我们还可以看到SonarQube的代码质量分析结果。有多少缺陷,多少漏洞,多少坏味道。点击链接可以进入SonarQube查看更详细的质量报告。
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对于前端项目如果在项目中配置使用了代码质量扫描插件eslint,在DevOps中使用npm构建时配置eslint报告存放路径,就可以在DevOps中查看前端项目的Eslint报告,了解代码质量情况。  

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另外,DevOps还提供了构建介质下载链接,可以查看构建后的介质列表并下载介质。

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如果我们想了解近期的构建情况,可以通过构建历史查看DevOps保留的构建记录。在构建历史中,我们能够看到近期执行构建的情况,每次执行了多长时间,是成功了还是失败了或者是被超时取消了,能看到的构建记录数与保留策略的设置相关。点击具体的构建我们就可以了解这次构建的详细情况。

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五、总结
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总结一下,在DevOps中进行构建,平台帮您屏蔽了不同操作系统、不同构建工具、不同应用等等复杂的环境,您可以很方便地编排自己的构建流程,定义构建策略,并对构建结果进行跟踪。构建的目的是帮助我们随时获取可运行的产品,是向自动化运维迈进的第一步。
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原创:李卜,普元DevOps布道师,曾任普元多个产品的项目经理,并作为资深咨询顾问参与工行、德邦物流、上海规土等多个项目开发和过程管控。拥有超过15年的开发团队管理和软件架构设计经验,致力于高效研发过程的落地和不断改进推广。
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