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• 一、概述
  • 1.软件开发生命周期
  • 2.软件开发瀑布模型
  • 3.软件的敏捷开发
• 二、基础
  • 1.持续集成（CI）
  • 2.持续交付（CD）
  • 3.持续部署（CD）
• 三、实践
  • 1.代码上线方案
    • 1.1.早期手动部署代码
    • 1.2.合理化上线方案
    • 1.3.大型企业上线制度和流程
    • 1.4.php程序代码上线的具体方案
    • 1.5.Java程序代码上线的具体方案
    • 1.6.代码上线解决方案注意事项
  • 2.Jenkins CI/CD 流程
  • 3.持续集成流程
  • 4.Docker、Kubernetes的 CICD实现思路

一、概述

1.软件开发生命周期

软件开发生命周期又叫做SDLC（Software Development Life Cycle），它是集合了计划、开发、测试和部署过程的集合。如下图所示 ：

需求分析

这是生命周期的第一阶段，根据项目需求，团队执行一个可行性计划的分析。项目需求可能是公司内部或者客户提出的。这阶段主要是对信息的收集，也有可能是对现有项目的改善和重新做一个新的项目。还要分析项目的预算多长，可以从哪方面受益及布局，这也是项目创建的目标。

设计

第二阶段就是设计阶段，系统架构和满意状态（就是要做成什么样子，有什么功能），和创建一个项目计划。计划可以使用图表，布局设计或者文者的方式呈现。

实现

第三阶段就是实现阶段，项目经理创建和分配工作给开者，开发者根据任务和在设计阶段定义的目标进行开发代码。依据项目的大小和复杂程度，可以需要数月或更长时间才能完成。

测试

测试人员进行代码测试 ，包括功能测试、代码测试、压力测试等。

进化

最后进阶段就是对产品不断的进化改进和维护阶段，根据用户的使用情况，可能需要对某功能进行修改，bug修复，功能增加等。

2.软件开发瀑布模型

瀑布模型是最著名和最常使用的软件开发模型。瀑布模型就是一系列的软件开发过程。它是由制造业繁衍出来的。一个高度化的结构流程在一个方向上流动，有点像生产线一样。在瀑布模型创建之初，没有其它开发的模型，有很多东西全靠开发人员去猜测，去开发。这样的模型仅适用于那些简单的软件开发， 但是已经不适合现在的开发了。

下图对软件开发模型的一个阐述。

3.软件的敏捷开发

什么是敏捷开发

敏捷开发（Agile Development） 的核心是迭代开发（Iterative Development） 与 增量开发（Incremental Development） 。

何为迭代开发

对于大型软件项目，传统的开发方式是采用一个大周期（比如一年）进行开发，整个过程就是一次”大开发”；迭代开发的方式则不一样，它将开发过程拆分成多个小周期，即一次”大开发”变成多次”小开发”，每次小开发都是同样的流程，所以看上去就好像重复在做同样的步骤。

举例来说，SpaceX 公司想造一个大推力火箭，将人类送到火星。但是，它不是一开始就造大火箭，而是先造一个最简陋的小火箭 Falcon 1。结果，第一次发射就爆炸了，直到第四次发射，才成功进入轨道。然后，开发了中型火箭 Falcon 9，九年中发射了70次。最后，才开发 Falcon 重型火箭。如果SpaceX 不采用迭代开发，它可能直到现在还无法上天。

何为增量开发

软件的每个版本，都会新增一个用户可以感知的完整功能。也就是说，按照新增功能来划分迭代。

举例来说，房产公司开发一个10栋楼的小区。如果采用增量开发的模式，该公司第一个迭代就是交付一号楼，第二个迭代交付二号楼……每个迭代都是完成一栋完整的楼。而不是第一个迭代挖好10栋楼的地基，第二个迭代建好每栋楼的骨架，第三个迭代架设屋顶……

敏捷开发如何迭代

虽然敏捷开发将软件开发分成多个迭代，但是也要求，每次迭代都是一个完整的软件开发周期，必须按照软件工程的方法论，进行正规的流程管理。

敏捷开发有什么好处

早期交付

敏捷开发的第一个好处，就是早期交付，从而大大降低成本。 还是以上一节的房产公司为例，如果按照传统的”瀑布开发模式”，先挖10栋楼的地基、再盖骨架、然后架设屋顶，每个阶段都等到前一个阶段完成后开始，可能需要两年才能一次性交付10栋楼。也就是说，如果不考虑预售，该项目必须等到两年后才能回款。 敏捷开发是六个月后交付一号楼，后面每两个月交付一栋楼。因此，半年就能回款10%，后 面每个月都会有现金流，资金压力就大大减轻了。

降低风险

敏捷开发的第二个好处是，及时了解市场需求，降低产品不适用的风险。 请想一想，哪一种情况损失比较小：10栋楼都造好以后，才发现卖不出去，还是造好第一栋楼，就发现卖不出去，从而改进或停建后面9栋楼

二、基础

软件开发的连续方法基于自动执行脚本，以最大限度地减少在开发应用程序时引入错误的可能性。从新代码的开发到部署，它们需要较少的人为干预甚至根本不需要干预。它涉及在每次小迭代中不断构建，测试和部署代码更改，从而减少基于有缺陷或失败的先前版本开发新代码的机会。有三种主要方法，分别为持续集成、持续交付、持续部署，每种方法都根据最适合您的策略进行应用。

1.持续集成（CI）

持续集成（ Continuous integration ， 简称 CI ）指的是，频繁地（一天多次）将代码集成到主干。

持续集成的目的，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。

通过持续集成， 团队可以快速的从一个功能到另一个功能，简而言之，敏捷软件开发很大一部分都要归 功于持续集成。

持续集成的流程

根据持续集成的设计，代码从提交到生产，整个过程有以下几步。

提交

流程的第一步，是开发者向代码仓库提交代码。所有后面的步骤都始于本地代码的一次提交（commit）。

测试（第一轮）

代码仓库对commit操作配置了钩子（hook），只要提交代码或者合并进主干，就会跑自动化测试。

构建

通过第一轮测试，代码就可以合并进主干，就算可以交付了。

交付后，就先进行构建（build），再进入第二轮测试。所谓构建，指的是将源码转换为可以运行的实际代码，比如安装依赖，配置各种资源（样式表、JS脚本、图片）等等。

测试（第二轮）

构建完成，就要进行第二轮测试。如果第一轮已经涵盖了所有测试内容，第二轮可以省略，当然，这时构建步骤也要移到第一轮测试前面。

部署

过了第二轮测试，当前代码就是一个可以直接部署的版本（artifact）。将这个版本的所有文件打包（ tar filename.tar * ）存档，发到生产服务器。

回滚

一旦当前版本发生问题，就要回滚到上一个版本的构建结果。最简单的做法就是修改一下符号链接，指向上一个版本的目录。

持续集成的组成要素

• 一个自动构建过程， 从检出代码、 编译构建、 运行测试、 结果记录、 测试统计等都是自动完成的， 无需人工干预
• 一个代码存储库，即需要版本控制软件来保障代码的可维护性，同时作为构建过程的素材库，一般使用SVN或Git
• 一个持续集成服务器， Jenkins 就是一个配置简单和使用方便的持续集成服务器

持续集成的好处

• 降低风险，由于持续集成不断去构建，编译和测试，可以很早期发现问题，所以修复的代价就少
• 对系统健康持续检查，减少发布风险带来的问题
• 减少重复性工作
• 持续部署，提供可部署单元包
• 持续交付可供使用的版本
• 增强团队信心；

持续集成

代码合并，构建，部署，测试都在一起，不断地执行这个过程，并对结果反馈。

持续集成（英语：Continuous integration，缩写为 CI），一种软件工程流程，将所有工程师对于软件的工作复本，每天集成数次到共用主线（mainline）上。

这个名称最早由葛来迪·布区（Grady Booch）在他的布区方法中提出，但是他并没有提到要每天集成数次。之后成为极限编程（extreme programming，缩写为XP）的一部分。在测试驱动开发（TDD）的作法中，通常还会搭配自动单元测试。

持续集成的提出，主要是为了解决软件进行系统集成时面临的各项问题，极限编程称这些问题为集成地狱（integration hell）。

持续集成主要是强调开发人员提交了新代码之后，立刻进行构建、（单元）测试。根据测试结果，我们可以确定新代码和原有代码能否正确地集成在一起。简单来讲就是：频繁地（一天多次）将代码集成到主干。

持续集成的目的

• 及早发现集成错误且由于修订的内容较小所以易于追踪，这可以节省项目的时间与成本

• 避免发布日期的前一分钟发生混乱，当每个人都会尝试为他们所造成的那一点点不兼容的版本做检查

• 当单元测试失或发生错误，若开发人员需要在不除错的情况下还原代码库到一个没有问题的状态，只需要放弃一小部分的更改 (因为集成的次数频繁)

• 让 “最新” 的程序可保持可用的状态供测试、展示或发布用

• 频繁的提交代码会促使开发人员创建模块化，低复杂性的代码

• 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

2.持续交付（CD）

部署到测试环境、预生产环境

持续交付（英语：Continuous delivery，缩写为 CD），是一种软件工程手法，让软件产品的产出过程在一个短周期内完成，以保证软件可以稳定、持续的保持在随时可以释出的状况。

它的目标在于让软件的建置、测试与释出变得更快以及更频繁。这种方式可以减少软件开发的成本与时间，减少风险。

持续交付在持续集成的基础上，将集成后的代码部署到更贴近真实运行环境的「类生产环境」（production-like environments）中。比如，我们完成单元测试后，可以把代码部署到连接数据库的Staging 环境中更多的测试。如果代码没有问题，可以继续手动部署到生产环境中。

3.持续部署（CD）

将最终产品发布到生成环境，给用户使用

持续部署（英语：Continuous Deployment，缩写为 CD），是持续交付的下一步，指的是代码通过评审以后，自动部署到生产环境。

有时候，持续部署也与持续交付混淆。持续部署意味着所有的变更都会被自动部署到生产环境中。持续交付意味着所有的变更都可以被部署到生产环境中，但是出于业务考虑，可以选择不部署。如果要实施持续部署，必须先实施持续交付。

持续部署即在持续交付的基础上，把部署到生产环境的过程自动化。

三、实践

1.代码上线方案

1.1.早期手动部署代码

• 纯手动Scp、Rsync上传代码

• 纯手动登陆，Git pull 或者 Svn update

• 纯手动xftp、ftp、filezilla上传代码

• 开发发送压缩包，rz上传，解压部署代码

缺点：

• 全程运维参与，占用大量时间

• 如果节点多，上线速度慢

• 人为失误多，目录管理混乱

• 回滚不及时，或者难以回退

上线方案示意图：

1.2.合理化上线方案

• 开发人员(rd)需在个人电脑搭建LAMP环境测试开发好的网站代码，并且在办公室或 IDC机房的测试环境测试通过，最好有专职测试人员(ts)

• 程序代码上线要规定时间，例如：三天上线一次，如网站需经常更新可每天下午 20 点上线，这个看网站业务性质而定，原则就是影响用户体验最小

• 代码上线之前需备份，网站程序出了问题方便回退，另外，从上线技巧上讲，上传代码时尽可能先传到服务器网站临时目录，传完整后一步mv过去，或者通过In做软链接— 线上更新代码的思路。如果严格更新，把应用服务器从集群节点平滑下线，然后更新

• 尽量由运维人员管理上线，对于代码的功能性，开发人员更在意，而对于代码的性能优化和上线后服务器的稳定，运维更在意服务器的稳定，因此，如果网站宕机问题归运维管，就要让运维上线，这样更规范科学。否则，开发随意更新，出了问题运维负责，这样就错了，运维永远无法抬头

web代码规范化上线流程图

1.3.大型企业上线制度和流程

JAVA代码环境上线时，有数台机器同时需要更新或者分批更新

• 本地开发人员取svn代码。当天上线提交到trunk，否则，长期项目单开分支开发，然后在合并主线(trunk)

• 办公内网开发测试时，由开发人员或配置管理员通过部署平台jenkins实现统一部署，（即在部署平台上控制开发机器从svn取代码，编译，打包，发布到开发机，包名如idc_dep.war）

• 开发人员通知或和测试人员一起测试程序，没有问题后，由配置管理员打上新的tag标记。这里要注意，不同环境的配置文件是随代码同时发布的

• 配置管理员，根据上一步的tag标记，checkout出上线代码，并配置好IDC测试环境的所有配置，执行编译，打包(mvn,ant)(php不需要打包)，然后发布到IDC内的统一分发服务器

• 配置管理员或SA上线人员，把分发的程序代码内容推送到相关测试服务器（包名如idc_test.war），然后通知开发及测试人员进行测试。如果有问题向上回退，继续修改

• 如果IDC测试没有问题，继续打好tag标记，此时，配置管理员，根据上步的tag标记，checkout出测试好的代码，并配置好IDC正式环境的所有配置，执行编译，打包(mvn,ant)(php不需要打包)，然后发布到IDC内的统一分发服务器主机，准备批量发布

• 配置管理员或SA上线人员，把分发的内容推送到相关正式服务器（包名如idc_product.war）,然后通知开发及测试人员进行测试。如果有问题直接发布回滚指令

IDC正式上线的过程对于JAVA程序，可以是AB组分组上线的思路，即平滑下线一半的服务器，然后发布更新代码，重启测试，无问题后，挂上更新后的服务器，同时再平滑下线另一半的服务器，然后发布更新代码测试（或者直接发布后，重启，挂上线）

1.4.php程序代码上线的具体方案

对于PHP上线方法：发布代码时（也需要测试流程）可以直接发布到正式线临时目录 ，然后mv或更改link的方式发布到正式上线目录 ，不需要重启http服务。这是新朗，赶集的上线方案。

1.5.Java程序代码上线的具体方案

对于java上线方法:较大公司需要分组平滑上线（如从负载均衡器上摘掉一半的服务器），发布代码后，重启服务器测试，没问题后，挂上上好线的一半，再下另外一半。如果前端有DNS智能解析，上线还可以分地区上线若干服务器，逐渐普及到全国的服务器，这个被称为“灰度发布”，在后面门户网站上线的知识里我们在讲解。

1.6.代码上线解决方案注意事项

上线的流程里，办公室测试环境–>IDC测试环境–>正式生产环境，所有环境中的所有软件均应版本统一，其次尽量单一，否则将后患无穷，开发测试成功，IDC测试就可能有问题（如:操作系统，web服务器，jdk,php,tomcat,resin等版本）

• 开发团队小组办公内部测试环境测试（该测试环境属于开发小组维护，或定时自动更新代码），代码有问题返回给某开发人员重新开发

• 有专门的测试工程师，程序有问题直接返回给开发人员（此时返回的一般为程序的BUG，称为BUG库），无问题进行IDC测试

• IDC测试由测试人员和运维人员参与，叫IDCtest,进行程序的压力测试，有问题直接返回给开发人员，无问题进行线上环境上线

• 数台服务器代码分发上线方案举例（JAVA程序）

  A:假设同业务服务器有6台，将服务器分为A,B两组，A组三台，B组三台，先对A组进行从负载均衡器上平滑下线，B组正常提供服务，避免服务器因上线影响业务。

  B:下线过程是通过脚本将A组服务器从RS池（LVS,NGINX,HAPROXY,F5等均有平滑方案）中踢出，避免负裁均衡器将请求发送给A组服务器（此时的时间应该为网站流量少时，一般为晚上）

  C:将代码分发到A组服务器的站点目录下，对A组服务器上线并重启服务，并由专业的测试人员进行访问测试，测试成功后，挂上A组的服务器，同时下线B组服务器，B组代码上线操作测试等和A组相同，期间也要观察上线提供服务的服务器状况，有问题及时回滚。

• 如果是PHP程序，则上线可以简单化，直接将上线代码（最好全量）发布到所有上线服务器的特定目录后，分发完成后，一次性mv或ln到站点目录，当然测试也是少不了的。测试除了人员测试外，还有各种测试脚本测试各个相关业务接口

2.Jenkins CI/CD 流程

说明：这张图稍微更形象一点，上线之前先把代码git到版本仓库，然后通过Jenkins将Java项目通过maven去构建，这是在非容器之前，典型的自动化的一个版本上线流程。那它有哪些问题呢？

如：它的测试环境，预生产环境，测试环境。会存在一定的兼容性问题 （环境之间会有一定的差异）

说明：它这里有一个docker harbor 的镜像仓库，通常会把你的环境打包为一个镜像，通过镜像的方式来部署。

3.持续集成流程

4.Docker、Kubernetes的 CICD实现思路