一種軟件持續(xù)集成平臺的技術(shù)方案

摘要：本文介紹了在敏捷軟件開發(fā)過程中使用的一種軟件持續(xù)集成平臺的技術(shù)方案。該方案利用開源軟件Hudson和SVN構(gòu)建平臺，在改進軟件質(zhì)量和降低風(fēng)險，縮短缺陷引入、發(fā)現(xiàn)和修復(fù)之間的時間間隔方面取得了顯著效果。

關(guān)鍵詞：持續(xù)集成；軟件項目；敏捷

中圖分類號：TP311.52

持續(xù)集成（Continuous Integration，簡稱CI）是敏捷軟件開發(fā)中的一種非常重要的實踐。持續(xù)集成對軟件質(zhì)量改進和風(fēng)險降低有著非常重要的作用，是所有敏捷實踐中應(yīng)用最廣泛的一種。持續(xù)集成的核心價值是縮短缺陷的引入、發(fā)現(xiàn)和修復(fù)之間的時間間隔。本文介紹一種搭建持續(xù)集成平臺的技術(shù)方案，并以軟件研發(fā)活動實際運行的情況為例介紹其效果。

1 持續(xù)集成概述

“集成”是指把一些能夠單獨工作的模塊組裝在一起構(gòu)成一個系統(tǒng)的過程。這個過程很困難，集成后的系統(tǒng)往往不可用，并且很難找到失敗的原因。為有效解決這個問題，很多學(xué)者提出應(yīng)該更早且更頻繁地進行集成，于是就有了持續(xù)集成這一技術(shù)。

持續(xù)集成的關(guān)鍵是快速和不斷重復(fù)。持續(xù)集成平臺應(yīng)具備如下四種特征：（1）與版本控制系統(tǒng)連接；（2）構(gòu)建腳本；（3）反饋機制；（4）集成源代碼變更的過程。持續(xù)集成是一個不斷循環(huán)的過程，一個循環(huán)的內(nèi)部流程描述如下：首先是程序員編寫代碼，經(jīng)過審查后，向版本控制庫提交代碼；持續(xù)集成服務(wù)器對版本控制庫進行輪詢，一旦發(fā)現(xiàn)有新的提交，就從版本控制庫獲取更新，進行代碼審查和產(chǎn)品集成構(gòu)建，并發(fā)布構(gòu)建結(jié)果、部署并自動化測試；代碼審查和測試的問題自動向程序員反饋，以便程序快速解決問題。圖1顯示了持續(xù)集成系統(tǒng)的基本構(gòu)成。

圖1 持續(xù)集成系統(tǒng)的基本構(gòu)成

作者在從事軟件研發(fā)工作期間，與團隊一起經(jīng)過反復(fù)地論證和設(shè)計，并通過多個項目的實踐，最終完成了適合實際應(yīng)用的持續(xù)集成平臺的技術(shù)方案，并取得了不錯的效果。

2 技術(shù)路線選擇

持續(xù)集成平臺的方案，可以選擇開源的Hudson作為基礎(chǔ)平臺軟件。Hudson是一個可擴展的持續(xù)集成引擎，能夠持續(xù)、自動地構(gòu)建和測試軟件項目，并監(jiān)控一些定時執(zhí)行的任務(wù)；具有易用性高、易配置、WEB化、支持多種插件、分布式管理等特點。版本控制庫是持續(xù)集成平臺中的重要一環(huán)，我們采用SVN軟件作為版本控制庫的平臺軟件。SVN提供命令行管理接口以及Web管理接口Submin，可以非常方便地與Hudson進行對接。通過Hudson調(diào)用SVN的管理接口，可以實現(xiàn)對代碼變更提交的周期性監(jiān)控。Hudson支持Ant腳本語言，可以用于實現(xiàn)靈活的構(gòu)建過程。

3 構(gòu)建過程設(shè)計

持續(xù)集成的一個完整過程，稱為一次構(gòu)建。在我們的實踐中，對于一個大型復(fù)雜軟件而言，執(zhí)行完一個完整的構(gòu)建過程需要大約幾個小時的時間，這對于日常開發(fā)中問題的反饋效率明顯不足，因此需要對構(gòu)建的過程進行分類管理。構(gòu)建類型分為三種：私有構(gòu)建、集成構(gòu)建和發(fā)布構(gòu)建。其中集成構(gòu)建又分為提交構(gòu)建和次級構(gòu)建。提交構(gòu)建是最快速的構(gòu)建，只包含編譯和單元測試，日常開發(fā)過程中，主要依靠“提交構(gòu)建”來實現(xiàn)快速反饋。次級構(gòu)建，與提交構(gòu)建相比執(zhí)行較多的測試，包含組件集成測試、系統(tǒng)測試、性能測試等，并且還需要執(zhí)行自動代碼審查，其運行的周期也比較長。發(fā)布構(gòu)建比次級構(gòu)建執(zhí)行更多的內(nèi)容，包括：創(chuàng)建安裝媒質(zhì)，部署軟件，執(zhí)行全面的測試。

構(gòu)建觸發(fā)機制分為四種：（1）用戶驅(qū)動；（2）定期執(zhí)行；（3）輪詢變更；（4）事件驅(qū)動。用戶驅(qū)動是指，用戶根據(jù)實際需要手工啟動一次構(gòu)建；定期執(zhí)行是指設(shè)定固定的周期來執(zhí)行構(gòu)建，一般用于進行“日構(gòu)建”；輪詢變更方式則是由代碼提交變更驅(qū)動的構(gòu)建，沒有變更就不會執(zhí)行。表1中顯示了每種構(gòu)建類型與觸發(fā)機制的關(guān)系。

構(gòu)建腳本的基本行為包括如下過程：

（1）編譯源代碼：從版本控制庫獲取代碼副本，進行編譯。這個步驟還應(yīng)該包括安裝腳本的編譯，即持續(xù)集成平臺可以自動生成安裝包，而不僅僅是編譯出二進制文件而已。需要注意的是，在編譯之前需要先進行環(huán)境清理，以消除上一次構(gòu)建對本次構(gòu)建產(chǎn)生的影響；（2）執(zhí)行測試：一般是自動化的測試，包含單元測試、組件測試、系統(tǒng)測試、功能測試。真正意義上的單元測試是不涉及數(shù)據(jù)和其他依賴關(guān)系的快速測試，一般是“提交構(gòu)建”時唯一執(zhí)行的測試。而其他類型的測試，相比單元測試會更多地依賴環(huán)境，需要完整地部署軟件才能確保自動執(zhí)行測試。測試中發(fā)現(xiàn)的問題自動錄入缺陷庫，我們使用HP Quality Center平臺，該平臺提供缺陷錄入的API接口，可以方便地實現(xiàn)自動缺陷錄入；（3）執(zhí)行代碼審查：代碼動靜態(tài)測試，代碼規(guī)范審查，可利用C++Test等工具進行，通過收集和分析數(shù)據(jù)得到代碼質(zhì)量的評估結(jié)果。例如：可利用Source Moniter等工具進行代碼復(fù)雜度評估。一般而言，復(fù)雜度大于10的函數(shù)屬于高風(fēng)險。復(fù)雜度與測試用例數(shù)之間有一個經(jīng)驗公式，就是一個函數(shù)的測試用例數(shù)（檢查點）應(yīng)該至少與復(fù)雜度相等，這是檢驗測試充分性的一個視角。配合SVN版本管理庫，我們可以使用StatSVN工具來實現(xiàn)代碼修改量的自動統(tǒng)計；（4）部署軟件：把軟件部署到測試所用的計算機上，持續(xù)集成的平臺應(yīng)該具備為多臺計算機自動部署軟件的能力。對于大型C/S模式的軟件而言，在軟件部署環(huán)節(jié)會需要以來大量的計算機構(gòu)成的計算機平臺，這個平臺必須被持續(xù)集成環(huán)境長期占用，不能挪作其他用途，計算機本身的計算能力大部分時候是閑置的，因此可采用虛擬機方案以節(jié)約固定資產(chǎn)投入。

4 結(jié)束語

持續(xù)集成作為敏捷軟件開發(fā)的典型實踐之一，應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，但是具體的技術(shù)方案并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各個企業(yè)可以根據(jù)自身的實際情況進行設(shè)計和實施。本文所介紹的方案經(jīng)濟實用，實施簡便，應(yīng)用效果良好。在中控ECS-700系統(tǒng)監(jiān)控軟件開發(fā)過程中，依靠持續(xù)集成平臺，使開發(fā)過程中重大缺陷從產(chǎn)生到消除的平均時間，從原來的23天縮短到了8天時間，缺陷從產(chǎn)生到被發(fā)現(xiàn)的過程時間大大縮短了。持續(xù)集成平臺對中控提升軟件開發(fā)效率，及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品問題，保障軟件產(chǎn)品質(zhì)量起到了重要作用。

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作者單位：浙江中控技術(shù)股份有限公司，杭州 310053