Continuous Integration erklärt

Willkommen bei Continuous Integration (CI)! Dies ist eine zentrale Vorgehensweise in der modernen Softwareentwicklung.

Bei CI werden Codeänderungen aller Entwicklerinnen und Entwickler häufig in ein zentrales Repository zusammengeführt. Statt wochenlang zu warten, finden diese Zusammenführungen mehrmals täglich statt.

Jede Zusammenführung wird anschließend durch einen automatisierten Build und automatisierte Tests überprüft. So können Teams Probleme schnell erkennen und beheben.

Stellen Sie sich ein Entwicklerteam vor, das an einem Projekt arbeitet. Wenn die Teammitglieder ihren Code nur einmal pro Woche zusammenführen, können die Konflikte enorm sein! Dies wird häufig als „Integrationshölle“ bezeichnet.

• Manuelle Zusammenführungen: Zeitaufwendig und fehleranfällig.
• Späte Fehlererkennung: Probleme, die erst nach einem langen Entwicklungszyklus entdeckt werden, sind schwieriger zu beheben.
• Langsames Feedback: Entwicklerinnen und Entwickler erfahren erst viel später, ob ihre Änderungen etwas beschädigt haben.

CI soll diese Probleme beseitigen, indem die Integration zu einem kontinuierlichen, automatisierten Prozess wird.

Continuous Integration basiert auf einigen grundlegenden Ideen:

• Versionskontrolle verwenden: Der gesamte Code liegt in einem gemeinsamen Repository, beispielsweise Git.
• Häufige Commits: Entwicklerinnen und Entwickler committen häufig kleine Änderungen, normalerweise mehrmals täglich.
• Automatisierter Build: Jeder Commit löst einen automatisierten Prozess zum Kompilieren des Codes aus.
• Automatisierte Tests: Nach dem Build wird eine Reihe automatisierter Tests ausgeführt, um die Funktionalität zu überprüfen.
• Sofortiges Feedback: Entwicklerinnen und Entwickler erhalten schnell eine Benachrichtigung, wenn der Build oder die Tests fehlschlagen.

Der Teil mit den „automatisierten Tests“ ist für CI entscheidend. Ohne gute Tests kann CI Probleme nicht wirksam erkennen.

Diese Tests umfassen typischerweise:

• Unit-Tests: Testen einzelne Komponenten oder Funktionen.
• Integrationstests: Überprüfen, ob verschiedene Teile der Anwendung korrekt zusammenarbeiten.
• End-to-End-Tests: Simulieren Benutzerszenarien, um den gesamten Ablauf der Anwendung zu testen.

Schnelle, zuverlässige Tests sind für kurze Feedbackzyklen in CI unverzichtbar.

So läuft ein typischer CI-Zyklus ab:

1. Eine Entwicklerin oder ein Entwickler schreibt Code und committet ihn im Versionskontrollsystem.
2. Die Änderungen werden in das gemeinsame Repository gepusht.
3. Ein CI-Server, beispielsweise Jenkins oder GitLab CI, erkennt den neuen Commit.
4. Der CI-Server ruft den neuesten Code ab, kompiliert ihn und führt alle automatisierten Tests aus.
5. Wenn alles erfolgreich ist, wird der Build als „grün“ markiert. Andernfalls ist er „rot“.
6. Die Entwicklerinnen und Entwickler werden über den Build-Status benachrichtigt und können bei Bedarf schnell Korrekturen vornehmen.

Ein CI-Server ist die treibende Komponente von Continuous Integration. Es handelt sich um ein spezialisiertes Tool, das:

• Ihr Code-Repository auf neue Änderungen überwacht.
• Bei erkannten Änderungen automatisch einen Build-Prozess startet.
• Vordefinierte Skripte ausführt, um Code zu kompilieren, Tests auszuführen und weitere Prüfungen vorzunehmen.
• Testergebnisse sammelt und Berichte bereitstellt.
• Entwicklerinnen und Entwickler über den Build-Status informiert, also über Erfolg oder Fehlschlag.

Beliebte CI-Server sind Jenkins, GitLab CI, GitHub Actions und Travis CI.

Ein CI-Server führt eine Reihe von Befehlen aus, die in einem Build-Skript definiert sind. Hier sehen Sie ein einfaches Java-Programm, das diese Schritte simuliert. In einer echten CI-Pipeline wären dies konkrete Befehle wie git pull, mvn clean install und mvn test.

Die Einführung kontinuierlicher Integration bietet Entwicklungsteams erhebliche Vorteile:

• Früherkennung von Fehlern: Probleme werden fast unmittelbar nach ihrer Einführung entdeckt und behoben.
• Schnellere Feedbackschleifen: Entwickler erfahren schnell, ob ihre Änderungen etwas beschädigt haben.
• Geringeres Integrationsrisiko: Häufige, kleine Zusammenführungen lassen sich wesentlich einfacher verwalten als große, seltene Zusammenführungen.
• Höhere Codequalität: Regelmäßige Tests und sofortiges Feedback fördern bessere Programmierpraktiken.
• Schnellere Release-Zyklen: Eine stabile, kontinuierlich getestete Codebasis ist jederzeit bereit für das Deployment.

Damit Sie den größtmöglichen Nutzen aus der kontinuierlichen Integration ziehen, sollten Sie diese bewährten Praktiken befolgen:

• Klein und häufig committen: Nehmen Sie regelmäßig kleine Änderungen an der Codebasis vor.
• Den Build grün halten: Beheben Sie Build-Fehler sofort und committen Sie nicht, wenn der Build rot ist.
• Gute Tests schreiben: Stellen Sie sicher, dass Ihre automatisierten Tests umfassend, schnell und zuverlässig sind.
• Schnelle Builds: Optimieren Sie Ihren Build-Prozess so, dass er schnell abgeschlossen wird.
• Den Build nicht beschädigen: Committen Sie niemals Code, durch den der Build fehlschlägt. Falls dies doch passiert, beheben Sie das Problem so schnell wie möglich.

Welche der folgenden Punkte sind wichtige Vorteile der Einführung kontinuierlicher Integration?

Sie haben nun die kontinuierliche Integration kennengelernt!

CI ist eine Entwicklungspraxis, bei der Entwickler ihren Code regelmäßig in ein zentrales Repository zusammenführen. Jede Zusammenführung löst dabei automatisch einen Build- und Testprozess aus. So können Teams Fehler früh erkennen, schnelles Feedback erhalten und eine hochwertige, deploybare Codebasis aufrechterhalten.

Diese Praxis bildet eine grundlegende Grundlage für jede erfolgreiche DevOps-Pipeline. Sie führt zu stabilerer Software und zufriedeneren Entwicklungsteams. Als Nächstes sehen wir uns Continuous Delivery und Continuous Deployment an!