CI/CDパイプラインチュートリアル（例付き）

CI/CD パイプラインとは何ですか?

A CI / CDパイプライン 開発者のコ​​ミットからデプロイされたリリースまでのコード変更のプロセスを自動化します。コードのビルド、テストスイートの実行、バイナリの安全な環境への展開を行います。適切に設計されたパイプラインは、手作業によるエラーを減らし、開発者への迅速なフィードバックを提供し、小規模で頻繁な製品イテレーションを可能にします。

このパイプラインは、統合やテストからデリバリーやデプロイメントに至るまで、ソフトウェアライフサイクル全体にわたる自動化と継続的な監視を連携させます。これらの連携したプラクティスは、総称してCI/CDパイプラインと呼ばれます。

継続的インテグレーション、継続的デリバリー、継続的デプロイメントとは何ですか?

• 継続的インテグレーション (CI): チームメンバーが少なくとも1日に1回は各自の作業を統合する開発手法。すべての統合は、自動化されたビルドとテスト実行によって検証され、エラーが迅速に検出される。
• 継続的デリバリー（CD）： チームが各イテレーションの終了時に製品をリリース可能な状態に維持するエンジニアリング手法。本番環境へのデプロイは通常、手動による承認が必要となる。
• 継続的デプロイメント（CD）： 継続的デリバリーをさらに一歩進め、自動チェックを通過した変更はすべて、人間の介入なしに自動的に本番環境にデプロイされます。

CI/CDパイプラインの各段階

CI/CD パイプラインは、ソフトウェアの新しいバージョンを出荷するために必要な手順の実行可能な仕様です。どの段階でも障害が発生すると、電子メール、 Slackまたは別のチャネルを使用して、担当エンジニアに即座に通知されるようにします。

CI/CDパイプラインの各段階。

ソースステージ

パイプラインは、コードリポジトリの変更によってトリガーされます。コミットが行われるたびに、CI/CDツールに該当するパイプラインの実行が通知されます。その他の一般的なトリガーとしては、ユーザーが開始したワークフロー、スケジュールされた実行、および上流パイプラインの結果などがあります。

ビルドステージ

ビルドステージでは、ソースコードをコンパイルし、依存関係を解決して実行可能な成果物を作成します。コンパイル言語には、 C++, Java、C、Go はここでバイナリを生成する必要があります。 Javaスクリプト, Pythonまた、Ruby はこの段階を利用して依存関係をパッケージ化したり、リンティングを行ったり、コンテナイメージを生成したりすることで、依然として恩恵を受けています。

ビルド段階での失敗は通常、プロジェクト設定の根本的な誤りを示しているため、問題は直ちに解決されなければなりません。

テストステージ

テスト段階では、自動テストスイートを実行してコードの正確性とソフトウェアの動作を検証します。これにより、再現性の高いバグが顧客に届く前に検出できます。テストの作成と保守は開発者の責任であり、パイプラインはテストの実行を強制するだけです。

デプロイステージ

デプロイ段階では、検証済みの成果物をステージング環境、UAT環境、本番環境などのターゲット環境に展開します。ビルドがすべての必須テストに合格すると、デプロイは自動的に（継続的デプロイ）、または手動によるゲートを経て（継続的デリバリー）実行されます。

CI/CDパイプラインの例

以下のチュートリアルでは、GitHub を使用する具体的なパイプラインを示します。 CircleCI、AWS。

• ソース Code コントロール： アプリケーションコードをプライベートなGitHubリポジトリにホストすることで、ビルド、スキャン、デプロイサービスと統合できます。
• 継続的インテグレーション： 接続する CircleCI リポジトリにプッシュするたびに新しいコードがプルされ、ビルドされ、テストスイートが実行されるようにします。
• UAT環境にデプロイする： configure CircleCI 正常にビルドされた成果物を、関係者によるテストのためにAWS UAT環境にデプロイする。
• 本番環境へのデプロイ： 継続的デリバリーを実施している場合は、同じCI/CD手順を再利用して成果物を本番環境にデプロイし、手動承認によってデプロイを制限します。

CI/CD パイプラインのベストプラクティス

以下の実践方法により、パイプラインは高速かつ信頼性が高く、チームからの信頼を得やすくなります。

• 自動化する前に、現在の配送プロセスを文書化しておけば、何を残し、何を変更し、何を削除すべきかが分かります。
• パイプライン全体を一度に自動化するのではなく、まずは小規模な概念実証から始めましょう。
• パイプラインを複数のステージに分割して高速化し、まず基本的なチェックを実行する。
• ビルドの再現性を確保するため、すべてのワークフローはクリーンで隔離された環境から開始してください。
• コードスタイルからセキュリティスキャンまで、あらゆるものを網羅するオープンソースツールを追加する。
• すべてのブランチに対して同じテストを実行するコード品質管理ツールを使用してください。
• すべてのプルリクエストをピアレビューし、パイプラインの出力もレビューの一部として扱います。
• 移行を開始する前に成功指標を定義してください。それが継続的な改善の原動力となります。

CI/CDパイプラインの利点

成熟したCI/CDパイプラインは、いくつかの測定可能なメリットをもたらします。

• エラーが発生しやすい手動ビルドとリリースを、信頼性の高い自動化に置き換えます。
• 出荷されるすべての製品の一貫性と品質を向上させます。
• 柔軟性が向上します。新機能は必要に応じて提供できます。
• 開発者、品質保証担当者、運用担当者間のコミュニケーションを効率化します。
• 頻繁なリリースにより、顧客からのフィードバックサイクルを加速させる。
• ダッシュボード、ログ、通知を通じて製品の可視性を向上させます。
• 手作業によるミスを排除し、リリースコストを削減します。
• ソフトウェア開発ライフサイクルを短縮します。
• 開発者からエンドユーザーへの迅速なフィードバックループを提供する。
• ビルドを壊すような変更点をハイライト表示することで、迅速に元に戻せるようにします。
• 自動テストと簡単な手動探索的テストを組み合わせることで、高い品質を維持します。

重要なCI/CDツール

現代のチームは、充実したCI/CDツール群の中から最適なツールを選択できる。最も広く採用されているツールを以下に紹介する。

1) Jenkins

Jenkins は、ビルド、テスト、リリースワークフローを自動化するオープンソースの継続的インテグレーションサーバーです。 Java 大規模なプラグインエコシステムに支えられ、 Jenkins 世界中で数十万もの設備に電力を供給している。

機能と特徴：

• 1日に何度もコードのビルドとテストを行う。
• ビルド／テストパイプライン全体を自動化することで、時間を節約し、不具合を削減します。
• ビルドとテストが成功するたびにコードをデプロイします。
• 迅速なフィードバックにより、開発サイクルを加速させる。

リンク： https://www.jenkins.io/download/

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2) Bamboo

Bamboo は、自動ビルド、テスト、リリースを単一のツールにまとめた継続的インテグレーションビルドサーバーです。 Jira Software (NAIST) と Bitbucket.

機能と特徴：

• 並列バッチテストを実行します。
• インストールと設定が簡単です。
• 環境ごとの権限設定により、開発者とQA担当者はそれぞれ独自の環境にデプロイできます。
• ブランチを自動的にマージする、組み込みのGitブランチングワークフロー。

リンク： https://www.atlassian.com/software/bamboo

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3) CircleCI

CircleCI は、クロスプラットフォームのモバイルアプリのビルドを実行する柔軟な CI ツールです。 Python API、Dockerクラスターなどに対応。迅速なフィードバックにより、バグを減らし、アプリケーションの品質を向上させます。

機能と特徴：

• ビルド環境の選択。
• 多くの言語をサポート C++, Javaスクリプト、.NET、PHP、 Python、そしてルビー。
• カスタムビルドイメージに対するDockerのサポート。
• 新しいビルドが開始されると、キューに入っているビルドや実行中のビルドを自動的にキャンセルします。

リンク： https://circleci.com/

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4) GitHub Actions、GitLab CI、およびArgo CD

GitHub ActionsとGitLab CIは、CI/CDをソース管理プラットフォームに直接統合することで、外部ビルドサーバーの必要性を排除します。Argo CDは、Kubernetesクラスター向けにGitOpsスタイルの継続的デプロイメントを追加し、クラスターをGitで宣言された望ましい状態に調整します。

IT リーダーにとって CI/CD パイプラインが重要なのはなぜですか?

• リリースの信頼性と予測可能性を向上させます。
• エンジニアリング組織をよりtrac開発者にとって有益です。
• バージョン管理システムからコードを取得し、ワンクリックでビルドを実行します。
• バイナリファイルを安全にターゲット環境に移動します。
• プロジェクトリーダーが環境ごとに環境変数と設定を管理できるようにする。
• アプリケーションコンポーネントをWeb、データベース、API、その他のサービスに公開します。
• 各リリースの状態に関するログデータとアラートを表示します。
• コード変更が実行される前に検証することで、本番環境における不具合を削減します。

CI/CDパイプラインのKPI

• サイクルまたは展開時間: 構築から本番稼働までの所要時間。トレンド分析により、デリバリープロセスにおけるボトルネックが明らかになります。
• 導入頻度: 出荷頻度。より頻繁に、より小規模なリリースを行うことで、リスクを軽減し、不具合が発生した場合の修正を容易にすることができます。
• 変更リードタイム: 開発開始から正常なデプロイまでの期間。計画、コーディング、デリバリーがどれだけうまく連携しているかを反映します。
• 故障率の変更： インシデントを引き起こしたり、ロールバックが必要になったりするデプロイメントの割合。 Tracパイプラインの安全性を確保する。
• MTTR（平均復旧時間）： 障害発生後、サービス復旧までの平均時間。システムの回復力を示す指標です。
• MTTF（平均故障時間）： 故障間隔の平均時間。 Tracksの長期信頼性。

よくあるご質問