Jenkins CI/CD 自動化建置佈署實踐

– 9 分鐘閱讀

Jenkins 作為主流的自動化伺服器，有效協助開發團隊實踐 CI/CD 流程，提升軟體交付速度和品質。本文從 Jenkins 的基本概念出發，逐步介紹其歷史沿革、核心功能和架構設計，並搭配實際案例說明如何使用 Jenkins 建立自動化建置和佈署流程。同時，文章也涵蓋了 Jenkins 的安裝步驟和常見問題排解，讓讀者能快速上手，將 Jenkins 應用於實際專案中。透過整合版本控制系統、建置工具、測試框架和佈署工具，Jenkins 能夠自動化軟體開發生命週期的各個階段，從程式碼提交到佈署上線，實作快速迭代和持續交付。文章也探討了 Jenkins 如何透過外掛機制擴充套件功能，滿足不同專案的特定需求，並以 Mermaid 圖表清晰呈現 CI/CD 流程和 Jenkins 架構，幫助讀者更直觀地理解其運作方式。

瞭解CI/CD

CI/CD（持續整合、持續交付、持續佈署）是一種軟體開發實踐，旨在提高開發效率和軟體品質。它涉及將小的程式碼變更頻繁整合到主程式碼函式庫中，然後自動測試和驗證這些變更，以確保軟體始終保持穩定和可靠的狀態。

Jenkins簡介

Jenkins是一個廣泛使用的自動化伺服器，可以幫助開發團隊實作CI/CD。它可以自動化軟體開發過程中的各個階段，包括從版本控制系統中提取程式碼、編譯程式碼、執行單元測試、封裝軟體和佈署到不同環境中。

Jenkins是一個免費和開源的伺服器，使用Java編寫，可以在Apache Tomcat等servlet容器中執行。它支援多種工具和技術，包括版本控制系統、編譯器、測試框架和佈署工具。

Jenkins的歷史

Jenkins的歷史始於2004年，當時Kohsuke Kawaguchi在Sun Microsystems工作時，開發了一個名為Hudson的自動化伺服器。2011年，Hudson開源社群與Oracle之間發生爭議，導致Hudson專案被fork出了一個新的專案，名為Jenkins。雖然Hudson專案仍然存在，但Jenkins已經成為更受歡迎的選擇。

實施CI/CD使用Jenkins

CI/CD是一個過程，涉及測試每一個對應用程式碼的變更，從程式碼層面到最終佈署到生產環境。Jenkins可以幫助開發團隊實作CI/CD，透過自動化軟體開發過程中的各個階段，包括從版本控制系統中提取程式碼、編譯程式碼、執行單元測試、封裝軟體和佈署到不同環境中。

內容解密：

以下是Jenkins實施CI/CD的流程：

  flowchart TD
    A[程式碼變更] --> B[版本控制系統]
    B --> C[編譯程式碼]
    C --> D[執行單元測試]
    D --> E[封裝軟體]
    E --> F[佈署到生產環境]

這個流程涉及從版本控制系統中提取程式碼，編譯程式碼，執行單元測試，封裝軟體和佈署到生產環境。Jenkins可以自動化這個流程，幫助開發團隊提高效率和軟體品質。

圖表翻譯：

上面的Mermaid圖表展示了Jenkins實施CI/CD的流程。圖表中，每一個步驟都代表了一個特定的階段，包括程式碼變更、版本控制系統、編譯程式碼、執行單元測試、封裝軟體和佈署到生產環境。這個流程可以幫助開發團隊自動化軟體開發過程，提高效率和軟體品質。

Jenkins 自動化伺服器的實踐

Jenkins 作為一個自動化伺服器，支援實作建置生命週期的各個階段，透過 DSL（領域特定語言）的幫助。在將任何應用程式經過不同的建置階段時，我們需要使用不同的工具類別，如建置工具、靜態分析工具、不同的原始碼管理工具等。

Jenkins 提供了一個龐大的外掛集合，因此我們可以實作從端對端的建置生命週期階段，適用於任何應用程式。我們可以撰寫一個 Jenkins 指令碼，稱為管道（pipeline），它定義了一系列的任務和子任務，Jenkins 會在每個建置階段中執行這些任務。這些建置階段將會順序地執行，每個階段都會接收前一個階段的輸出，進行必要的處理，然後將輸出傳遞給下一個階段。

Jenkins 架構概覽

以下是 Jenkins 的架構概覽，描述瞭如何使用 Jenkins 進行 CI/CD 流程：

  1. 多個開發者推播變更：多個開發者將他們的個別分支推播到中央儲存函式庫。
  2. 程式碼審查和合併：在程式碼審查後，這些分支會被合併到另一個分支（通常是開發分支）。
  3. Jenkins 接收通知：Jenkins 會接收到有關分支變更的通知。
  4. 觸發 Jenkins 工作：作為通知的結果，Jenkins 會觸發一個工作。工作是一組任務和子任務，實作為一個順序過程，以執行建置釋出生命週期的不同階段。它通常包括以下步驟：
    • 提取變更：使用外掛從儲存函式庫提取變更，該外掛會與給定的原始碼管理系統（例如 Git）整合。
    • 編譯變更：使用建置工具（例如 Maven）編譯變更。
    • 執行單元測試/整合測試：使用建置工具在編譯的程式碼上執行單元測試/整合測試。
    • 靜態分析：使用工具（例如 SonarQube）執行靜態分析，以檢查程式碼是否符合編碼標準和是否有死程式碼。

內容解密：

在上述過程中，每個步驟都是建置生命週期的一部分。Jenkins 透過其外掛架構提供了一種方式來自動化這些步驟。透過定義一個管道，我們可以指定建置過程中需要執行的具體任務和子任務。這使得我們可以將複雜的建置流程簡化為一個可管理和維護的工作流程。

圖表翻譯：

  graph LR
    A[開發者推播變更] --> B[程式碼審查和合併]
    B --> C[Jenkins 接收通知]
    C --> D[觸發 Jenkins 工作]
    D --> E[提取變更]
    E --> F[編譯變更]
    F --> G[執行單元測試/整合測試]
    G --> H[靜態分析]

此圖表描述了 Jenkins 的 CI/CD 流程，從開發者推播變更到執行靜態分析的各個階段。每個階段都會接收前一個階段的輸出，並進行必要的處理，然後將輸出傳遞給下一個階段。這樣可以保證建置過程的順暢和可靠性。

持續整合與持續佈署過程

在軟體開發的世界中，持續整合（Continuous Integration，CI）和持續佈署（Continuous Deployment，CD）是兩個密不可分的概念。以下是這個過程的步驟：

  1. 編譯和單元測試：開發人員提交程式碼變更到版本控制系統後，系統會自動編譯和執行單元測試，以確保程式碼的正確性。
  2. 整合測試：當所有單元測試透過後，系統會自動執行整合測試，以確保不同模組之間的整合性。
  3. 封裝和佈署：透過整合測試後，系統會自動封裝和佈署應用程式到生產環境或測試環境。
  4. 端對端測試：佈署後，系統會自動執行端對端測試，以確保應用程式的功能性和穩定性。
  5. 通知和報告：測試結果會被通知給相關團隊成員，並附上詳細報告。

在 Jenkins 出現之前，整合測試和端對端測試通常是在所有開發人員的變更都被接受和合併到分支後才進行。這種方式使得找到 bug 的根源變得困難，甚至修復 build 錯誤也變得耗時耗力。

Jenkins 介紹

Jenkins 是一個自動化伺服器，可以幫助我們實作 CI/CD 流程。它可以自動執行 build 生命週期中的各個階段，包括測試、編譯和佈署。透過 Jenkins，我們可以在開發人員提交程式碼變更後立即進行單元測試和整合測試。當出現錯誤時，只需要檢查最近合併的變更即可找到問題的根源。

安裝 Jenkins

現在，我們來看看如何安裝 Jenkins。Jenkins 可以在不同的環境中安裝，包括 Windows 和 Docker。安裝過程包括下載和組態 Jenkins 的 WAR 檔案，或使用 MSI 安裝檔案安裝 Jenkins 作為 Windows 服務。同時，我們也會討論可能遇到的問題和解決方法。

安裝前準備

在安裝 Jenkins 之前，我們需要確保環境滿足必要的硬體和軟體要求。這包括足夠的記憶體、CPU 資源和支援的作業系統。

安裝過程

  1. 下載 Jenkins：從官方網站下載 Jenkins 的 WAR 檔案或 MSI 安裝檔案。
  2. 組態 Jenkins：組態 Jenkins 的設定，包括 port 號、資料函式庫連線等。
  3. 啟動 Jenkins：啟動 Jenkins 伺服器，並透過網頁介面進行組態和管理。

疑難排解

在安裝過程中，我們可能會遇到一些問題，例如無法啟動 Jenkins 伺服器或無法連線資料函式庫。這時，我們需要檢查日誌檔案，找出錯誤的原因並進行修復。

在Windows上安裝Jenkins

在開始安裝Jenkins之前，瞭解硬體和軟體需求是非常重要的。確保您已經安裝了正確版本的Java和其他必要的軟體，以便順暢地完成安裝過程。

硬體需求

以下是安裝Jenkins的最低硬體需求：

  • 256MB的RAM
  • 1GB的硬碟空間（如果您使用Docker容器執行Jenkins，建議至少10GB）

軟體需求

以下是安裝Jenkins的軟體需求：

  • Java：Jenkins僅支援JDK 8和JDK 11。JDK 11從Jenkins版本2.164和2.164.1開始被支援。舊版本的Java不被支援。

在Windows上安裝Jenkins的不同方法

有三種方法可以在Windows上安裝Jenkins：

  1. 使用MSI安裝程式：下載Jenkins MSI安裝檔，然後執行MSI安裝程式開始安裝Jenkins，並按照提供的步驟進行。
  2. 使用.WAR檔：Jenkins是使用Java語言編寫的。Java開發的Web應用程式通常被封裝在.WAR檔中。您可以透過.WAR檔來安裝和執行Jenkins伺服器。
  3. 使用Docker映像：Docker是一種應用程式封裝和佈署工具。它根據將程式碼和相依性封裝成可佈署單元（稱為容器）的概念。您可以使用Docker映像來安裝Jenkins伺服器。

使用Docker映像安裝Jenkins

要使用Docker映像安裝Jenkins伺服器，請按照以下步驟進行：

  flowchart TD
    A[下載Docker] --> B[安裝Docker]
    B --> C[提取Jenkins映像]
    C --> D[執行Jenkins容器]
    D --> E[組態Jenkins]

內容解密：

以上步驟描述瞭如何在Windows上安裝Jenkins的不同方法，包括使用MSI安裝程式、.WAR檔和Docker映像。每種方法都有其優點和缺點，選擇哪種方法取決於您的具體需求和環境。

圖表翻譯：

上述Mermaid圖表描述了使用Docker映像安裝Jenkins伺服器的步驟。圖表從下載Docker開始，然後安裝Docker，提取Jenkins映像，執行Jenkins容器，最後組態Jenkins。這個過程展示瞭如何使用Docker輕鬆地佈署Jenkins伺服器。

Jenkins作為老牌CI/CD工具，在自動化建置、測試和佈署流程中扮演著關鍵角色。深入剖析其架構和功能後，我們發現Jenkins的外掛生態系統和靈活性是其核心優勢，能滿足不同規模團隊和多樣化技術堆疊的需求。然而，Jenkins的組態複雜度和維護成本也成為其限制，尤其在雲原生時代，面對Kubernetes等新興技術的挑戰，Jenkins需要不斷進化。

技術限制深析顯示，Jenkins的傳統架構在面對微服務和容器化佈署時，其分散式建置和擴充套件性仍有待提升。雖然Jenkins 2.0引入的Pipeline as Code提升了可維護性和自動化程度，但仍需更完善的雲原生整合方案。同時，Jenkins的安全性管理也需要更多關注，避免潛在的漏洞風險。

展望未來，CI/CD領域的技術演進趨勢將更注重雲原生整合、安全性強化和簡化操作體驗。Jenkins需要積極擁抱這些趨勢，例如更緊密的Kubernetes整合、更簡化的組態流程和更強大的安全防護機制。隨著DevOps理念的普及，Jenkins的未來發展將與雲原生生態系統深度融合，持續提升開發效率和軟體交付速度。玄貓認為，Jenkins仍將是CI/CD領域的重要角色，但需要持續進化才能保持其競爭力。

玄貓

玄貓

技術愛好者，專注於分享程式開發、雲端技術與 AI 應用的心得體會。