敏捷開發

CI/CD>敏捷開發 16 分钟 讀完 (約 2396 字)

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心得

此課程讓我對敏捷式開發有更深入的了解，不是只停留在敏捷的大原則，而是從開發面切入講解，理論面偏重，個人認為較適合已經有 CI/CD 基本操作經驗者修課。

在現代敏捷式開發架構中，「自動化」變得非常重要，在開發過程中，為了降低產品上線的時間成本，大致上會有以下的流程：

一、開發流程

1. 使用版本控制 + 自動化持續地整合

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持續整合意思是高頻率的把開發中的程式碼合到主線上，並到正式環境上建置，出現問題時可以立即發現並修正。

2. 自動化測試

在正式環境建置之後，代表程式碼可以被編譯，但功能使用上還是可能會出現錯誤，所以需要撰寫自動化測試來測試功能，好處多多，可以在將來放心的重構程式碼，達到一樣的功能規格。

3. 自動化佈署

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相對傳統部署（單一環境、直接覆蓋新版本、出錯回復慢、服務易中斷）藍綠部署 + 金絲雀部署 + 自動化部署，將微服務切成好幾個 server、透過 load-balancer 將使用者分配到不同的群組，使得部署可以逐步進行，先部署到一部分的使用者，若無問題，逐步直至到全部的使用者，若有問題，則會自動 roll back，停止部署，更換舊版本。

4. 自動化監測

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在 CI/CD 的過程中，難免會有錯誤的發生，所以自動化監測可以幫助「即時」處理錯誤，並通知開發人員處理。

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二、敏捷開發的好處

  • 最低化的使用者體驗影響
  • 降低總開發時間
  • 降低建置、部署的時間成本
  • 允許大膽重構程式碼，提高編譯效率

三、敏捷開發的缺點

  • 環境較多，需要的主機也較多，導致成本高
  • 初期需要花大量時間架構自動化流程

筆記

一、過度設計(over design)

1. 什麼是過度設計(over design)

提供的功能比需求多太多，很多甚至用不到

例子：瑞士刀、手機預設 APP

2. 過度設計造成的問題

浪費時間、增加複雜度、降低可維護性、可讀性

3. 情境解說

常見情況有「我想這個以後會用得到」。

保持 KISS 原則：Keep It Sample and Stupid

使一般人都可以看得懂

二、結隊編程(Pair Programming) – 多一雙手會更快

結隊編程：兩人一起共同寫扣，一人口頭敘述，一人寫 code，從而互相學習，從討論中提高效率

好處：知識傳播、互相監督

三、持續整合(CI) - 每個人都伸手來摸你的Code，誰來整合

持續整合，其實就是大家在利用版本控制遠端開發的時候，經常性的將本地端的 code 合併到遠端的 master 內，藉此降低衝突的發生，也可以持續的測試在正式環境是否一切正常。

持續整合的工具 Jankins

  • 可以有多種方法可以觸發自動建置，例如：每天早上、每次提交時…等等

透過自動化整合的工具，可以持續交付、建置程式碼到環境上（包含開發、測試、客戶測試、正式），最好的實踐就是每天整合，需要把測試的功能也整合到 CI 的工具上，有發生問題的時候應該設定通知給開發團隊，且應該把修復 CI 作為優先處理。

四、自動化測試(Automation Test) - 不做自動化，就等肝硬化

1. 單元測試

  • 可以在開發早期就發現問題

  • 符合 FIRST 原則

    • Fast
    • Independent
    • Repeatable
    • Self-Validating
    • Timely(TDD 概念)
      測試要能快速、獨立而不會互相影響、可以重複執行、並自我驗證，說明哪個測試成功了、即時性的，最好是在寫 code 之前就寫測試

  • 3A 原則

    • arrange 目標物件、參數、預期結果
    • act 驗證邏輯
    • assert 驗證結果是否符合預期

2. 整合測試（單元合在一起

把多個程式模組合一起進行驗證，例如：資料庫測試、API 接口測試、傳輸協定的驗證。

3. E to E 測試（從頭到尾）

以使用者行為進行測試，又屬於「黑箱測試」。

測試經常會被工程師以各種理由逃避，例如

  1. 開發時間不夠
  2. 不會寫測試
  3. 維護測試很花時間
  4. 跑測試也很花時間

測試帶來的好處

  1. 可以專心在開發
  2. 可以放心大膽重構程式碼，提高質量
  3. 遇到 bug 就把測試補上，避免重複的問題
  4. 大量降低建置的時間成本

測試的進階實踐 TDD (Test-Driven Development) 測試驅動開發

  • 測試先寫，再寫 code
  • 先釐清需求，列出實例化需求
  • TDD 的循環：綠燈、紅燈、重構
  • 排列需求逐步增加產品代碼
  • 即時重構
  • 測試全通過 -> 產品完成

自動化測試總結

可以將測試整合在 CI 裡面，通過自動化建置後，進行自動化測試，若產生錯誤，一樣會通知開發人員。

大量的單元測試 + 適當的整合測試 + 少量的 End-to-End 測試 ＝ 幫助維持開發速度。

五、重構(Refactor) – 改善既有的程式碼

所謂重構，就是在不改變程式碼外在行為（例如：元件結合、API 接口）的情況下，改變內部行為。

重構的好處

  1. 幫助找到 bug，重構需要提高對程式碼的理解，也可以幫助你更好的找到程式漏洞。
  2. 提高編程速度: 有良好的設計添加新功能才更容易、理解度高的程式碼也更好維護。

什麼時候該重構

  1. 三次法則：功能經常重複使用，達三次以上的時候
  2. 添加功能時：
    • 理解架構
    • 調整架構
    • 下次更容易
  3. 修補錯誤時：修改掉原本的問題

程式碼的壞味道

  1. 重複的程式碼：當要修改一個功能的時候，需要去修改很多地方，就代表這個程式碼需要被重構，或打包來重複使用。
  2. 過長函式（不容易理解）
  3. 過長參數列

重構後的程式碼必須要經過測試（單元測試、整合測試、End to End 測試）

六、持續交付(CD) – 系統維護中，請稍候

  • Continuous delivery 持續交付
  • Continuous deploy 持續部署

符合敏捷原則，在 CI 與自動化測試的輔助下進行。，持續地交付產品給客戶。

良好的 CD 流程

1. 傳統部署

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- 環境單一，直接覆蓋新版本
- 簡單成本低
- 服務會中斷
- 出錯時回覆問題也慢
- 適合用在測試環境上

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2. 傳統部署 + feature toggle

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 - 環境單一，直接覆蓋新版本
- 簡單成本低
- 服務會中斷
- 切換 toggle 來開放新功能
- 出現問題時把 toggle 切換

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3. 金絲雀部署

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以前礦工在挖掘時，不是到礦道內是否有毒，所以利用金絲雀來做測試，因為金絲雀對有毒氣體非常敏感。
- 多個環境，慢慢覆蓋新版本
- 容錯率高，發生問題立刻回覆
- 使用者體驗影響較小
- 若沒自動化流程過程繁瑣

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4. 藍綠部署

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- 兩個環境群組(線上、現下) ，線下覆蓋新版本再交換
- 需要有 load-balance 環境
- 需要有 state server
- 不影響使用者
- 發生問題，切回舊版本，容錯率低
- 出錯版本對使用者時間短
- 錯誤版本可以線下修改

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5. 藍綠部署 + 金絲雀 + 自動化

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- 自動化部署，一段時間後逐漸增量
（切成四個 server，逐一上服務，沒出現錯誤就繼續執行）
- 超高容錯，發生問題就切回舊版
- 使用者影響最小化（四個 server 逐步部署）
- 需要良好的監控服務（例如：重啟 container、有 bug 通知開發人員...等）

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完整的 CI/CD 流程

正式環境 / UAT 環境

↑

版本控制 -> CI 伺服器 -> 自動化測試 -> 發布版本控制 ->

↑

開發環境 / PC / Local

課程重點

  • 使用 Jenkins 等工具來運行 CI/CD
  • 版本控制是必須的
  • 自動化建置
  • 自動化測試
  • 自動化部署
  • 自動化監控
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