Kontinuierliche Integration

Was ist kontinuierliche Integration?

Continuous Integration (CI) ist eine Devops- und Softwareentwicklungspraxis, bei der Code kontinuierlich in den Trunk (ein gemeinsames Repository, auch bekannt als Master oder Mainline) integriert wird, wo diese Integrationen automatisch erstellt und getestet werden.

Indem du kontrollierte Teile des Codes regelmäßiger in den Master-Branch integrierst, kannst du Bugs schneller finden und leichter lokalisieren. Durch die kontinuierliche Integration musst du nicht mehr darauf hoffen, dass dein Code funktioniert, wenn du ihn mit dem der anderen zusammenführst, weil du dir sicher sein kannst, dass er mit dem Hauptzweig übereinstimmt.

Ohne KI müssen Softwareentwickler/innen daran arbeiten, das gesamte Feature fertigzustellen, bevor sie es mit dem Rest der Codebasis zusammenführen können. Bis ein Entwickler das Feature in die Mainline eingebunden hat, sind so viele Änderungen vorgenommen worden, dass es zu einem so genannten Merge-Konflikt kommt, also zu konkurrierenden Änderungen am Code. Dies führt zu Reibungsverlusten im Entwicklungsprozess, da es manchmal Stunden dauert, bis der von verschiedenen Teammitgliedern oder Teams geschriebene Code wieder zusammengeführt ist.

Hier sind einige der besten Erfolgsmethoden(n) für die kontinuierliche Integration:

Verwalte den gesamten Code in einem einzigen Repository, um die Verwaltung zu erleichtern.
Ermutige zu kleinen, häufigen Code-Commits an den Hauptzweig.
Optimiere die Build-Zeiten für schnelles Feedback durch Caching und Parallelisierung.
Implementiere zuverlässige automatisierte Tests (Unit, Integration, Regression).
Verwende getrennte Testumgebungen, um Konflikte zu vermeiden.
Verwende Versionsstrategien für eine einfache Nachverfolgung und ein Rollback.

Warum ist kontinuierliche Integration wichtig?

Die Integration von automatisierten Tests und Experimenten durch KI rationalisiert nicht nur den Entwicklungsprozess, sondern trägt auch dazu bei, robuste Funktionen zu entwickeln, indem Fehler frühzeitig erkannt werden, die Funktionalität sichergestellt wird und ein effizienterer Entwicklungszyklus möglich ist.

Die Rolle von KI bei der Entwicklung von funktionalen Funktionen liegt in ihrer Fähigkeit,:

Validierung der Funktionalität: Automatisierte Tests innerhalb der KI-Pipelines überprüfen, ob neue Funktionen oder Änderungen die funktionalen Anforderungen erfüllen und die bestehende Funktionalität nicht beeinträchtigen. So wird sichergestellt, dass die Funktionen vor der Bereitstellung wie erwartet funktionieren.
Iterative Entwicklung: KI unterstützt einen iterativen Entwicklungsansatz, der es Entwicklern ermöglicht, schrittweise Änderungen vorzunehmen und diese regelmäßig zu testen. Dieser iterative Prozess fördert die Entwicklung von Funktionen, die sich stetig und zuverlässig weiterentwickeln.
Frühzeitige Erkennung von Problemen: Durch die Durchführung von Tests und Experimenten während der Integration identifiziert CI Probleme frühzeitig im Entwicklungszyklus. Dadurch sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass fehlerhafte Funktionen eingesetzt werden.

Vorteile der kontinuierlichen Integration

Höhere Entwicklungsgeschwindigkeit

Durch den Einsatz von kontinuierlicher Integration können Unternehmen die Entwicklungsgeschwindigkeit erhöhen, weil Entwickler/innen Teile ihres Codes isolieren können, um effizient Fehler in ihren Softwareprojekten zu finden und neue Funktionen für die Kunden auszurollen, ohne dass es zu einer Fiktion im Erlebnis kommt. Entwickler können unfertige Funktionen hinter Feature Flags in den Master Branch integrieren, ohne Instabilität zu riskieren.

Außerdem müssen sich die Entwickler keine Gedanken über unübersichtliche Merge-Konflikte machen. Durch die Verwendung von Feature Flags oder Feature Toggles können Features, die sich in der Entwicklung befinden, in einen gemeinsamen Zweig verschoben werden, ohne dass die Veröffentlichung in diesem Zweig blockiert wird.

Verbessere die Produktqualität

Wenn du Code häufiger eincheckst, verbesserst du die Produktqualität, weil du mehrmals am Tag Tests gegen diesen Code durchführst und nicht darauf wartest, dass sich ein riesiger Build auftürmt, bevor du versuchst, die Arbeit der anderen zu integrieren. Die Möglichkeit, Teile des Codes zu kontrollieren, erlaubt es den Entwicklern, sich auf die Qualität des Codes zu konzentrieren und schneller und sicherer zu liefern.

Starkes Code-Fundament

Es ist unrealistisch, sich eine Welt vorzustellen, in der der Code zu 100 % fehlerfrei ist, aber es ist möglich, Werkzeuge und Prozesse einzusetzen, um die störendsten Fehler abzufangen, und das sollte Teil der Überlegungen sein, wenn du in deinem Unternehmen kontinuierliche Integration einführst. Wenn du kontinuierliche Integration praktizierst, haben die Teams die vollständige Kontrolle und Sichtbarkeit darüber, was in die Codebasis eingeführt wird, und können leicht feststellen, ob ein Einsatz einen Fehler verursacht hat.

Schnellere Feedback-Schleifen

Die Durchführung von automatisierten Tests und Experimenten in CI-Pipelines ermöglicht eine schnelle Rückmeldung über die Auswirkungen von Codeänderungen. Die Entwickler/innen können Probleme sofort angehen, iterieren und die Codequalität ohne Verzögerungen verbessern.

Ermöglichung von Experimenten

CI erleichtert die Durchführung von Experimenten und A/B-Tests als Teil des Integrationsprozesses. Entwickler/innen können neue Funktionen oder Änderungen einführen, sie in einer kontrollierten Umgebung testen und ihre Auswirkungen abschätzen, bevor sie in die Produktion einfließen.

Zuverlässigkeit von Funktionen

Die kontinuierliche Integration stellt sicher, dass die Funktionen auf automatisierte Weise gründlich getestet werden. So können Fehler schnell erkannt und behoben werden, was die Zuverlässigkeit der neu eingeführten Funktionen erhöht.

Tools für die kontinuierliche Integration

Es gibt viele CI-Tools, die Entwicklern dabei helfen können, die kontinuierliche Integration in ihren Softwareentwicklungsprozess zu integrieren:

Quellcodekontrolle - Quellcode- und Versionskontrollsysteme wie Git, Github (für Open-Source-Software), Bitbucket und Subversion dienen als Code-Repository sowie als Möglichkeit, Quellcodeänderungen zusammenzuführen und Konflikte im zu integrierenden Code zu lösen.
Automatisierte Tests - Bei der häufigen Code-Integration im CI-Prozess ist es wichtig, die Qualität des zusammenzuführenden Codes zu gewährleisten.
Build-Automatisierung - Tools für die kontinuierliche Integration enthalten auch Funktionen zur Automatisierung des Build-Prozesses, so dass Builds automatisch durch Auslöser gestartet werden, z. B. wenn neuer Code in die Mainline eingebracht wird, was als kontinuierliches Deployment bezeichnet wird.
CI-Plattformen - Es gibt zahlreiche Plattformen für die kontinuierliche Integration, die viele der mit dem CI-Prozess verbundenen Aufgaben übernehmen. Zu den beliebtesten Tools gehören CircleCI, Jenkins, Buddy, Gitlab CI, Travis CI und Codeship.

Feature-Delivery-Prozess durch kontinuierliche Integration

So sieht ein Feature-Delivery-Prozess für die Entwicklung von Web- und Mobile Apps aus:

Schritt 1: Code-Entwicklung und Versionskontrolle

DieEntwickler/innen arbeiten lokal an Codeänderungen, die in ein Versionskontrollsystem übertragen werden.

Schritt 2: Automatisierte Builds und Tests

Ausgelöst durch Codeänderungen starten CI-Systeme (z. B. Jenkins, Travis CI) automatisierte Builds.

Für Web Apps:

Erstellung des Codes in einem ausführbaren Format (z. B. JavaScript, HTML, CSS).
Durchführung von Unit-Tests, um die Funktionalität des Codes zu prüfen.
Erzeugen von Artefakten für die Bereitstellung .

Für Mobile Apps:

Erstellung der App für die Zielplattformen (z. B. iOS, Android).
Ausführen vonautomatisierten Tests (Unit-Tests, Integrationstests) auf Emulatoren oder echten Geräten.
Erstellen von Build-Artefakten (APK, IPA-Dateien) .

Schritt 3: Kontinuierliche Integration und Bereitstellung

Automatisiertes Deployment auf Staging-Umgebungen oder Testservern für Web-Apps. Mobile Apps können Beta-Tests unterzogen oder über App-Verteilungsplattformen (z. B. TestFlight, Google Play Console) an Testgruppen verteilt werden.

Schritt 4: Testen und Validierung

Manuelle Tests durch QA-Teams oder Interessengruppen für Web Apps in Staging-Umgebungen. Mobile Apps werden in kontrollierten Umgebungen auf realen Geräten getestet (User Acceptance Testing, UAT).

Automatisierte Tests (Regression, Leistung) laufen parallel dazu weiter.

Schritt 5: Feedback

Sammle Feedback von Stakeholdern, QA und Nutzertests. Code-Änderungen und neue Funktionen durchlaufen zur Validierung erneut die CI-Pipeline.

Schritt 6: Bereitstellung

Genehmigte Änderungen werden für Web Apps in die Produktion überführt. Mobile Apps werden in App Stores (App Store, Google Play Store) oder über Mobile Device Management (MDM) Systeme veröffentlicht.

Schritt 7: Überwachung

Kontinuierliche Überwachung der bereitgestellten Funktionen und sofortige Behebung von Problemen nach der Bereitstellung durch CI/CD-Pipelines.

Dieser Prozess der Funktionsbereitstellung durch KI gewährleistet einen rationalisierten und iterativen Ansatz für das Erstellen, Testen und Bereitstellen von Web- und mobilen Anwendungen.

Kontinuierliche Integration vs. kontinuierliche Bereitstellung

Continuous Delivery (CD) ist ein Softwareentwicklungsprozess, bei dem Codeänderungen schnell, sicher und mit höherer Qualität in die Produktion gebracht werden - in der Regel mithilfe von Tools, die die Bereitstellung automatisieren. Ingenieurteams nehmen Änderungen an ihrer Software in kurzen Zyklen vor, damit sie häufiger getestet und veröffentlicht werden kann. Dieser Ansatz ermöglicht schrittweise Änderungen mit geringeren Kosten und Risiken.

Bei der traditionellen Softwareentwicklung findet der Integrationsprozess am Ende des Projekts statt, nachdem alle Beteiligten ihre Arbeit beendet haben. Dieser Prozess kann viel Zeit in Anspruch nehmen und für alle Beteiligten frustrierend sein.

Bei der kontinuierlichen Integration handelt es sich um eine Praxis der Softwareentwicklung, die die Integrationsphase früher in den Entwicklungszyklus verlegt, so dass die Entwicklung, das Testen und die Integration des Codes in kürzeren Abständen erfolgen. Das Entwicklungsteam führt Codeänderungen mehrmals täglich in ein gemeinsames, zentrales Repository ein, um jederzeit eine Produktversion veröffentlichen zu können. Dies erfordert einen Integrationsprozess, der reproduzierbar und automatisiert ist.

Kontinuierliche Integration und kontinuierliche Auslieferung sind typischerweise Teil der agilen Entwicklungsmethodik, so dass das kombinierte Akronym "CI/CD" oft verwendet wird, um den Prozess zu beschreiben.

Kontinuierliche Integration und Produktexperimente

Um erfolgreich experimentieren zu können, muss das Entwicklungsteam schnell und effizient arbeiten, denn sobald deine Funktionen in realen Umgebungen eingesetzt wurden, müssen sie iteriert werden. Mit Feature Flags kannst du mit mehr Sicherheit experimentieren und musst dich nicht darum kümmern, die Infrastruktur oder den Code zu ändern, wenn du eine Funktion aktivieren oder deaktivieren willst.

Damit A/B-Tests ein wichtiger Bestandteil des Bereitstellungsprozesses deines Unternehmens bleiben, integriert Optimizely serverseitige Experimente mit Feature Flags, Rollouts und Variablen, so dass du den gesamten Lebenszyklus der Produktentwicklung an einer Stelle kontrollieren kannst. Indem du zunächst einen A/B-Test mit einem Teil des Datenverkehrs durchführst, kann dein Team eine neue Funktion testen und schrittweise optimieren. Wenn du das beste Benutzererlebnis gefunden hast, kannst du es kontrolliert auf deinen gesamten Kundenstamm ausweiten, um das Risiko von technischen Problemen bei der Veröffentlichung zu verringern.