持续交付流水线软件构建难吗?有哪些关键问题?

上期文章我们介绍了需求分解与应用对应的管理方式，以及提交环节的开发协作模式，今天我们详细介绍一下提交阶段的构建环节，也就是我们经常提到的代码的编译打包。

构建环节

由于静态语言从过程上要比动态语言复杂一些，代码提交后，对于Java和C++这样的静态语言，我们要进行代码编译和打包。而对于PHP和Python这样的动态语言，就不需要编 译，直接打包即可。

同时，编译过程就开始要依赖多环境以及多环境下的配置管理，并根据不同的环境获取不同的配置，然后打包到最终的软件发布包中。 下面我就结合自己的实践经验，以Java为例，对构建环节做下介绍。
构建过程中我们要用到以下4种工具:

Gitlab，代码管理工具，也是版本管理工具;

Maven，依赖管理和自动化构建工具，业界同类型的工具还有Gradle等;

Docker，用来提供一个干净独立的编译环境; 自动化脚本和平台，

自动化构建的任务我们使用Python脚本来实现代码获取、编译执行、软件包生成等。

具体整个构建过程图示如下:

我们以Java为例描述如下。

1.首先准备好JDK的编译镜像，这个镜像环境与线上运行环境保持一致，比如OS版本、内核参数以及JDK版本等基础环境。当需要启动一个构建任务时，就创建一个对应 的Docker实例，作为独立的编译环境。

2.构建任务会根据应用配置管理中的Git地址，将代码克隆下来放到指定的编译目录。Docker实例启动后，将编译目录挂载到Docker实例中。

3.执行mvn package命令进行编译打包，最终会生成一个可发布war的软件包。同样的，对于C++、Go、Node.js，也会准备好类似的编译镜像。不同的是，打包时，对于C++中 的cmake和make，Go中的go install等等，最终也会生成一个可发布的软件包。

4.构建完成后，生成软件包放到指定构件库目录，或者直接发布到maven的构件库中管理，然后将Docker实例销毁。 上述就是一个完整的构建过程。在这里，你一定会有一些疑问，那么，我先回答几个比较常见的问题，欢迎你留言和我继续讨论。 几个关键问题

1.配置文件如何打包?

这个问题，我们在前面持续交付的多环境配置管理文章中，已经详细介绍过。这里我们结合构建过程，再介绍一下。

在上述第3个步骤中，我们要进行代码编译。按照持续交付理念，软件只需打包一次就可以各处运行，这对于代码编译是没有问题的，但是对于一些跟环境相关的配置就无法满足。

比如，我们前面讲到，不同的环境会涉及到不同的配置，如DB、缓存。而且，其他公共基础服务在不同环境中也会有不同的地址、域名或其他参数配置。

所以，我们就需要建立环境与配置之间的对应关系，并保存在配置管理平台中，至于如何来做，大家可以参考前面多环境配置管理的文章。

这里我们回到打包过程上来。

在做构建时，我们是可以确认这个软件包是要发布到哪个环境的。比如，按照流程，当前处于线下集成测试环境这个流程环节上，这时只要根据集成测试环境对应的配置项，生成配置文件，然后构建进软件包即可。如果是处于预发环境，那就生成预发环境对应的配置文件。

在我们的实际场景中，多个环境需要多次打包，这与我们持续交付中只构建一次的理念相悖。这并不是有意违背，而是对于Java构建出的交付件，最终无论生成的是war包，还 是jar包，上述提到的跟环境相关的配置文件，是要在构建时就打入软件包中的。

而且在后续启动和运行阶段，我们是无法修改已经构建进软件包里的文件及其内容的。这样一来，配置文件无法独立发布，那么就必须跟软件包一起发布。所以，在实际场景下，我们要针对不同环境多次打包。

那么，我们如何确保多次打包的效果能够和“只构建一次”理念的效果相一致呢? 这就还是要依赖我们前面介绍的各个环节的建设过程，主要有以下3个方面:

代码提交。通过分支提交管理模式，每次构建都以master为基线，确保合入的代码是以线上运行代码为基础的。且前面的发布分支代码未上线之前，后续分支不允许进入线上发 布环节，确保发布分支在多环境下是同一套代码。
编译环境统一。上述过程已经介绍，编译环境通过全新的Docker容器环境来保证。
配置管理。前面介绍到的多环境配置管理手段， 通过模板和auto-confg的配置管理能力，确保多环境配置项和配置值统一管理。

至此，一个完整的软件构建过程就完成了。可以看到，如果充分完善前期的准备工作，在做后期的方案时就会顺畅很多。

2.为什么用Docker做编译环境的工具?

Docker容器很大的一个优势在于其创建和销毁的效率非常高，而且每次新拉起的实例都是全新的，消除了环境共用带来的交叉影响。而且对于并发打包的情况，Docker可以快速创 建出多个并行的实例来提供编译环境，所以无论在效率上还是环境隔离上，都有非常好的支持。

你可以尝试一下我的这个建议，确实会非常方便。

3.为什么不直接生成Docker镜像做发布?

在使用Docker容器做编译的过程中，我们最终取得的交付件模式是一个war包，或者是一个jar包，这个也是我们后续发布的对象。

可能有读者会问:为什么不直接生成Docker镜像，后续直接发布镜像?

这确实是一个好问题。如果单纯从发布的维度来看，直接发布镜像会更方便，更高效。不过，在现实场景下，我们应该更全面地看问题。

早期我们曾有一段时间使用OpenStack+Docker的模式进行物理机的虚拟化，以提升资源利用率。这实际上是将容器虚拟机化。

也就是说，虽然Docker是一个容器，但是我们的使用方式仍然是虚拟机模式，要给它配置IP地址，要增加很多常用命令比如top、sar等等，定位问题需要ssh到容器内。

这里一方面是因为基于Docker的运维工具和手段没有跟上，当时也缺少Kubernetes这样优秀的编排工具;另一方面，我们之前所有的运维体系都是基于IP模式建设的，比如监控、 发布、稳定性以及服务发现等等，完全容器化的模式是没有办法一步到位的。

所以，这里我们走了个小弯路:容器虚拟机化。那为什么我们不直接使用虚拟机，还能帮我们省去很多为了完善容器功能而做的开发工作?所以一段时间之后，我们还是回归到 了KVM虚拟机使用方式上来。

这样也就有了上述我们基于虚拟机，或者更准确地说，是基于IP管理模式下的持续交付体系。 经过这样一个完整的持续交付体系过程后，我们总结出一个规律:

容器也好，虚拟机也罢，这些都是工具，只不过最终交付模式不一样。但是前面我们所讲的不管是标准化、多环境、配置管理等等这些基础工作，无论用不用容器都要去做。而且，容器的高效使用，一定是建立在更加完善和高度标准化的体系之上，否则工具只会是越用越乱。

关于持续交付流水线软件构建方面的内容，我们今天先分享到这里，欢迎你留言与我讨论。

如果今天的内容对你有帮助，也欢迎你分享给身边的朋友，我们下期见!