事件驱动架构中的持续集成与持续部署
作者：禅与计算机程序设计艺术
文章目录
- 1.简介
- 2.基本概念术语说明
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- 2.1 DevOps
- 2.2 Continuous Integration(CI)
- 2.3 Continuous Deployment (CD)
- 2.4 Pipeline
- 2.5 Job
- 2.6 Event-driven architecture（EDA）
- 2.7 Messaging service
- 2.8 Message queue
- 2.9 Source control system
- 2.10 Build server
- 2.11 Artifact repository
- 2.12 Test environment
- 2.13 Production environment
- 2.14 Trigger
- 2.15 Status report
- 2.16 Change management process
- 3.核心算法原理和具体操作步骤以及数学公式讲解
1.简介
事件驱动架构（Event-driven architecture EDA） 是一个软件设计模式，其特点是通过异步通信机制来解耦并行处理过程，从而实现高度灵活、可伸缩、可扩展、容错性强、响应快、弹性高的系统。在事件驱动架构中，一个重要的构件是事件总线或事件驱动器，它作为消息传递的中枢，负责向订阅者发送事件通知，帮助发布者触发事件并进行相应的业务处理。
相对于面向服务架构（Service-Oriented Architecture SOA），事件驱动架构更加关注应用如何响应外部事件，因此它的架构风格比较偏向函数式编程和分布式计算，具有更高的抽象程度和实时性要求。
企业级应用开发都离不开持续集成CI/CD（Continuous Integration and Continuous Delivery）策略，这种策略旨在自动化构建、测试、部署应用，降低部署风险，提升效率。但是在事件驱动架构中，由于事件本身的非确定性和动态性，使得CI/CD变得复杂起来。
为了能够让持续集成和部署顺利进行，事件驱动架构需要一种新的持续集成和持续部署工具链。那么，什么是持续集成？什么又是持续部署呢？CI/CD又是如何工作的呢？
持续集成就是指频繁地将代码提交到版本控制服务器上，包括自动编译、运行测试等，目的是使产品可以快速迭代、交付更新。持续部署则是在整个过程中保证应用始终处于可用状态，并随时准备接受用户请求，这样才能确保产品质量。
CI/CD流程的核心是源代码管理工具、构建、测试、部署工具的结合。一般来说，这些工具包括Jenkins、GitLab CI、TeamCity、Bamboo、Travis CI、GoCD、CircleCI等。当有新代码提交时，源代码管理工具就会触发构建，自动执行编译和单元测试，生成测试报告；如果测试通过，则继续部署到目标环境。
通常，持续集成和持续部署是通过自动化脚本来实现的，但是由于事件驱动架构的特性，实现持续集成与持续部署就变得复杂了。这里面的关键问题就是如何在异步架构下有效的实现自动化流程。
为了解决这个问题，下面介绍一下基于事件驱动架构的持续集成与持续部署方案。
2.基本概念术语说明
2.1 DevOps
DevOps（Development and Operations together），即开发运维一体化。DevOps是一种文化、方法论和工具的集合，是对IT（信息技术）组织的一种全面转型，试图通过一系列的流程、规范和工具来促进敏捷开发、持续集成和部署，帮助组织实现“Build、Measure、Learn”的目标，从而释放创造力、加速交付价值。
2.2 Continuous Integration(CI)
持续集成（Continuous integration，简称CI）是一种软件开发实践，是一种强调开发人员频繁将代码集成到主干的方法。在持续集成过程中，开发人员会经常集成最新版的产品代码到共享仓库，并进行自动构建和自动测试。如果发现错误，项目经理会及时修复，以尽早发现错误。持续集成也有助于减少合并冲突、节省时间、提升效率。
2.3 Continuous Deployment (CD)
持续部署（Continuous deployment，简称CD）是指通过自动化测试、构建、部署的方式，不间断地将软件的更新、改动，部署到生产环境、集成测试环境或任何其他类型的环境中进行验证。它是持续集成的一种，目的在于减少手动的重复部署，让部署变成自动化的过程。比如说，在自动化测试之后，部署会将应用程序的最新版本推送到生产环境，客户就可以立刻得到最新的应用功能。
2.4 Pipeline
管道（Pipeline）是指流水线，用于将一组连续的操作任务组合起来，形成一个管道。在持续集成/持续部署中，一般用管道来定义一些任务，并按照顺序来执行这些任务。每个阶段都是可重复的，意味着前面已经成功完成的阶段可以直接用来进行后面的操作。
例如，在持续集成中，一般有一个构建任务，会把本地的代码编译为可部署的安装包，另一个测试任务会启动一套完整的自动化测试用例，第三个部署任务会把编译好的安装包部署到测试环境中进行测试。如果所有任务都执行成功，那么接下来就会开始进行第二个循环——持续部署，即把最后的构建成功的安装包推送到生产环境中。
2.5 Job
任务（Job）是管道的一个阶段，在持续集成/持续部署中，通常是执行构建任务、运行测试任务、部署任务之类的。不同的任务之间通常存在依赖关系，即前一个任务的输出作为当前任务的输入。
2.6 Event-driven architecture（EDA）
事件驱动架构（Event-driven architecture，简称EDA）是一种异步通信架构，由事件总线或事件驱动器作为消息传递的中枢，向订阅者发送事件通知，帮助发布者触发事件并进行相应的业务处理。EDA的核心思想是通过异步通信实现松耦合、解耦并行处理，从而实现高度灵活、可伸缩、可扩展、容错性强、响应快、弹性高的系统。
2.7 Messaging service
消息服务（Messaging Service）是EDA架构中消息的载体，负责接收、存储和转发消息。主要分为两类：中间件和平台服务。中间件是指采用独立的软件框架来实现消息传递，如Apache ActiveMQ、RabbitMQ、Kafka等。平台服务则是指由云服务提供商提供的基于云平台的消息服务，如AWS SQS、Azure Queue Storage等。
2.8 Message queue
消息队列（Message Queue）是存放消息的容器，它是通过消息服务提供方提供的消息存储和传递功能实现的。它可以根据实际的需要进行配置和优化，能够支持不同类型的消息，如文本、图像、音频、视频、对象等。
2.9 Source control system
源码管理系统（Source Control System）是EDA架构中的一种特殊的消息服务，它负责存储和管理源代码文件，并且允许多人协作编辑，以便实施持续集成和部署。目前，常用的源码管理系统有Git、GitHub、Bitbucket等。
2.10 Build server
构建服务器（Build Server）也是EDA架构中的一种特殊的消息服务，它负责编译项目源码，并运行自动化测试，产生测试报告。常用的构建服务器有Jenkins、TeamCity、Bamboo等。
2.11 Artifact repository
构件仓库（Artifact Repository）用于存放构建出来的可执行文件或包，供部署服务器下载。构件仓库可以是私有仓库，也可以是共有的仓库，如Maven Central或Nexus Repository。
2.12 Test environment
测试环境（Test Environment）是EDA架构中用于部署测试用的虚拟机或者云主机。它与生产环境隔离，通过消息队列同步消息，可以实现快速的测试和回滚。
2.13 Production environment
生产环境（Production Environment）是EDA架构中用于正式部署的虚拟机或云主机。部署之后，应用程序的流量就会被导流到该环境，即进入生产模式。
2.14 Trigger
触发器（Trigger）是EDA架构中用于引起特定操作的事件或条件。比如，当某些消息到达消息队列时，就可以触发构建任务；当有新的代码提交到源码管理系统时，就可以触发持续集成任务。
2.15 Status report
状态报告（Status Report）是EDA架构中用于监控和报告应用状态的一项服务。它将各种指标收集到一起，汇总展示给用户，让用户能够方便地看到应用的运行情况。
2.16 Change management process
变更管理过程（Change Management Process）是EDA架构中的一项服务，用于管理应用的发布过程，包括需求分析、设计、开发、测试、发布等环节，并能根据反馈结果调整计划。
3.核心算法原理和具体操作步骤以及数学公式讲解
3.1 持续集成工具选择
常见的持续集成工具有Jenkins、TeamCity、Bamboo、Travis CI等，其中Jenkins是一个开源的基于Java的持续集成工具，它提供了超过万种插件，支持多种语言，适用于构建、测试、发布周期的自动化。
3.2 源码管理工具选择
常用的源码管理工具有Git、SVN等。由于团队成员的分布性，推荐使用分布式版本控制系统，如Git。它支持多种操作，包括版本回退、冲突解决、团队协作等。
3.3 创建仓库并添加远程连接
首先登录GitHub网站创建账号，然后创建一个仓库，并记录URL地址，如：https://github.com/username/projectname。然后将远程仓库克隆到本地目录：
git clone https://github.com/username/projectname.git
3.4 配置Jenkins
打开Jenkins首页，点击“新建项”，填写相关参数，如“名称”、“描述”、“类型”。然后点击“确定”创建新的任务。
3.4.1 添加构建步骤
在“构建”页面，选择“添加构建步骤”，并选择“执行shell”
在“命令”输入框内输入以下命令：
mvn clean package
3.4.2 添加触发器
在“触发器”页面，勾选“GitHub hook trigger for GITScm polling”
3.4.3 设置参数化构建
在“构建”页面，勾选“This project is parameterized”并设置参数，如SCM_BRANCH=origin/master
3.4.4 设置凭据
在“凭据”页面，选择“添加”按钮，添加GitHub账号的用户名密码凭据
3.4.5 提交并启动构建
保存所有的设置后，点击“立即构建”按钮，等待构建结束
3.5 测试环境部署
为了让测试环境的部署尽可能的自动化，可以将测试环境的部署操作也纳入到持续集成/持续部署流程中。
3.5.1 安装Vagrant
下载并安装最新版的Vagrant软件。安装后，可以在命令提示符窗口下运行如下命令检查是否安装成功：
vagrant version
3.5.2 创建测试VM
在当前目录打开一个文本编辑器，新建一个名为Vagrantfile的文件，写入以下内容：
Vagrant.configure("2") do |config|
config.vm.box = "bento/ubuntu-16.04"
config.vm.provider "virtualbox" do |vb|
vb.memory = "512"
end
# setup networking
config.vm.network "private_network", type: "dhcp"
config.vm.provision "shell", inline: <<-SHELL
apt update &&
apt install -y nginx curl git
SHELL
end
然后运行以下命令：
vagrant up
这条命令会启动一个Ubuntu 16.04系统的虚拟机，并进行简单的网络配置。
3.5.3 配置测试环境
打开浏览器，访问http://localhost:8080，验证测试环境是否安装成功。
3.5.4 编写配置文件
在项目根目录下，新建一个名为deploy.yaml的文件，写入以下内容：
---
- hosts: testserver
become: yes
tasks:
- name: Deploy application
synchronize:
src: /var/lib/jenkins/jobs/{{ job_name }}/workspace/target/
dest: /var/www/html
owner: www-data
group: www-data
recursive: yes
- name: Restart Nginx
systemd:
state: restarted
name: nginx.service
3.5.5 使用Ansible进行配置部署
安装Ansible：
sudo pip install ansible
在项目根目录下，新建一个名为ansible.cfg的文件，写入以下内容：
[defaults]
inventory =./hosts
remote_user = root
host_key_checking = false
retry_files_enabled = False
创建测试环境的主机列表文件：
[testserver]
testserver
执行以下命令进行部署：
ansible-playbook deploy.yaml --extra-vars="job_name={{ jenkins_job_name }}"
3.6 持续部署工具选择
常见的持续部署工具有CodeDeploy、DockerHub、AWS CodePipeline等。由于产品较为简单，选择AWS CodePipeline。它在亚马逊云（AWS）、微软Azure、谷歌GCE等多个云平台上提供了跨云端部署的能力。
3.7 配置CodePipeline
登录AWS控制台，依次选择“Developer Tools”、“CodePipeline”、“Create pipeline”
3.7.1 连接GitHub仓库
选择“Connect to source provider”选项卡，选择“GitHub”
填入GitHub账户的身份认证信息，选择之前创建的项目仓库
3.7.2 连接AWS CodeBuild
选择“Add stage”按钮，选择“Build”阶段
选择“AWS CodeBuild”
选择一个现有的CodeBuild项目，或创建一个新的CodeBuild项目
选择“CodeBuild buildspec file”：
选择刚才创建的deploy.yaml文件：
3.7.3 部署环节
选择“Deploy”阶段，选择“AWS Elastic Beanstalk”：
选择现有的Elastic Beanstalk应用或创建一个新的应用：
选择“CodeDeploy IAM Role”：
选择“Create new role”：
配置权限策略：
选择“Next”：
配置部署组名称和部署配置：
选择“Next”：
选择要部署到的环境：
选择“Next”：
配置自定义设置：
选择“Save”：
3.7.4 配置管道
选择“Actions”按钮，开始管道的配置
选择“Start Pipeline Execution”
选择要启动的管道
确认并启动管道