（计算机软件与理论专业论文）持续集成在软件项目开发的应用研究.pdf

华南师范火学硕士学位论文 器、软件质量和测试工具等； ( 3 ) 为了使软件企业能够易于在中小型b s 架构项目中引入c i 系统，本文基于大量 的实践研究，给出了一套详细的可实施的c i 架构设计与实现方案，包括版本管 理的实现、自动化部署的实现、自动化测试的实现、质量管理的实现，并由实际 案例，对如何通过引入c i 系统来改善软件开发过程提供了实践规则，以最终达 到软件开发厂商与目标用户的双赢结果。 论文创新点是：研究、设计、开发一套较为完善的适用于中小型b s 架构项目开发 的持续集成系统，此c i 系统基于h u d s o n 构建，配置较简便、易于使用，以及提出了在 中小型b s 架构项目中实践c i 的管理与实施规则。 关键词：持续集成；c i ；自动化构建；自动化部署；自动化测试 i i 黼究l1 涨必2 4 3 矾 a p p iie dr e s e a r c ho fc o n tin u o u sin t e g r a tio n o n a b s t r a c t s o f t w a r ep r o j e c t sd e v elo p m e n t m a j o r ：c o m p u t e rs o f t w a r ea n dt h e o r y n a m e ：l i uq i a o l i n g s u p e r v i s o r ：f a nb i n g b i n g a sn e t w o r ke f f e c t st h eo b j e c t i v eo fs o f t w a r ed e v e l o p m e n t ，b ss t r u c t u r eb e c o m e st h e m a i no p e r a t i o n a lm o d eo fs m a l la n dm e d i u ms o f t w a r ep r o j e c t b e c a u s eo ft h eo w nf e a t u r e so f b ss t r u c t u r e ，t h eu ia n db u s i n e s sl o g i co fa p p l i c a t i o ns y s t e mr u no nd i f f e r e n te n v i r o n m e n t r e s p e c t i v e l y c o n s i d e r i n gt h er e d u c t i o no fc o s t ，a p p l i c a t i o ns y s t e mc o m m o n l ya p p l i e st h e t h i r d p a r t yo p e ns o u r c ec o m p o n e n t s ，s u c ha ss t r u t s ，s p r i n g ，j b o s s ，i b a t i se t c ，w h i c hw i l l r e s u l ti np r o j e c ti n t e g r a t i o nm o r ed i f f i c u l t f o rs m a l la n dm e d i u ms i z e di tp r o j e c t t h ep r o j e c t s m a l li n v e s t m e n t ，s h o r td e v e l o p m e n tc y c l e ，d r a m a t i cc h a n g e si nd e m a n da r et h eb a s i cf e a t u r e s t h a td e t e r m i n et h ec o u t r o lo ft h ep r o j e c t sp r o g r e s s ，q u a l i t ya n dc o s tw i l lb eav e r yd i f f i c u l t t a s k t h r o u g ht h ea p p l i c a t i o no fc i ，i nt h ee a r l ys t a g e so ft h ep r o j e c ti ta l l o w su s e r st oa c t u a l l y u s et h et a r g e ts o f t w a r es y s t e m ，w h i c hg r e a t l ys h o r t st h ec y c l et oc o r r e c tt h ed e v i a t i o no ft h e d e m a n d ，t h u sr e d u c i n gc o s t s c is y s t e mi t s e l fi sas o f t w a r ee n g i n e e r i n gp r o j e c t ，w h i c hh a ss p e c i f i ck n o w l e d g e ， t e c h n i c a l r e q u i r e m e n t sa n di m p l e m e n t a t i o np r o g r a m s f o rt h et e a mw i t h o u tr e l e v a n t e x p e r i e n c e ，i ti sm o r ed i f f i c u l tt oc o n s t r u c tac is y s t e mt h a nb u i l dac u s t o m e rt a r g e ts y s t e m c is y s t e mc o n f i g u r a t i o ni n c l u d e sv e r s i o nm a n a g e m e n t ，e r r o ra n dn e e d sc h a n g em a n a g e m e n t ， b u i l dm a n a g e m e n t ，a u t o m a t e dt e s tm a n a g e m e n t ，a u t o m a t e dd e p l o y m e n t ，d e v e l o p m e n tp r o c e s s m a n a g e m e n t ，q u a l i t ym a n a g e m e n t t h e s em o d u l e sa r en o ts i m p l yp i l e du p ，b u ti tb e g i n sw i t h 1 1 1 a l le 仃o ra l l dn e e d sc h a n g em a n a g e m e n t ，觚dd 。c u m e m v e r s i 。ni n i t i a t e db yd o c u l l l e n ti n p u t d r i v e s 卸t 。m a t e db u i l d , t e s ta i l d d e p l 。y i n gt h es 。f l w a r ew h i c hu s e r sc a i l a c t u a l l yu s e ，a 1 1 d 士l r l a i i yl to u t p u t sa 、o 呔i n gt a 唱e ts y s t e m e a c hc 。m p 。n e n t i nc is y s t e mh a san 啪b e r0 f o p t i o n st oc h o o s e , w h i c h r e q u i r e st h ep r o j e c tr od e t e r m i n et h ea c t u a l s i t u a t i 。n ，a i l dr e q u i r e sc i s y s t e mc 。n s i m c t 。船h a v eaf a i r l y c 。m p l e t es y s t e ma r c h i t e c 眦a 1 1 ds 。r 啪d e v e l 。p m e n t t e c h n i q u e s , w h i l ei nt h ec u r r e n t j 。bm a r k e th u m a nr e s 。u r c e sm e e t i n g t h i sd 锄a n da r e 姗l e s s t h a l lt h en u m b e ro f t h es e n i o rs y s t e m s a n a l y s ta n da r c h i t e c t t h em a i nc o n t e n t sa r e ( 1 ) a n a l y s i so ft h ep r o b l e m s 。fs m a l l a n dm e d i u mb s s t m c t u r e p r 。j e c t s d e v e l o p m e n tp r o c e s s t h er e a s o n sf o rt h ef o r m a t i o n ，a n dt h e i d e a s & s o l u t i o n s ： l z j c o m p 删1 v e 猢l y s i so ft h et e c h n o l o g ya n di n f r a s t r u c t u r ec o m p o n e n t s r e q u i r e d 1 n b u l l d i n gc is y s t e m s ，i n c l u d i n g v e r s i 。nm a n a g e m e n t ，c is e r v e r ，s 。r 、啪 q u a l i t ya n dt e s t i n gt o o l s ； 例 lom a l ( e i te a s yf o rs o f t w a r e c o m p a n i e st oa p p l yc is y s t e mi ns m a l la i l dm e d i u m b 7 s s t m c t u 聆p r o j e c t s ，b a s e donal o to fp r a c t i c a l r e s e a r c h ，t h ep a p e rg i v e sa d e t a l l e d d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o np r o g r a m 。fc if r a m e w o r k ，i n c l u 岫t 1 1 e i m p l e m e n t a t i o no fv e r s i 。n m a n a g e m e n t ，t h e i m p l e m e n t a t i o no fa u t o m a t e d d e p l o y m e n t , t h ei m p l e m e n t a t i o no f a u t o m a t e dt e s t i n g ，a n dt h ei m p l e m e n t a t i o n 。f q u a l i t ym a n a g e m e n t f r o mt h er e a lc a s e ，t h ep a p e r p r o v i d e sp r a c t i c a lm l e so n h 。w t o 印p l yc is y s t e mt oi m p r o v et h es o f t w a r e d e v e l 叩m e n tp r o c e s s ，i n 。r d e rt o r e a c hw i n - w i nr e s u l t sb e t 、v e e ns o r w a r e d e v e l o p m e n tf i r m s 觚dt a r g e tu s e r s a n i c l e s1 衄。v 砒i 。1 1 i s ：r e s e 砌，d e s i g n ，d e v e l 。pa m 。r ec 。m p l e t ec is y s t e ma p p l i c a b l e t 。s m a l l 锄dm e d i 啪b ss t r u c t u r ep r 岫s d e v e l 。p m e n t ，a n dt h es y s t e mi sb u i l tb a s e d 。n h u d s 。n ，s 吼p l e rt 。c 。n n g u r ea 1 1 de a s yt 0u s e ；r a i s et h e m a n a g e m e n ta 1 1 di m p l e m e n t a t i 。nm l e s o fc ip r a c t i c ei ns m a l la n dm e d i u m b ss t r u c t u r ep r o i e c t k e y w o r d s ：c u o u s i n t e g r a t i 。n ；c i ；a u t 。m a t i cb u i l d ；a m o m a t i c d e p l 。y ；a u t 。m a t i c t e s t i v 持续集成在软件项目开发的应用研究 目录 摘要i a b s t r a c t ii i 第1 章绪论1 1 1课题研究背景1 1 1 1中小型b s 架构项目开发过程中面临的问题1 1 1 2 软件集成方式2 1 2课题的研究现状5 1 3 课题研究目的和意义6 1 3 1 国内持续集成的应用问题6 1 3 2 课题研究目的7 1 3 3 课题研究意义7 1 4 课题研究工作8 第2 章持续集成架构与相关技术9 2 1 持续集成架构9 2 2 版本管理1 1 2 - 3c i 服务器1 4 2 4 软件质量( 圈度、风格) 1 5 2 5 测试工具1 6 2 6 本章小结18 第3 章持续集成设计与实现方案19 3 1 持续集成设计方案1 9 3 1 1 持续集成方案19 3 1 2 持续集成方案的关键技术一2 2 3 2持续集成实现方案2 3 3 2 1 版本控制的实现一2 3 3 2 2 自动化项目编译与集成( h o o k ，b u i l d x m l ) 2 5 3 2 3 代码检查和自动测试的实现2 7 3 2 4 c i 反馈信息的集成、显示与处理的实现2 9 3 3 本章小结3 0 第4 章c i 系统的应用实践3 1 4 1 c i 实践的管理与实施规则3 1 4 1 1 c i 实践涉及的因素3l v 华南师范大学硕士学位论文 4 1 2c i 管理与实施规则3 1 4 2 c i 系统实践案例3 4 4 3本章小结3 7 第5 章总结和展望3 9 5 1 总结3 9 5 2工作展望3 9 参考文献4 1 致 射4 3 研究生期间参加的主要科研工作4 4 持续集成在软件项目开发的应用研究 1 1 课题研究背景 第1 章绪论 1 1 1 中小型b s 架构项目开发过程中面临的问题 软件开发是一个复杂的过程，一个完整的软件生命周期包含需求分析、概要设计、 详细设计、编码实现、软件测试、软件发布和维护等多个相互交织、相互影响的过程。 对于中国中小型b s 架构软件开发项目，其主要特点：投资少、时间短、用户需求变更 较大、项目计划不到位、软件测试不足、缺乏缺陷管理机制等，这些特点导致软件项目 要按照预定的进度、成本、质量顺利完成变得更为困难。结合对中国中小型软件企业现 状1 1 1 ，以下从开发进度、软件质量、成本、风险等方面1 2 1 深入分析中小型b s 架构项目 开发面临的问题。 ( 1 ) 项目进度不可控 在项目开始前缺乏充分的分析和论证，对目标项目没有足够认识和了解，由于无法 准确估计项目开发所需要的时间、每个阶段需要的时间乃至整个项目规模等重要项目数 据，难以制定出能切实起到指导作用和控制项目进度的计划表。在b s 架构项目开发中， 一般不同的开发者负责不同模块的开发，各模块往往在项目开发后期才进行集成，项目 管理者在项目集成前，只能通过咨询各开发成员的任务完成情况来估计项目进度，但现 实中大多时候开发成员会给出一种模棱两可的答案“快了，差不多了，基本完成了”， 即使开发成员说“已经完成”，项目管理者也是无法确定其完成的程度，因此在开发过 程中，也是很难准确掌握握项目的进度，从而无法对不合理的项目计划进行调整。当软 件开发过程中，往往会出现这样的情况：客户又提出了一些新的需求，或者某些功能不 符合客户的真正的需求，这些都进一步导致项目步入进度不可控状态。 ( 2 ) 软件缺陷缺乏管理 项目开发中需求分析、设计和编码等各个阶段都可能引入缺陷，由于中小型软件项 目规模较小、开发人员少，以及开发团队对软件测试不予重视，对各个阶段缺乏必要的 测试和审查工作，导致每个阶段都引入了相当多的缺陷。在项目开发后期，会发现大量 1 华南师范大学硕士学位论文 的缺陷，在缺陷修改过程中可能进一步引入新的缺陷，导致缺陷难以收敛，产品也难以 集成。 ( 3 ) 成本超出预算 由于中小型软件企业为了获得项目，在项目招投标是往往采用低价的方式竞标，如 能把握好需求，和控制好项目的风险，尚有利润空间。但如果项目需求经常变更，而开 发团队却没能快速响应变更和控制好项目进度，开发周期势必延长，从而导致项目成本 上升，超出预算，甚至超出项目合同造价。 ( 4 ) 开发风险较大 在中小型项目开发中，需求变更频繁，项目缺乏可见性，项目进度无法控制，软件 缺陷缺乏管理，这些都会大大增加了项目开发风险。项目开发周期延长，项目资金投入 需额外增加，会一起客户的强烈不满，使得项目的交付风险增大。软件质量在开发周期 无法保证，将大大增加软件的维护风险。 1 1 2 软件集成方式 在中小型软件项目开发中，如何更好适应变更频繁的需求，把握项目进度，提高软 件质量，降低项目成本成为项目开发的核心问题 3 1 。在项目开发中提高项目的可见性， 有利于改善或解决上述的中小型b s 架构项目开发所面临的问题。不同的集成方式会给 项目开发带来不同程度的可见性，对项目进度的把控、软件质量、项目成本和开发风险 也有不同的影响。以下将阐述不同饷软件集成方式，并分析各种集成方式对上述问题 的解决情况。 集成是将各部分源代码结合到一起，确定它们是否能作为一个整体工作。软件集成 方式不是一成不变，它随着软件工程理论和技术的发展向前演进，从瀑布模型的大爆炸 式集成模式，r u p 的递增式集成模式，m s f 的每同构建集成模式，发展到x p 的持续 集成模式。 1 1 2 1 瀑布模型的大爆炸式集成模式 瀑布模型是由温斯顿罗伊斯在1 9 7 0 年最初提出的，直到8 0 年代早期，它一直是唯 一被广泛采用的软件开发模型。瀑布模型是一个顺序软件开发过程，它被看作像瀑布一 样流动稳定向下通过了需求分析、设计、实现、集成、测试、安装和维护等阶段。瀑布 模型的核心思想是按工序将问题分解，将功能的设计和实现分开，便于分工协作，即采 2 持续集成在软件项目开发的应用研究 用结构化的分析与设计方法将逻辑实现和物理实现分开1 4 l 。不同程序员负责实现不同的 单元模块，在项目开发后期，将各个单元模块合并成一个大的系统。但是在现实中往往 出现这样的情况：各个小模块可以单独工作，把它们集成为一个大的系统则可能失败， 此时要定位错误是一件很困难的事，当找到错误的具体位置并尝试修复这个b u g 时，很 有可能又引入了新的b u g ，这使得集成成为软件项目中最棘手、最紧张的时刻。在大爆 炸式集成中，一次试运行成功的可能性不大，集成阶段花费的时间直接影响了项目的开 发周期，集成是否顺利直接关系到项目的风险，在这种集成模式下，集成的结果是不可 预测的，要想掌控项目的开发周期和项目的风险是几乎不可能的。 1 1 2 2 r u p 的递增式集成模式 r u p ( r a t i o n a lu n i f i e dp r o c e s s ) 是r a t i o n a l 软件公司创造的迭代软件开发过程框架， 是一种重量级过程( 也被称作厚方法学) ，比较适用于大型软件团队开发大型项目。为了 把握一个项目的时间尺度，r u p 把一个项目分为四个不同阶段：构思阶段、细化阶段、 构建阶段和移交阶段。r u p 采用迭代式开发，允许通过后续的细化对项目产生更好的理 解，把项目中最高风险的事项作为最高优先级的任务集中精力解决【5 i 。理想的情况下， 每一次迭代都以一个可执行的发布为结束，以减少项目风险。r u p 在每次迭代中都会进 行集成( 至少集成一次) ，它采用递增式的软件集成方式，代码编写和测试都细分为若干 部分分别进行，然后一次添加一部分，最终将所有部分合并为一个可用的整体。 与大爆炸式集成相比，递增式集成的优点有：比较容易查找到错误的位置，错误主 要出现在新的或变更的构件以及它们与集成构建的接口代码；构件测试更加充分全面， 构件一边开发一边集成，然后进行测试，与一次性集成相比，构件得到更多次执行。虽 然每次迭代中都会进行集成( 至少集成一次) ，但是每次迭代间隔时间相对较长，各部分 之间交互的缺陷需要等到集成才能发现，缺陷引入到缺陷发现间隔时间较长，难以快速 定位缺陷，不利于缺陷的解决。相对大爆炸式集成，项目开发中的项目可见性提高了， 但很有限，在一个迭代过程中，项目管理者还是依靠经验和各个成员开发进度来大概估 算项目整体进度，只有等到一个迭代结束代码进行集成时，才能获知项目的具体进度。 1 1 2 3 m s f 的每日构建集成模式 m s f ( m i c r o s o f ts o l u t i o nf r a m e w o r k ) 微软解决方案框架是基于微软公司及其合作伙 伴的开发经验所提出的一套软件工程模型、开发准则和应用指南1 6 l 。m s f 有两种模型： 团队模型描述了一个软件开发项目中各个成员的角色，包括产品经理、架构师、开发者、 华南师范大学硕士学位论文 测试员和实施员等等；管理模型描述了一个项目的不同阶段，包括构想、设计、构建、 确定、部署。 m s f 采用的集成方式是每日构建( d a i l yb u i l d ) ，每天对程序代码的最新版进行一次 构建，通过代码编译来确定项目所需的依赖包已存在，和通过尽可能的测试来表明最新 版代码没有引入缺陷。每日构建除了对增加的新功能点进行测试，还要对已经测试过的 功能点进行冒烟测试1 7 l 。冒烟测试这个名称的来历，大概是从电路板测试得来的，因为 当电路板做好以后，首先会加电测试，如果板子没有冒烟再进行其它测试，否则就必须 重新来过。类似的如果冒烟测试没有通过，那么这个版本代码也会返回给开发队伍进行 修正，测试人员测试的版本必须首先通过冒烟测试的考验。每日构建的优点在于：项目 进度可见性可以控制到1 - 2 天的细粒度，较容易看到进度的偏差；能及早发现并解决缺 陷，提高了软件质量；由于将大集成分解到每同构建的小集成，避免了传统大集成测试 时候出现严重问题的可能。但每日构建也存在一些风险和缺陷，主要表现在：给开发人 员带来太大压力，每天都在较紧张环境中工作；需要额外投入人力资源保证每日构建畅 顺；对开发负责人要求更高，需要将功能细化到1 2 天的有明确输出的功能点。 1 1 2 4 x p 的持续集成模式 x p ( e x t r e m ep r o g r a m m i n g ) 极限编程是一套软件开发方法学，旨在提高软件质量和快 速响应客户需求的变化。x p 是敏捷软件开发中最富有成效的几种方法学之一，它提倡 在较短的开发周期快速发布1 8 1 。x p 是一个轻量级、灵巧的软件开发方法，它的价值观 是沟通、简单、反馈、鼓励和尊重。基于以上五个抽象的价值，x p 提供了为项目决策 作指导更加具体化的原则，概括为：人性化、经济学理论、互利、充分利用原有经验、 持续改进、成员多样风格、反省、平滑、机遇、冗余、失败、质量、逐步转变、认同的 责任、总结。基于上述的价值观和原则，x p 支持者总结一系列实践，这些实践不是一 成不变，它与具体环境相关，当环境变化了，实践也可能跟着调整，但价值观不用改变。 x p 有1 3 个核心实践，包括坐在一起办公，完整团队，创建信息化的工作场所，精力充 沛地工作，结对编程，用户故事，每周开发循环，每季度开发循环，松弛计划，十分钟 构建，持续集成，测试驱动编程，增量式设计等。 持续集成是x p 的核心实践之一，与以往在所有开发完成后再控制软件品质的传统 实践不同，它是通过在持续过程中小增量控制软件品质，以提高软件质量，减少软件发 布时间i 们。在持续集成中，每天构建多次，每隔几小时甚至是几分钟就构建一次，构建 ， 4 持续集成在软件项目开发的应用研究 过程都是自动化，并及时反馈。 持续集成与每日构建都采用“早集成、常集成”的策略，减少缺陷引入和缺陷发现 之间的时间，提高软件的质量。但它们有不同的地方： ( 1 )集成频率的差异。每日构建一般一天集成一次，持续集成一天集成多次，有可 能是几个小时集成一次，有可能是几分钟集成一次，决定于项目实际情况，持 续集成鼓励成员经常集成代码，以便更早、更容易发现缺陷并解决。 ( 2 )自动化测试的差异。持续集成将持续测试分为4 个自动执行的分组，即单元测 试、组件测试、系统测试和功能测试，通过一种有效的方式进行配置持续集成 系统，以使得单元测试可以在代码提交时执行，组件测试、系统测试和功能测 试可以定期进行。在每日构建中，代码每日b u i l d 之后，需要进行冒烟测试， 对系统的基本功能进行简单测试，强调功能的覆盖率，而不对功能的j 下确性进 行验证。如果冒烟测试没有通过，那么这个版本代码会返回给开发队伍进行修 正，测试人员测试的版本必须首先通过冒烟测试的考验。 ( 3 )集成反馈的差异。持续集成强调及时反馈，可以采用同步反馈或异步反馈的方 式，但共同点都是集成失败之后向开发人员提供快速的反馈。每日构建一般是 当天构建第二天反馈，缺陷的引入和发现的时间间隔要比持续集成的长。 持续集成使得开发团队在何时何地都能生成可部署的软件，每天多次的软件集成部 署大大增强项目的可见性，集成的自动化减少重复过程的劳动( 如代码编译、测试执行、 代码审查、软件部署以及信息反馈等) ，自动化测试提高软件质量。持续集成使得软件 的健康程度可以测量，缺陷的检测和修复变得更快，这些都可以缓解“很晚才发现缺陷”、 “低品质的软件”、“没有可部署的软件 等等风险，并对开发团队的软件产品建立起更 强大的信心。 1 2 课题的研究现状 1 9 9 6 年k e n tb e c k 在参与克莱斯勒综合报酬系统的薪水册项目( c h r y s l e r c o m p r e h e n s i v ec o m p e n s a t i o ns y s t e m ( c 3 ) p a y r o l lp r o j e c t ) - 开发时，提出了极限编程 ( e x t r e m ep r o g r a m m i n g ，即x p ) 。1 9 9 9 年1 0 月，他发行了一本关于极限编程方法学的书 极限编程解析：拥抱变化( e x t r e m ep r o g r a m m i n ge x p l a i n e d ：e m b r a c ec h a n g e ) ，书中 描述了x p 的1 2 个实践，持续焦成( c o n t i n u o u si n t e g r a t i o n ，即c i ) 这个术语来自于其中 5 华南师范大学硕士学位论文 一个实践1 1 0 1 。 2 0 0 0 年，x p 倡导者之一的t h o u g h t w o r k s 首席科学家m a r t i nf o w l e r 和其同事 m a t t h e w f o e m r n e l 发布了他们关于c i 的第一篇文章持续集成) ) ( c o n t i n u o u si n t e g r a t i o n ) ， 文章中基于t h o u g h t w o r k s 公司软件项目c i 实践，介绍了持续集成的优点和持续集成的 实践要点，其中包括集成要频繁、单一代码源、自动化构建脚本、自动化测试代码等。 他们还认为：对于任何切实可行的软件开发活动，持续集成都是基本的组成部分f 1 1 i 。这 篇文章的流行，使得很多项目开发团队认识到持续集成的价值，但由于文章没有给出具 体的实施方案，c i 真正应用于项目实践还是很少。 2 0 0 7 年，p a u lm d u v a l l 、s t e v em a t y a s 和a n d r e wg l o v e r 在c o n t i n u o u si n t e g r a t i o n ： i m p r o v i n gs o f t w a r eq u a l i t ya n dr e d u c i n gr i s k ( 此书被评为第l8 届j o l t 震撼大奖图书， 2 0 0 8 年被译成中文版持续集成：软件质量改进和风险降低之道) 一书中，介绍持续 集成的基本原则和工具，还介绍了测试驱动、代码审查、数据库集成、信息反馈等实践 和工具。他们认为持续集成的“早集成、常集成 的策略可以增强项目可见性、降低项 目失败风险【1 2 l 。伴随着这本书的推广，更多的人认识到持续集成的价值和原则，更多 的项目团队把c i 真正应用到项目开发中。 最近几年，国内软件行业越来越关注持续集成，国内一些著名的技术论坛，例如 c s d n 、j a v a e y e 、c h i n a u n i x 、p h p c h i n a ，都在争相讨论持续集成这个热门话题。从2 0 0 5 年开始，t h o u g h t w o r k s 与c s d n 等已经举办了四届“敏捷中国 开发者大会( a g i l ec h i n a d e v e l o p e r sd a y ) ，向中国软件开发者传播业内领先的敏捷软件开发思想与实践，其中包 括持续集成的实践原则和工具。尽管国内已经有不少开发者已经意识到持续集成的价 值，但真正能把持续集成应用于项目中的却少之又少。 为了使更多的开发者重视和应用c i 实践，国际软件组织于2 0 0 6 年在芝加哥举办了 首次c i t c o n 会议( c o n t i n u o u si n t e g r a t i o na n dt e s t i n gc o n f e r e n c e ) ，此后每年都在几个不 同的国家举行几次，会议的主题是关于持续集成和测试的原则和应用，各国的持续集成 和测试领域的软件大师参与其讨论。 1 3 课题研究目的和意义 1 3 1 国内持续集成的应用问题 6 一 - _ _ _ _ _ _ - _ _ ，一 持续集成在软件项目开发的应用研究 最近几年，国内已经有不少项目开发团队开始意识到持续集成的价值，但真正能把 它应用于项目中的却寥寥可数，终究其原因，主要有以下几点： ( 1 ) 把持续集成引入到项目中存在一定风险并需要相应的成本支出，在没有全面 深入了解持续集成的情况下，大多数公司不敢也不愿意尝试。 ( 2 )国内缺乏实施持续集成技术与理论方面的相关人才。 ( 3 ) 业界缺乏对整个持续集成过程支持的有效实施方案。 在多个中小型b s 架构项目中实施了持续集成理念，并由此感受到了持续集成所带 来的及时软件交付、提高软件质量、降低开发风险等收益，但同时也遇到了实施持续集 成所需要的技术、管理与经营方面的知识需求，而这些需求却并非普通技术人员或管理 人员能够完全具备的，因此，如何建立一个合理的实施方案，使持续集成在实施过程中 减少对项目成员的技术、管理与经营方面的知识、经验的需要就具有了重要意义。 1 3 2 课题研究目的 课题研究主要有两个目的： ( 1 ) 研究、设计、开发一套持续集成系统，包括持续测试、持续审查、持续数据库 集成、持续部署、持续反馈等功能，希望能给中小型b s 架构项目开发中搭建 持续集成系统提供参考价值。 一 ( 2 ) 提出一套持续集成实践的管理与实施规则，希望能给中小型b s 架构项目开发 中实施持续集成提供指导。 1 3 3 课题研究意义 针对上述的中小型b s 架构项目所面临的问题，希望本课题研究能为上述问题的改 善或解决带来积极的意义： ( 1 ) 控制项目进度 持续集成可以自动化地持续部署软件，提高项目可见性。管理者可以随时随地通过 浏览器访问c i 服务器上可运行软件，获得软件功能的完成情况，通过查看持续集成反 馈报告，获知项目的发展趋势构建成功或失败、代码缺陷率、软件总体品质等项目 信息，从而做出有效的决策，制定合理的开发计划。在整个开发过程中，用户可以通过 浏览器访问c i 服务器上试运行软件，从而及时与开发者交流需求，避免了变更需求在 7 华南师范大学硕上学位论文 开发晚期才提出。 ( 2 ) 提高软件质量 持续集成包含了持续测试和持续审查，每一次构建，软件通过测试验证其行为，通 过审查验证代码是否符合编码标准和设计标准，从而提高软件的可维护性、可靠性、稳 定性、安全性和可读性等。 ( 3 ) 控制开发成本 持续集成可以减少项目开发中重复过程，例如代码编译、数据库集成、测试执行、 审查执行、部署和反馈等。这些重复过程自动化可以节省时间、费用和工作量。项目管 理者根据持续集成反馈的项目信息，有效地控制项目进度，合理安排人力资源，从而有 助于项目成本的控制。 ( 4 ) 降低项目风险 在持续集成环境中，创建一个可重复的构建过程，使用版本控制库中的所有软件资 产，随时构建可部署的软件，从而降低了“没有可部署软件的风险；代码每次变更时 都执行测试，这样就能够在软件开发生命周期中尽早发现缺陷，从而减低了“很晚才发 现缺陷 的风险。经常运行构建，随时了解项目的功能完成情况和健康状况，从而降低 了“缺少项目可见性 的风险；在每次变更时执行测试和审查，通过了解代码圈度、重 复情况、代码覆盖率和其他因素，去发现可能进入代码中的潜在缺陷，从而降低了“低 品质软件的风险1 1 3 1 。 1 4 课题研究工作 本文研究工作如下： ( 1 ) 研究、设计、开发一套持续集成系统，包括版本管l 里( s c ms e r v e r ) 研究，客户端 ( s c mc l i e n t ) 研究，c i 服务器研究，软件质量研究( 包括代码风格、圈度等) ，测 试工具研究：单元测试( 易) 、集成测试( 非常困难) 、代码覆盖率( 非常困难) ，相关 版本管理信息、代码质量检查信息、测试信息的集成、显示与处理的研究等等。 ( 2 ) 提出一套持续集成实践的管理与实施规则，包括对方案涉及的因素的研究，方案 实施规则的研究。 ( 3 ) 结合实际案例，对持续集成应用实践与测试进行研究。 8 一 持续集成在软件项目开发的应用研究 2 1 持续集成架构 第2 章持续集成架构与相关技术 持续集成是一种开发实践，即团队的成员经常集成他们的工作，通常每个成员每天 集成多次，每次集成通过自动化构建来验证，一次构建包括编译、审查、测试、打包和 部署等，它是将源代码放在一起，并验证软件可以作为一个一致的单元运行的过程，从 而尽快地检测出集成错误1 1 4 1 。持续集成的功能主要包括持续数据库集成、持续测试、持 续审查、持续部署、持续反馈等1 1 2 1 ，如图2 1 ： q 二q _ q q ：一日 持续数据 库集成 持续测试持续审查 持续部署 持续反馈 图2 - 1 持续集成 ( 1 ) 持续数据库集成 持续数据库集成是一个过程，数据库代码( d d l 、d m l 、配置文件等) 发生变更，可 以触发集成构建，重建数据库和测试数据。所有开发者应该使用本地数据沙盒，通过 s q l 脚本生成自己的数据副本。 ( 2 ) 持续测试 在c i 环境中，把测试分为自动化单元测试、自动化组件测试、自动化系统测试和 自动化功能测试。单元测试验证软件系统中所有小元素的行为，这些小元素通常是一个 类。单元测试可以在开发周期的早期创建并执行，是一种有效的排错方法。有时候，单 元测试有依赖关系，需要使用模拟对象( m o c k ) ，去替换真实的、复杂的对象。组件测试 ( 也称集成测试、子系统测试) 验证系统的各个部分，可能需要安装某些外部依赖关系， 如数据库、文件系统或网络终端等，这些测试验证组件的交互能否产生预期的组合行为。 系统测试运行整个软件系统，因此需要完整地安装系统，如s e r v l e t 容器和相关的数据， 这些测试验证外部的接口，如w e b 页面、w e b 服务以及g u i 能否像设计那样工作等。 华南师范大学硕士学位论文 功能测试( 也被称作验收测试) 是从用户角度测试应用程序，测试将模仿客户的行为。利 用s e l e n i u m ( 针对w r e b 应用程序) 和a b b o t ( 针对g u i 应用程序) - v 具f 1 5 1 ，让功能测试自动 化。 ( 3 ) 持续审查 审查软件和测试软件之间存在区别：测试是动态的，执行软件，目的是测试软件的 功能和性能。审查基于一组预先定义的规则分析代码。审查包括编码的语法标准、架构 分层遵守情况、代码重复率等。通过自动化审查，减少重复的代码，降低代码的复杂性， 判断代码的覆盖率，检查代码的风格，以及持续进行设计复查。 ( 4 ) 持续部署 持续部署能工作的软件，有助于提高项目可见性，持续部署主要有六大步骤：在版 本控制库中打上标签；提供干净的部署环境，可以减少已有软件资产的假定；直接从版 本控制库中取出软件资产，生成构建版本并为它提供标签，然后在目标机器上安装；确 保所有测试都执行成功；生成反馈报告有助于让大家了解构建版中包含的功能、缺陷和 需求；如果出现了问题，可以利用版本控制库的标签回滚到之前的构建版。 ( 5 ) 持续反馈 反馈的目的是发出通知，能够触发快速而准确的行动。在正确的时间，以正确的方 式，向正确的人发送正确的信息，可以减少问题或风险引入与解决之间的时间。持续反 馈的实现可以采用不同的机制，例如：电子邮件、手机短信彩信，声音，宽屏显示器等。 持续集成是一个循环过程，每个循环包含三部分：更新集成工作空间、集成构建和 反馈1 1 6 l 。图2 2 显示了持续集成基本架构： 1 0 通 留软件不同版本的数份拷贝，并适当编号。在现代软件开发中，一般通过版本配置工具 ( s c ms e r v e r ) 进行自动化的版本管理，包括软件资源的记录、保存、合并、权限控制 和追踪等功能。 目前，比较流行的版本控制工具有开源的s v n ( s u b v e r s i o n ) 、开源的c v s ( c o n c u r r e n t v e r s i