劉聰聰，杜 彬，任靜媛

（陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院，陜西 西安 710200）

在整個(gè)汽車行業(yè)的研發(fā)過程中，軟件正越來越多地取代硬件，以降低系統(tǒng)的成本，獲得更大的靈活性。這就意味著軟件在整個(gè)行業(yè)中的比重將越來越大，軟件代碼的品質(zhì)已經(jīng)成為整個(gè)產(chǎn)品品質(zhì)的重要衡量參數(shù)。那么在汽車行業(yè)軟件開發(fā)過程中，開發(fā)工程師與測(cè)試工程師需要根據(jù)需求不斷對(duì)軟件代碼迭代更新，相應(yīng)的軟件就需要進(jìn)行全功能測(cè)試，由此產(chǎn)生了大量的重復(fù)工作，這樣不僅效率低，而且會(huì)出現(xiàn)不可避免的人工操作失誤。因此，有必要引入一個(gè)自動(dòng)化可持續(xù)集成構(gòu)建的系統(tǒng)來解決這些問題。該系統(tǒng)只需要工程師將相應(yīng)的代碼上傳到指定位置，平臺(tái)會(huì)根據(jù)配置自動(dòng)調(diào)度工具自動(dòng)化測(cè)試，保證迭代變更后的軟件代碼在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題并解決，提升了工作效率與軟件代碼品質(zhì)，同時(shí)減少了后期維護(hù)成本。本文以汽車行業(yè)某軟件開發(fā)過程為例，闡述基于Jenkins的可持續(xù)集成自動(dòng)化構(gòu)建平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

1 可持續(xù)集成自動(dòng)化構(gòu)建系統(tǒng)概述

本文所述可持續(xù)集成自動(dòng)化構(gòu)建系統(tǒng)根據(jù)V流程，將現(xiàn)有工具基于Jenkins進(jìn)行資源整合，從檢出代碼、編譯構(gòu)建、運(yùn)行測(cè)試、結(jié)果記錄、郵件發(fā)送等都是自動(dòng)完成的，不用人工操作，實(shí)現(xiàn)了軟件閉環(huán)測(cè)試過程?；贘enkins平臺(tái)搭建的可持續(xù)集成自動(dòng)化構(gòu)建系統(tǒng)的工作流程如圖1所示。

圖1 可持續(xù)集成自動(dòng)化構(gòu)建系統(tǒng)的工作流程圖

1）開發(fā)工程師根據(jù)需求變更代碼并提交代碼于SVN；測(cè)試工程師根據(jù)需求編寫測(cè)試用例并提交于SVN；平臺(tái)用戶創(chuàng)建項(xiàng)目，配置平臺(tái)信息并上傳SVN。

2）根據(jù)用戶新建項(xiàng)目調(diào)整創(chuàng)建Jenkins任務(wù)設(shè)置。

3）用戶指定并創(chuàng)建Jenkins構(gòu)建過程。

4）SVN指定路徑變更/定時(shí)觸發(fā)Jenkins構(gòu)建。

5）自動(dòng)調(diào)用工具鏈執(zhí)行相應(yīng)的測(cè)試過程。

6）測(cè)試結(jié)果郵件發(fā)送給相關(guān)人員。

整個(gè)過程執(zhí)行一遍，工程師會(huì)接收到反饋郵件，并將發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)修改，若沒問題，則代碼保存在SVN供用戶使用。之后會(huì)按照變更觸發(fā)和定時(shí)觸發(fā)進(jìn)行多次回歸測(cè)試，直到達(dá)到定義的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為止。

Jenkins、SVN和執(zhí)行工具可以部署在專門的服務(wù)器上，這樣工程師在工作時(shí)不會(huì)受平臺(tái)運(yùn)行的影響。同時(shí)，平臺(tái)執(zhí)行時(shí)間可以設(shè)置，可以選擇非工作時(shí)間執(zhí)行，充分有效利用時(shí)間，提高效率。相比于傳統(tǒng)的人工手動(dòng)測(cè)試來說，這種模式下工程師只需要維護(hù)SVN中的代碼版本的迭代和測(cè)試用例的更新，不需要在版本迭代時(shí)人工處理各個(gè)節(jié)點(diǎn)的代碼更新、打包和運(yùn)行操作，整個(gè)過程都交給Jenkins統(tǒng)一控制，節(jié)約人力成本，開發(fā)人員能夠更好地聚焦在軟件邏輯以及測(cè)試用例的開發(fā)。

2 可持續(xù)集成自動(dòng)化構(gòu)建系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)并配置節(jié)點(diǎn)

對(duì)于規(guī)模較大的項(xiàng)目，可能需要多次變更與維護(hù)，代碼提交比較頻繁，測(cè)試項(xiàng)目較多，此時(shí)采用單節(jié)點(diǎn)測(cè)試壓力較大，從而采用多節(jié)點(diǎn)部署，相當(dāng)于增加Leader機(jī)制，即讓master來擔(dān)任Leader的角色，負(fù)責(zé)任務(wù)的調(diào)度與狀態(tài)收集、節(jié)點(diǎn)的管理等，把具體的構(gòu)建任務(wù)交由各節(jié)點(diǎn)完成。

如圖2所示，master是主節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)整體的調(diào)度部署；Test1_A、Test_B、Test_C、Test_D為工具鏈節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)輪詢構(gòu)建，不斷進(jìn)行回歸測(cè)試。

圖2 多節(jié)點(diǎn)列表

節(jié)點(diǎn)的配置如圖3所示，以編譯節(jié)點(diǎn)為例，其他節(jié)點(diǎn)類似?！癠sage”設(shè)置為“User this node as possible”，即盡可能使用此節(jié)點(diǎn)，“Launch method”設(shè)置為“Keep this agent online as much as possible”，即通過連接到主節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)代理。

圖3 配置節(jié)點(diǎn)

2.2 創(chuàng)建任務(wù)并配置任務(wù)

創(chuàng)建任務(wù)，以編譯一個(gè)子任務(wù)為例，如圖4所示，通過設(shè)置任務(wù)的屬性Restrict where this project can be run將任務(wù)與對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)匹配，通過配置Source Code Management項(xiàng)來獲取最新的源代碼，如源代碼使用SVN管理，這里選擇“Subversion Modules”，如圖5所示，在“Repository URL”錄入SVN倉(cāng)庫地址。

圖4 設(shè)置任務(wù)的屬性

圖5 配置源代碼獲取方式

通過配置“Build Triggers”項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)如何進(jìn)行觸發(fā)構(gòu)建。一般Jenkins的自動(dòng)構(gòu)建選擇以下兩種方式進(jìn)行觸發(fā)。一是采用Build periodically周期性構(gòu)建，它使用cron語法，包含5個(gè)字段（MINUTE HOUR DOM MONTH DOW），H 5 * * *表示每天早上5點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)構(gòu)建。二是對(duì)于像SVN要持續(xù)進(jìn)行檢測(cè)代碼庫是否存在更新及是否需要執(zhí)行一次變更構(gòu)建，則選擇Poll SCM選項(xiàng)，例如將其設(shè)置為H */2 * * *，即每隔2h進(jìn)行一次源碼變更檢查。如圖6、圖7所示。

圖6 Build periodically設(shè)置

圖7 Poll SCM設(shè)置

Jenkins提供了多種方式可進(jìn)行Build配置，其中，可調(diào)用外部命令和腳本。本例中，選擇執(zhí)行windows批處理命令，根據(jù)項(xiàng)目要求編寫相關(guān)命令，如圖8所示，通過調(diào)用Jar包實(shí)現(xiàn)代碼的預(yù)處理，再進(jìn)行文件的拷貝與執(zhí)行，以及實(shí)現(xiàn)文件的打包與存儲(chǔ)。

圖8 批處理命令舉例

在完成Build配置后，選擇“Post-build Actions”配置其他的選項(xiàng)，比如該子任務(wù)執(zhí)行結(jié)果需要發(fā)布存儲(chǔ)的SVN倉(cāng)庫配置和郵件反饋設(shè)置。郵件設(shè)置如圖9所示，添加收件人郵箱即可，當(dāng)構(gòu)建失敗、構(gòu)建過程不穩(wěn)定或恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)，將發(fā)送電子郵件。也可以添加指定的郵箱插件，例如網(wǎng)易郵箱等，指定發(fā)送/抄送用戶、制式郵件模板等，使得郵件標(biāo)準(zhǔn)易讀。

圖9 郵件配置

至此便實(shí)現(xiàn)了Jenkins項(xiàng)目的配置。其中SVN、企業(yè)郵箱等均是安裝的工具插件，成百上千的插件可以安裝在Jenkins主機(jī)上集成不同的構(gòu)建工具來適應(yīng)用戶的需求，增強(qiáng)Jenkins功能。

2.3 自動(dòng)構(gòu)建系統(tǒng)平臺(tái)化

章節(jié)2.1和2.2描述了搭建自動(dòng)化構(gòu)建系統(tǒng)的部分操作及配置，對(duì)于復(fù)雜的項(xiàng)目配置項(xiàng)更多，擁有可以與Jenkins相關(guān)聯(lián)的上位機(jī)能避免配置中的繁瑣過程，只需在平臺(tái)界面進(jìn)行配置并提交于Jenkins即可，便于使用和維護(hù)。該上位機(jī)可使用JAVA語言開發(fā)，平臺(tái)接口根據(jù)需求進(jìn)行擴(kuò)展。在程序主體框架搭建好的情況下，每次集成工具通過創(chuàng)建插件項(xiàng)目、添加主框架、添加擴(kuò)展點(diǎn)、根據(jù)擴(kuò)展點(diǎn)接口創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的類進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)方式與編程習(xí)慣有關(guān)，通常需要3個(gè)類，一是負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)測(cè)試工具的集成頁面，二是實(shí)現(xiàn)頁面數(shù)據(jù)的保存和加載，三是負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)測(cè)試工具的集成調(diào)用。

3 測(cè)試驗(yàn)證

本文的實(shí)施環(huán)境由搭建Jenkins主節(jié)點(diǎn)和SVN的服務(wù)器1臺(tái)和2臺(tái)分別運(yùn)行工具和開發(fā)測(cè)試的服務(wù)器組成。配置平臺(tái)周期構(gòu)建時(shí)間為早上5點(diǎn)，定時(shí)觸發(fā)構(gòu)建根據(jù)Jenkins監(jiān)控SVN倉(cāng)庫的更新情況而定，每2min檢測(cè)一次，如有變化則對(duì)最新的代碼進(jìn)行自動(dòng)化構(gòu)建。

圖10為編譯構(gòu)建完成的截圖，可以看出編譯任務(wù)PrjTest_Compiler_OnTime每天上午5∶12進(jìn)行構(gòu)建；對(duì)于每天非周期構(gòu)建時(shí)間，編譯任務(wù)PrjTest_Compiler_Update 會(huì)根據(jù)Jenkins檢測(cè)SVN的情況作出響應(yīng)，如圖10、11所示，3月19日除了5∶12周期性執(zhí)行過，還在下午12∶3進(jìn)行了執(zhí)行，這樣既保證了構(gòu)建的完整性，又避免了不停回歸測(cè)試引起的資源浪費(fèi)。測(cè)試結(jié)果以郵件的形式進(jìn)行反饋，如圖12所示。

圖10 周期編譯構(gòu)建截圖

圖11 事件觸發(fā)編譯構(gòu)建截圖

圖12 測(cè)試結(jié)果郵件反饋截圖

以實(shí)際某項(xiàng)目為例，分別采用手動(dòng)測(cè)試和使用可持續(xù)集成平臺(tái)測(cè)試，表1列舉出該項(xiàng)目執(zhí)行一遍兩種方法的相關(guān)內(nèi)容對(duì)比。

由表1可知，該項(xiàng)目4個(gè)測(cè)試項(xiàng)執(zhí)行一遍至少需要3h，失誤率在10%，自動(dòng)化測(cè)試耗時(shí)只花費(fèi)在平臺(tái)的配置上，執(zhí)行時(shí)間在非工作時(shí)間且失誤率低。通過對(duì)比可知自動(dòng)化測(cè)試所耗時(shí)間僅為人工測(cè)試的1/6。在多輪測(cè)試時(shí)，配置好的平臺(tái)不需要額外耗時(shí)，平臺(tái)會(huì)按照配置的時(shí)間執(zhí)行即可，同一項(xiàng)目執(zhí)行周期越長(zhǎng)，越能體現(xiàn)自動(dòng)化構(gòu)建的優(yōu)勢(shì)。由此可知，自動(dòng)化構(gòu)建系統(tǒng)不僅能降低人工帶來的失誤率，且大大提高了工作效率。

表1 某項(xiàng)目手動(dòng)測(cè)試與自動(dòng)化測(cè)試效果對(duì)比

4 總結(jié)

本文基于Jenkins設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)集成自動(dòng)化構(gòu)建系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目中，與傳統(tǒng)方法對(duì)比可知，可持續(xù)集成平臺(tái)通過自動(dòng)化構(gòu)建、自動(dòng)化測(cè)試以及自動(dòng)化部署與反饋的方式實(shí)現(xiàn)軟件的閉環(huán)測(cè)試，以插件式的方式集成工具使得測(cè)試過程更完整，再搭配變更/定時(shí)的觸發(fā)方式輪詢構(gòu)建保證了開發(fā)系統(tǒng)中的問題能迅速被發(fā)現(xiàn)和修復(fù)，使得開發(fā)過程始終保持在一個(gè)穩(wěn)定健康的狀態(tài)。這樣，既滿足了敏捷開發(fā)的需要，又有效提高了開發(fā)效率。