Jatkuva integraatio on käytäntö, jossa kehittäjät yhdistävät koodimuutoksensa yhteiseen repositorioon usein, jopa useita kertoja päivässä. Jokainen yhdistäminen (commit/push) käynnistää automaattisen prosessin.

CI:n prosessi

1. Koodin yhdistäminen - Kehittäjä pushaa muutokset Git-repositorioon
2. Laukaiseminen - CI-palvelin havaitsee muutoksen ja käynnistää CI-putken
3. Koodin haku - CI-palvelin hakee uusimman koodin repositoriosta
4. Riippuvuuksien asennus - Asennetaan tarvittavat kirjastot ja riippuvuudet
5. Kääntäminen - Koodi käännetään (jos kieli vaatii kääntämistä)
6. Testien ajo - Suoritetaan yksikkötestit, integraatiotestit
7. Koodin laadun tarkistus - Linter, koodin analyysi, kattavuus
8. Palaute - Tiimi saa välittömän palautteen (sähköposti, Slack, jne.)

CI:n hyödyt

• Integraatio-ongelmat havaitaan välittömästi
• Virheet korjataan nopeasti, kun ne ovat vielä pieniä
• Koodi pysyy aina toimivassa tilassa
• Tiimi saa jatkuvaa palautetta
• Vähentää "toimii minun koneellani" -ongelmia
• Dokumentoi rakentamisprosessin

Tyypilliset CI-testit

• Yksikkötestit - Testaavat yksittäisiä funktioita/metodeja
• Integraatiotestit - Testaavat komponenttien yhteistoimintaa
• Staattinen analyysi - Koodin laadun ja turvallisuuden tarkistus
• Testikattavuus - Mittaa kuinka suuri osa koodista on testattu

Jatkuva toimitus laajentaa CI:tä niin, että ohjelmisto on aina valmiina julkaistavaksi tuotantoon. Jokainen muutos, joka läpäisee CI-vaiheen, viedään automaattisesti testausympäristöön ja on valmis käyttöönottoon tuotannossa.

CD:n prosessi

CI-vaiheen jälkeen:

1. Artefaktin luonti - Luodaan käyttöönottopaketti (Docker-image, WAR, JAR, zip, jne.)
2. Käyttöönotto testiympäristöön - Automaattinen käyttöönotto staging-ympäristöön
3. Automaattiset testit - E2E-testit, käytettävyystestit, suorituskykytestit
4. Manuaalinen hyväksyntä (valinnainen) - Ihminen päättää viedäänkö tuotantoon
5. Käyttöönotto tuotantoon - Ohjelmisto viedään tuotantoympäristöön

Continuous Delivery vs. Continuous Deployment

• Continuous Delivery - Ohjelmisto on aina valmis julkaistavaksi, mutta tuotantoon vienti vaatii manuaalisen hyväksynnän
• Continuous Deployment - Jokainen muutos viedään automaattisesti tuotantoon ilman manuaalista hyväksyntää (jos testit läpäistään)

CI/CD-putki on automatisoitu prosessi, joka vie koodin kehittäjän koneelta tuotantoon:

Koodi → Rakennus → Testaus → Staging → E2E-testit → Tuotanto → Seuranta

Putken vaiheet

1. Lähdekoodin hallinta (Source Control)

Kaikki alkaa versionhallinnasta (Git). Kehittäjät tekevät muutoksia omissa haaroissaan ja yhdistävät ne pääkoodiin.

2. Rakentaminen (Build)

CI-palvelin rakentaa ohjelmiston: riippuvuuksien lataus, koodin kääntäminen, resurssien pakkaaminen ja julkaisupaketin luonti.

3. Testaus (Test)

Automaattiset testit: yksikkötestit, integraatiotestit, staattinen analyysi ja turvallisuusskannaus.

4. Käyttöönotto testiympäristöön (Staging)

Ohjelmisto viedään staging-ympäristöön, joka muistuttaa tuotantoympäristöä.

5. Integraatiotestit ja E2E-testit

Staging-ympäristössä ajetaan end-to-end-, suorituskyky- ja käytettävyystestit sekä valinnaiset manuaaliset testit.

6. Käyttöönotto tuotantoon (Production)

Jos kaikki testit läpäistään, ohjelmisto viedään tuotantoympäristöön.

7. Seuranta (Monitoring)

Tuotannossa olevaa ohjelmistoa seurataan jatkuvasti: virheet, suorituskyky, käyttäjäkokemus ja liiketoimintametriikat.

CI/CD-putkien toteuttamiseen on saatavilla lukuisia työkaluja:

CI/CD-palvelimet

• Jenkins - Avoimen lähdekoodin, laajimmin käytetty CI/CD-työkalu
• GitLab CI/CD - Integroitu GitLabiin, YAML-konfiguraatio
• GitHub Actions - GitHubin CI/CD-ratkaisu
• CircleCI - Pilvipohjainen CI/CD
• Travis CI - Suosittu avoimen lähdekoodin projekteille
• Azure DevOps - Microsoftin kattava DevOps-alusta
• TeamCity - JetBrainsin CI/CD-työkalu
• Bamboo - Atlassianin CI/CD-työkalu

Kontittaminen

• Docker - Sovellusten paketointi kontteihin
• Kubernetes - Konttien orkestrointi ja hallinta

Ohjelmistopakettien hallinta

• Nexus - Ohjelmistopakettien säilytys
• Artifactory - JFrogin ohjelmistopakettien hallinta
• Docker Hub / Registry - Docker-kuvien tallennuspaikka

GitHub Actions esimerkki

GitHub Actions käyttää YAML-tiedostoa (.github/workflows/ci.yml):

name: CI/CD Pipeline

on:
  push:
    branches: [ main ]
  pull_request:
    branches: [ main ]

jobs:
  build-and-test:
    runs-on: ubuntu-latest

    steps:
    - uses: actions/checkout@v3

    - name: Set up Node.js
      uses: actions/setup-node@v3
      with:
        node-version: '18'

    - name: Install dependencies
      run: npm install

    - name: Run tests
      run: npm test

    - name: Build
      run: npm run build

• Pidä putki nopeana - CI-putken pitäisi valmistua alle 10 minuutissa
• Testaa aikaisin ja usein - Mitä aiemmin virhe havaitaan, sitä halvempi se on korjata
• Käytä välimuistia - Välimuistita riippuvuudet nopeuttaaksesi rakentamista
• Rinnakkaista - Aja testit rinnakkain nopeuttaaksesi prosessia
• Epäonnistuminen = lopetus - Jos jokin vaihe epäonnistuu, lopeta putki
• Konfiguraatio koodina - CI/CD-konfiguraatio versionhallinnassa
• Identtiset ympäristöt - Kehitys-, testi- ja tuotantoympäristöt mahdollisimman samanlaiset
• Automaattinen palautus - Jos käyttöönotto epäonnistuu, palaudu automaattisesti edelliseen versioon
• Kattava seuranta - Seuraa putken suorituskykyä ja onnistumisprosenttia

• Alkuinvestointi - CI/CD-putken rakentaminen vie aikaa
• Ylläpito - Putki vaatii jatkuvaa ylläpitoa ja päivityksiä
• Testien laatu - Huonot testit johtavat turhiin epäonnistumisiin tai päästävät virheet läpi
• Hitaus - Hidas putki hidastaa kehitystä
• Monimutkaisuus - Monimutkainen putki on vaikea ymmärtää ja debugata
• Turvallisuus - Salaisuuksien (credentials) turvallinen hallinta