Was ist CI/CD?

CI/CD fällt unter DevOps (die Zusammenarbeit von Entwicklungs- und Betriebsteams) und kombiniert die Praktiken der kontinuierlichen Integration und der kontinuierlichen Lieferung. CI/CD automatisiert einen Großteil oder die gesamte manuelle Arbeit, die traditionell nötig ist, um neuen Code von einer Commit-Phase in die Produktion zu überführen. Dies umfasst die Build-, Test- (einschließlich Integrationstests, Unit-Tests und Regressionstests) und Bereitstellungsphasen sowie die Bereitstellung der Infrastruktur. Mit einer CI/CD-Pipeline können Entwicklungsteams Änderungen am Code vornehmen, die dann automatisch getestet und zur Lieferung und Bereitstellung weitergeleitet werden. Wenn du CI/CD richtig einsetzt, werden Ausfallzeiten minimiert und der Code wird schneller veröffentlicht.

In der heutigen schnelllebigen Technologielandschaft sind kontinuierliche Integration und kontinuierliche Lieferung (Continuous Integration and Continuous Delivery, CI/CD) mehr als nur Schlagworte – sie sind eine wichtige Grundlage für einen modernen Softwareentwicklungsprozess.

CI/CD ist entscheidend, denn es automatisiert den Softwareentwicklungsprozess von der Programmierung bis zur Bereitstellung. Dank dieser Automatisierung können Teams neue Funktionen und Bugfixes schneller und häufiger veröffentlichen und so die Reaktionsgeschwindigkeit des Produkts auf die Bedürfnisse der Benutzer(innen) erhöhen. Durch die kontinuierliche Integration und Bereitstellung werden Fehler früher erkannt, was die Ausfallzeiten reduziert und die Softwarequalität verbessert.

CI/CD ermöglicht auch schnellere Feedbackschleifen mit den Stakeholdern und stellt sicher, dass das Endprodukt genau den Erwartungen der Benutzer(innen) entspricht. Insgesamt ist es eine grundlegende Praxis für jedes Team, das eine schnelle und hochwertige Softwareentwicklung anstrebt.

Unter kontinuierlicher Integration versteht man die Praxis, alle Codeänderungen frühzeitig und häufig in den main-Branch eines gemeinsamen Quellcode-Repositorys zu integrieren, jede Änderung automatisch zu testen, wenn du sie überträgst oder zusammenführst, und automatisch einen Build zu starten. Mit kontinuierlicher Integration können Fehler und Sicherheitsprobleme leichter und viel früher im Entwicklungsprozess erkannt und behoben werden.

Indem du Änderungen häufig zusammenführst und automatische Test- und Validierungsprozesse auslöst, minimierst du die Möglichkeit von Codekonflikten, selbst wenn mehrere Entwickler(innen) an der gleichen Anwendung arbeiten. Ein weiterer Vorteil ist, dass du nicht lange auf Antworten warten musst und bei Bedarf Fehler und Sicherheitsprobleme beheben kannst, während das Thema noch frisch in deinem Kopf ist.

Gängige Verfahren zur Codevalidierung beginnen mit einer statischen Codeanalyse, die die Qualität des Codes prüft. Nachdem der Code die statischen Tests bestanden hat, paketieren und kompilieren automatisierte CI-Routinen den Code für weitere automatisierte Tests. CI-Prozesse sollten ein Versionskontrollsystem haben, das Änderungen verfolgt, damit du die Version des verwendeten Codes kennst.

Die kontinuierliche Lieferung (Continuous Delivery) ist eine Praxis der Softwareentwicklung, die in Verbindung mit KI zur Automatisierung der Infrastrukturbereitstellung und der Anwendungsfreigabe dient.

Sobald der Code getestet und im CI-Prozess erstellt wurde, übernimmt CD in den letzten Phasen, um sicherzustellen, dass die Code-Pakete alles enthalten, was für eine Bereitstellung in jeder beliebigen Umgebung und zu jeder Zeit benötigt wird. CD kann alles umfassen, von der Bereitstellung der Infrastruktur bis zur Bereitstellung der Anwendung in der Test- oder Produktivumgebung.

Mit CD wird die Software so erstellt, dass sie jederzeit für die Produktion bereitgestellt werden kann. Dann kannst du die Bereitstellungen manuell auslösen oder zur kontinuierlichen Bereitstellung übergehen, bei der die Bereitstellung ebenfalls automatisiert wird.

Die kontinuierliche Bereitstellung ermöglicht es Unternehmen, ihre Anwendungen automatisch bereitzustellen, ohne dass ein menschliches Eingreifen erforderlich ist. Bei der kontinuierlichen Bereitstellung legen DevOps-Teams die Kriterien für die Codefreigabe im Voraus fest. Wenn diese Kriterien erfüllt und validiert sind, wird der Code in der Produktivumgebung bereitgestellt. So können Unternehmen flexibler sein und neue Funktionen schneller zu den Benutzer(innen) bringen.

Während du kontinuierliche Integration auch ohne kontinuierliche Lieferung oder Bereitstellung durchführen kannst, ist die kontinuierliche Bereitstellung nur möglich, wenn du bereits über kontinuierliche Integration verfügst. Das liegt daran, dass es extrem schwierig wäre, jederzeit für die Produktion bereitzustellen, wenn du keine CI-Grundlagen wie die Integration des Codes in ein gemeinsames Repository, die Automatisierung von Tests und Builds und die tägliche Durchführung in kleinen Batches praktizierst.

Eine CI/CD-Pipeline ist ein automatisierter Prozess, der von Softwareentwicklungsteams genutzt wird, um die Erstellung, das Testen und die Bereitstellung von Anwendungen zu optimieren. „CI“ steht für „Continuous Integration“. Dabei führen Entwickler(innen) Codeänderungen häufig in einem zentralen Repository zusammen, um Probleme frühzeitig zu erkennen. „CD“ steht für „Continuous Deployment“ oder „Continuous Delivery“. Damit wird die Freigabe der Anwendung für die vorgesehene Umgebung automatisiert und sichergestellt, dass sie den Benutzer(inne)n sofort zur Verfügung steht. Diese Pipeline ist wichtig für Teams, die die Softwarequalität verbessern und die Bereitstellung durch regelmäßige, zuverlässige Updates beschleunigen wollen.

Durch die Integration einer CI/CD-Pipeline in deinen Workflow wird das Risiko von Fehlern bei der Bereitstellung erheblich reduziert. Die Automatisierung von Builds und Tests stellt sicher, dass Fehler frühzeitig erkannt und umgehend behoben werden, damit die Qualität der Software erhalten bleibt.

Was ist mit kontinuierlichem Testen gemeint?

Kontinuierliches Testen ist ein Verfahren zum Testen von Software, bei dem kontinuierlich Tests durchgeführt werden, um Fehler zu identifizieren, sobald sie in die Codebase aufgenommen werden. In einer CI/CD-Pipeline werden die kontinuierlichen Tests in der Regel automatisch durchgeführt, wobei jede Codeänderung eine Reihe von Tests auslöst, um sicherzustellen, dass die Anwendung weiterhin wie erwartet funktioniert. Dies kann dazu beitragen, Probleme frühzeitig im Entwicklungsprozess zu erkennen und zu verhindern, dass sie später schwieriger und kostspieliger zu beheben sind. Kontinuierliche Tests können den Entwickler(inne)n auch wertvolles Feedback über die Qualität ihres Codes geben und sie dabei unterstützen, mögliche Probleme zu erkennen und zu beheben, bevor sie für die Produktion freigegeben werden.

Beim kontinuierlichen Testen werden verschiedene Arten von Tests innerhalb der CI/CD-Pipeline durchgeführt. Dazu können gehören:

• Unit-Tests – prüfen, ob einzelne Code-Einheiten wie erwartet funktionieren
• Integrationstests – hier wird überprüft, wie verschiedene Module oder Dienste innerhalb einer Anwendung zusammenarbeiten
• Regressionstests – diese werden durchgeführt, nachdem ein Fehler behoben wurde, um sicherzustellen, dass ein bestimmter Fehler nicht mehr auftritt

Es gibt acht grundlegende Elemente von CI/CD, die dazu beitragen, die maximale Effizienz deines Entwicklungslebenszyklus zu gewährleisten. Sie umfassen Entwicklung und Bereitstellung. Integriere diese Grundlagen in deine Pipeline, um deinen DevOps-Workflow und die Softwarebereitstellung zu verbessern:

1. Ein einziges Quellcode-Repository
   Die Quellcodeverwaltung (SCM), die alle notwendigen Dateien und Skripte für die Erstellung von Builds enthält, ist entscheidend. Das Repository sollte alles enthalten, was für den Build benötigt wird. Dazu gehören Quellcode, Datenbankstruktur, Bibliotheken, Eigenschaftsdateien und Versionskontrolle. Es sollte auch Testskripte und Skripte für die Erstellung von Anwendungen enthalten.

2. Häufiges Einchecken in den Main-Branch
   Integriere Code frühzeitig und oft in deinen Trunk-, Mainline- oder Master-Branch; dieses Prinzip nennt sich Trunk-basierte Entwicklung. Vermeide weiter verzweigte Branches und arbeite nur mit dem Main-Branch. Verwende kleine Codesegmente und füge sie so oft wie möglich wieder in den Branch ein. Führe nicht mehr als eine Änderung auf einmal zusammen.

3. Automatisierte Builds
   Skripte sollten alles enthalten, was du brauchst, um deinen Code mit einem einzigen Befehl auszuführen. Dazu gehören Webserverdateien, Datenbankskripte und Anwendungssoftware. Die CI-Prozesse sollten den Code automatisch paketieren und zu einer brauchbaren Anwendung kompilieren.

4. **Selbsttestende Builds **
   CI/CD erfordert kontinuierliches Testen. Testskripte sollten sicherstellen, dass das Scheitern eines Tests zu einem fehlgeschlagenen Build führt. Verwende statische Pre-Build-Testskripte, um den Code auf Integrität, Qualität und Sicherheitskonformität zu prüfen. Lasse nur Code zum Build zu, der statische Tests besteht.

5. Häufige Iterationen
   Mehrere Commits an das Repository führen dazu, dass sich weniger Konflikte verbergen können. Nimm lieber kleine, häufige Iterationen als große Änderungen vor. Auf diese Weise ist es möglich, Änderungen einfach wieder rückgängig zu machen, wenn es ein Problem oder einen Konflikt gibt.

6. Stabile Testumgebungen
   Der Code sollte in einer geklonten Version der Produktivumgebung getestet werden. Du kannst neuen Code nicht in der Live-Produktionsversion testen. Erstelle eine geklonte Umgebung, die so nah wie möglich an die echte Umgebung herankommt. Verwende rigorose Testskripte, um Fehler zu entdecken und zu identifizieren, die bei den ersten Tests vor der Erstellung übersehen wurden.

7. Maximale Sichtbarkeit
   Jede(r) Entwickler(in) sollte die Möglichkeit haben, auf die neuesten ausführbaren Dateien zuzugreifen und alle Änderungen am Repository zu sehen. Die Informationen im Repository sollten für alle sichtbar sein. Verwende die Versionskontrolle, um Übergaben zu verwalten, damit die Entwickler(innen) wissen, welche Version die neueste ist. Maximale Sichtbarkeit bedeutet, dass jeder den Fortschritt überwachen und mögliche Probleme erkennen kann.

8. Jederzeit vorhersehbare Bereitstellungen
   Die Bereitstellung sollte so routinemäßig und risikoarm sein, dass das Team sie jederzeit problemlos durchführen kann. Die CI/CD-Test- und Verifizierungsprozesse sollten rigoros und zuverlässig sein, damit das Team jederzeit Updates bereitstellen kann. Häufige Bereitstellungen mit geringen Änderungen bergen auch geringere Risiken und können leicht rückgängig gemacht werden.

Unternehmen und Organisationen, die CI/CD einführen, bemerken in der Regel eine Menge positiver Veränderungen. Hier sind einige der Vorteile, die du bei der Einführung von CI/CD erwarten kannst:

• Zufriedenere Benutzer(innen) und Kund(inn)en: Weniger Bugs und Fehler gelangen in die Produktion, sodass deine Benutzer(innen) und Kund(inn)en ein besseres Erlebnis haben. Dies führt zu einer höheren Kundenzufriedenheit, einem größeren Kundenvertrauen und einem besseren Ruf für dein Unternehmen.

• Beschleunigte Amortisation: Wenn du jederzeit eine Bereitstellung vornehmen kannst, kannst du Produkte und neue Funktionen schneller auf den Markt bringen. Deine Entwicklungskosten sind niedriger, und durch die schnellere Abwicklung hat dein Team mehr Zeit für andere Aufgaben. Die Kund(inn)en erhalten schneller Ergebnisse, was deinem Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil verschafft.

• Weniger Notfälle: Wenn du den Code häufiger, in kleineren Batches und früher im Entwicklungszyklus testest, kannst du die Anzahl der Vorfallsimulationen erheblich reduzieren. Dies führt zu einem reibungsloseren Entwicklungszyklus und weniger Stress für das Team. Die Ergebnisse sind vorhersehbarer und es ist einfacher, Fehler zu finden und zu beheben.

• Zuverlässigeres Einhalten von Terminen: Wenn Engpässe bei der Bereitstellung beseitigt werden und die Bereitstellung vorhersehbar wird, kann ein großer Teil der Ungewissheit über das Einhalten von wichtigen Terminen beseitigt werden. Wenn du die Arbeit in kleinere, überschaubare Häppchen aufteilst, ist es einfacher, jede Phase rechtzeitig abzuschließen und den Fortschritt zu verfolgen. Auf diese Weise hast du genügend Zeit, um den Gesamtfortschritt zu überwachen und die Fristen für die Fertigstellung genauer zu bestimmen.

• Entlastung der Entwickler(innen): Da ein Großteil des Bereitstellungsprozesses automatisiert ist, hat das Team mehr Zeit für wichtigere Projekte. Schätzungen zufolge verbringen Entwickler(innen) zwischen 35 % und 50 % ihrer Zeit mit dem Testen, Validieren und Debuggen von Code. Die Automatisierung dieser Prozesse verbessert die Entwicklererfahrung und steigert ihre Produktivität erheblich.

• Weniger Kontextwechsel: Durch Echtzeit-Feedback zu ihrem Code können Entwickler(innen) sich leichter auf eine Sache konzentrieren und ihre kognitive Belastung minimieren. Durch die Arbeit mit kleinen Codeabschnitten, die automatisch getestet werden, können Entwickler(innen) den Code schnell debuggen, während sie gedanklich noch beim Programmieren sind. Es ist einfacher, Fehler zu finden, weil weniger Code überprüft werden muss.

• Burnout reduzieren: Untersuchungen zeigen, dass CD die Belastung bei der Bereitstellung und den Burnout im Team messbar reduziert. Entwickler(innen) sind bei der Arbeit mit CI/CD-Prozessen weniger frustriert und fühlen sich weniger unter Druck. So sind sie zufriedener und gesünder und leiden weniger an Burnout.

• Schnellere Wiederherstellung: CI/CD erleichtert die Behebung von Problemen und die Wiederherstellung nach Vorfällen, wodurch die Zeit bis zur Lösung (MTTR) verkürzt wird. Bei kontinuierlichen Bereitstellungsmethoden gibt es häufige, kleine Software-Updates. Wenn Fehler auftreten, ist es also einfacher, sie zu finden. Entwickler(innen) können Programmierfehler schnell beheben oder zu einer früheren Version zurückkehren, damit der Kunde oder die Kundin schnell weiterarbeiten kann.

CI/CD ist ein Eckpfeiler des DevOps-Frameworks. Es überbrückt die Lücke zwischen Entwicklung (Dev) und Betrieb (Ops) durch Automatisierung und kontinuierliche Prozesse. CI/CD ermöglicht durch die Automatisierung der Build-, Test- und Bereitstellungsphasen schnelle, zuverlässige Softwarereleases. Damit entspricht es genau den Zielen von DevOps, die Zusammenarbeit, Effizienz und Produktqualität zu verbessern.

Als unverzichtbarer Bestandteil von DevOps und moderner Softwareentwicklung nutzt CI/CD eine speziell entwickelte Plattform, um die Produktivität zu optimieren, die Effizienz zu steigern und Workflows durch Automatisierung, Tests und Zusammenarbeit zu optimieren. Das ist besonders vorteilhaft, wenn Anwendungen skaliert werden, und trägt dazu bei, die Komplexität der Entwicklung zu vereinfachen. Durch die Integration von CI/CD in andere DevOps-Methoden – wie die Verbesserung von Sicherheitsmaßnahmen zu Beginn des Entwicklungsprozesses und die Verschärfung von Feedbackschleifen – können Unternehmen Entwicklungssilos überwinden, den Betrieb sicher skalieren und die Vorteile von CI/CD maximieren.

Diese Integration sorgt dafür, dass Entwicklungs-, Sicherheits- und Betriebsteams besser zusammenarbeiten können und der Lebenszyklus der Softwareentwicklung optimiert wird. Es fördert auch eine Kultur der kontinuierlichen Verbesserung.

Um alle erforderlichen Grundlagen für vollständiges CI/CD zu erfüllen, sind viele CI-Plattformen auf die Integration mit anderen Tools angewiesen. Viele Unternehmen müssen kostspielige und komplizierte Toolchains unterhalten, um vollständige CI/CD-Funktionen zu erhalten. Dies bedeutet oft, dass sie ein separates SCM-System wie Bitbucket oder GitHub unterhalten und eine Verbindung zu einem separaten Testtool herstellen, das eine Verbindung zu ihrem CI-Tool herstellt, das eine Verbindung zu einem Bereitstellungstool wie Chef oder Puppet herstellt, das wiederum eine Verbindung zu verschiedenen Sicherheits- und Überwachungstools herstellt.

Anstatt sich nur auf das Erstellen großartiger Software zu konzentrieren, müssen Unternehmen auch noch eine komplizierte Toolchain pflegen und verwalten. GitLab ist eine einzige Anwendung für den gesamten DevSecOps-Lebenszyklus – wir erfüllen also alle Grundlagen für CI/CD in einer Umgebung.