Tích hợp liên tục

Trong kỹ thuật phần mềm, Tích hợp liên tục (CI - Continuous Integration) là việc trộn (merge) và biên dịch (build hoặc compile) tất cả các phiên bản (revision) mã nguồn làm việc của các lập trình viên trên một bản chính (mainline hoặc master) mỗi ngày. Grady Booch lần đầu tiên đặt tên và đề nghị về CI năm 1991,^[1] mặc dù ông không ủng hộ việc tích hợp nhiều lần một ngày. Nói một cách đơn giản, mã nguồn của dự án phần mềm cần được tích hợp lại vào một nhánh chính và chạy các lệnh build, kiểm thử,... ít nhất một lần mỗi ngày.

Lập trình cực hạn (XP) thông qua các khái niệm của CI đã ủng hộ việc tích hợp nhiều hơn một lần mỗi ngày - có lẽ nhiều hơn hàng chục lần mỗi ngày.

Lịch sử

Vào năm 1994, Grady Booch dùng cụm từ tích hợp liên tục trong sách của mình. Trong năm 1997, Kent Beck và Ron Jeffries phát minh lập trình XP có bao gồm cả tích hợp liên tục.^[2] Beck công bố về tích hợp liên tục năm 1998, nhấn mạnh tầm quan trọng của giao tiếp mặt-đối-mặt.^[3] Trong năm 1999, Beck xây dựng cuốn sách đầy đủ hơn cho lập trình XP.^[4] Phần mềm CruiseControl được phát hành vào năm 2001.

Cơ sở hình thành

Mục tiêu chính của CI là để ngăn chặn những vấn đề, được gọi là "địa ngục tích hợp" trong phần đầu mô tả của lập trình XP. CI không được chấp nhận là một sự cải tiến của việc Thường xuyên tích hợp, vì vậy cần phân biệt giữa hai phương pháp này, tùy theo sự bất đồng về triết lý của mỗi người.^{[cần dẫn nguồn]}

Trong lập trình XP, CI đã được thiết kế để được sử dụng kết hợp với kiểm thử đơn vị, viết thông qua các hoạt động của Phát triển theo hướng kiểm thử (Test-driven development). Ban đầu, điều này nghĩa là chạy tất cả các kiểm thử đơn vị trên máy của nhà phát triển phần mềm trước khi đệ trình (commit) lên nhánh mainline. Điều này sẽ giúp tránh việc một nhà phát triển phá vỡ công việc của một nhà phát triển khác. Nếu cần thiết, một phần tính năng hoàn toàn có thể được vô hiệu hóa trước khi đệ trình, như sử dụng tính năng toggles.

Luồng làm việc

Khi bắt tay làm việc, một nhà phát triển phần mềm sẽ lấy một bản sao của mã nguồn hiện tại để làm việc. Và sau đó, các nhà phát triển khác gửi mã nguồn đã thay đổi lên kho mã nguồn (repository) khiến cho bản sao ban đầu không còn cập nhật. Xung đột sẽ xảy ra khi nhà phát triển gửi bản sửa đổi của mình lên lại kho mã nguồn.

Một nhánh mã nguồn càng phát triển lâu càng dễ phát sinh xung đột khi các nhà phát triển tích hợp mã nguồn của mình trở lại kho mã nguồn. Đầu tiên họ phải tải lại các thay đổi của kho mã nguồn để trộn với các thay đổi của mình. Sau khi giải quyết xung đột, họ mới có thể gửi mã nguồn đó lên lại kho.

Tích hợp liên tục CI đòi hỏi tất cả các nhà phát triển phải tích hợp mã nguồn của mình lên kho mỗi ngày. Do đó, nó phần nào hạn chế các khó khăn khi trộn cách thay đổi với nhau.

Một bổ sung khác của CI là trước khi gửi mã nguồn lên kho, mỗi lập trình viên phải chạy tất cả các kiểm thử đơn vị. Kiểm thử tích hợp thường chạy tự động trên một máy chủ CI khi nó phát hiện một đệ trình (commit) mới.

Các bài thực hành

Một số nguyên tắc của Tích hợp liên tục.

Duy trì một kho mã nguồn

Các dự án phần mềm nên có một kho lưu trữ mã nguồn. Có thể dùng các phần mềm quản lý mã nguồn như Git, Subversion,...

Tự động hoá việc build phần mềm

Việc build dự án phần mềm cần được tự động hóa khi có sự thay đổi trong mã nguồn. Việc này có thể làm dựa trên các cơ chế hook của phần mềm quản lý mã nguồn hoặc dựa theo thời gian.

Làm cho việc build tự chạy kiểm thử

Sau khi mã nguồn đã được build, nó cần được chạy các kiểm thử đơn vị.

Tất cả mọi người gửi mã nguồn lên nhánh chính mỗi ngày

Gửi mã nguồn thường xuyên lên kho sẽ giúp phát hiện các xung đột nhanh chóng, hạn chế khó khăn khi trộn các phiên bản với nhau.

Mọi thay đổi mã nguồn (trên nhánh chính) cần được build

Tất cả các thay đổi về mã nguồn cần được build để đảm bảo khả năng tích hợp của thay đổi đó.

Giữ việc build diễn ra nhanh

Việc build diễn ra nhanh giúp phát hiện vấn đề nhanh khi tích hợp.

Kiểm thử trên một bản sao của môi trường production

Môi trường production có thể có nhiều khác biệt với môi trường kiểm thử, cần phải kiểm thử trên một bản sao của môi trường production để đảm bảo phần mềm hoạt động đúng.

Dễ dàng lấy được phiên bản build mới nhất

Các build cần dễ tiếp cho các bên liên quan để giảm thiểu thời gian cài đặt.

Tất cả mọi người có thể thấy kết quả build mới nhất

Dễ biết nguyên nhân build lỗi.

Triển khai tự động

Đa số hệ thống CI cho phép viết mã để triển khai phần mềm tự động sau khi build xong.^[5]^[6]

Chi phí và lợi ích

CI có các lợi ích:

Phát hiện sớm lỗi tích hợp, tiết kiệm thời gian và tiền bạc của dự án khi sửa lỗi.
Hạn chế lỗi khi sắp đến ngày bàn giao sản phẩm
Nhà phát tiển giảm thời gian sửa lỗi khi phát hiện lỗi lúc chạy kiểm thử đơn vị do họ thường xuyên chạy chúng. Các lỗi sẽ nhỏ hơn do đó tiết kiêm thời gian sửa chữa.
Luôn có được một sản phẩm có thể chạy hoặc demo cho khách hàng

Phần mềm phục vụ CI

Bảng sau đây liệt kê một số phần mềm phổ biến phục vụ triển khai Tích hợp liên tục. Những phần mềm thông dụng trong CI là Jenkins, Travis-CI, TeamCity, Bamboo,...

Tên	Nền tảng	Giấy phép	Hỗ trợ: Windows	Hỗ trợ: Java	Hỗ trợ: khác	Thông báo	Tích hợp và công cụ biên tập	Tích hợp khác
AnthillPro	Cross-platform	Độc quyền	MSBuild, NAnt, Visual Studio	Ant, Maven 1-2-3	Shell script, batch script, cross-platform command-line, Groovy, Make, RTC Jazz, TFS Build, Custom Script Interpreter	Email, XMPP-Jabber, RSS, Systray	Eclipse, Visual Studio	Many
Apache Continuum	JDK, web container	Apache 2.0	Không biết	Maven 1-2-3	Shell script^[7]	Mail, Jabber and Google Talk, MSN, IRC, report deployment with wagon	Không biết	Không biết
Apache Gump	Python	Apache 2.0	Không biết	Ant, Maven 1	Không biết	Email	Không biết	Không biết
AppVeyor	Hosted	Độc quyền	Visual Studio, MSBuild, Psake	Không	Custom Script, PowerShell	Email, HipChat, Slack, Catlight	Không	GitHub, Bitbucket, Kiln, Windows Azure
Assertible	Hosted	Proprietary	Unknown	Unknown	Unknown	Email, Slack, Web, Webhooks	No	Many
Bamboo	Web container	Độc quyền	MSBuild,^[8] NAnt,^[9] Visual Studio^[10]	Ant,^[11] Maven 1-2-3^[12]	Custom script, command-line tool, Bash, Xcode,^[13] Phing,^[14] Grunt	XMPP, Google Talk, Email, RSS, Remote API, HipChat	IntelliJ IDEA, Eclipse, Visual Studio	FishEye, Jira, Clover, Bitbucket, GitHub
BuildBot	Python	GPL	Command-line	Command-line	Command-line	Email, Web, GUI, IRC	Không biết	Không biết
Buddy	Cross-platform, Hosted	Độc quyền	Yes	Ant, Maven, Gradle, Android	C, C++, Clojure, Dart, Elixir, Erlang, Go, Groovy, Haskell, Node.js, PHP, Python, Rake, Ruby, Scala, Shell Script, Command-Line	Email, GUI, Slack, SMS, Webhook	No	AWS, Bitbucket, DigitalOcean, Docker, Elastic Beanstalk, GitHub, GitLab, GCE, Heroku, Microsoft Azure, Modulus, Shopify
BuildMaster	Cross-platform	Độc quyền	Có	Có	Cross-platform command-line	Email, custom	Không	Many
CABIE	LAMP	GPL2	Không biết	Không biết	Không biết	Web	Không biết	Không biết
CircleCI	Hosted-enterprise	Độc quyền	Không	Có	Go, Ruby, Python, Node.js, PHP, Java	Email, Campfire, HipChat, CCtray	Không biết	AWS, Heroku, GitHub, Slack
Codeship	Hosted	Độc quyền	Không	Có	Go, Java, Node.js, PHP, Python, Ruby	Email, Flowdock, Grove, HipChat, Slack, web	Không	CloudControl, Engine Yard, GitHub, Heroku, Amazon Web Services, Microsoft Azure
Concourse Lưu trữ 2016-11-20 tại Wayback Machine	Go	Apache 2.0	Có	Có	Command-line	Email, Slack, HTTP API	Atom	Amazon S3, BOSH, Cloud Foundry, Docker, Git, GitHub, Pivotal Tracker^[15]
Continua CI	Windows	Độc quyền	Ant, Nant, FinalBuilder, MSBuild, Rake, Visual Studio, Powershell	Ant	Command-line	Email, XMPP	Không	GitHub, Bitbucket, Codeplex, Kiln, TFS, FogBugz, Jira, NCover, Opencover, NUnit, DUnitX, jUnit, xUnit, NuGet, 7Zip
continuousphp	Hosted	Độc quyền	Không	Không	PHP	Email, Slack	Không	Bitbucket, GitHub, GitLab, Stash, Zend Server
CruiseControl	Cross-platform	BSD-style	NAnt, Rake, Xcode	Phing, Apache Ant, Maven	catch-all 'exec'	Email, CCTray	Eclipse	Không biết
CruiseControl.NET	Cross-platform	BSD-style	MSBuild, NAnt, Visual Studio	Không biết	Command-line	Email, CCTray, RSS	Không biết	Không biết
Distelli Lưu trữ 2017-11-25 tại Wayback Machine	Cross-platform	Độc quyền	Không	Có	Ruby, Java, Python, Node.js, PHP, Clojure, Rake, Go, command-line, Groovy, Scala, Erlang	Email, HipChat, Slack	Không	GitHub, Bitbucket, Docker, Mercurial, Windows, Linux, Amazon Web Services, Microsoft Azure
Dockunit Lưu trữ 2018-08-28 tại Wayback Machine	Cross-platform	GPL	Có	Có	Cross-platform Docker based	Email, GitHub	Không	GitHub
Drone.io	Hosted/Cross-platform	Apache 2.0	Không biết	Ant, Maven 2, Gradle	C, C++, Dart, Go, Node.js, Python, PHP, Ruby, Java, Groovy, Scala, Erlang	Email, Slack, Telegram	Không biết	Heroku, Dotcloud, GitHub, Bitbucket
easyCIS	Windows	Độc quyền	MSBuild, NAnt, Visual Studio	Không biết	Không biết	Systray, RSS, Email	Không	Không
ElectricCommander	Cross-platform	Độc quyền	Có	Có	Command-line	Email, GUI, instant messenger, Twitter	Eclipse, Visual Studio	Jira, Bugzilla, Perl API, command-line
GitLab CI Lưu trữ 2016-11-30 tại Wayback Machine	Go	MIT	Có	Có	Cross-platform command-line	Email, Slack, HipChat, Pushover	Không biết	HTTP API (JSON)
GoCD	Cross-platform	Apache 2.0	Command-line	Command-line	Command-line	Email, hipchat, Slack, Gerrit, Gitter, Riemann etc	Không	GitHub
Harrow	Hosted	Độc quyền	Yes	Yes	Go, Java, Node.js, PHP, Python, Ruby	Email, Slack	Không biết	GitHub, Bitbucket, Gitlab, Private Repository
Integrity	Ruby	MIT	Command-line	Command-line	Command-line	Email, Web	Không biết	Không biết
Jenkins-Hudson	Web container	Creative Commons và MIT	MSBuild, NAnt	Ant, Maven 2, Kundo	CMake, Gant, Gradle, Grails, Phing, Rake, Ruby, SCons, Python, shell script, command-line	Android, Email, Google Calendar, IRC, XMPP, RSS, Twitter, Slack, Catlight, CCMenu, CCTray	Eclipse, IntelliJ IDEA, NetBeans	Bugzilla, Google Code, Jira, Bitbucket, Redmine, FindBugs, Checkstyle, PMD và Mantis, Trac, HP ALM
LuntBuild Lưu trữ 2016-03-29 tại Wayback Machine	Web container	Apache 2.0	Không biết	Ant, Maven 1-2	Shell script, Rake	Unknown	Không biết	Không biết
Lordui	Windows	Độc quyền	Có	Có	Command-line, tất cả mọi thứ với giao diện người dùng	Email, possibly any way with user interface	Không	Java, command-line
NCI	Node.js	MIT	Không	Không	Command-line	Email, XMPP-Jabber	Không	GitHub, Bitbucket
OpenMake Software Meister	Cross-platform	Độc quyền	MSBuild, NAnt, Visual Studio	Ant, Maven 1-2-3	Shell script, batch script, cross-platform command-line, Groovy, Make, RTC Jazz, TFS Build, Custom Script Interpreter	Email, XMPP-Jabber, RSS, Systray	Eclipse, Visual Studio	Bugzilla, Google Code, Jira, Bitbucket, Redmine, FindBugs, Checkstyle, PMD và Mantis, Trac
Probo.CI	Node.js	Apache 2.0	Không	Không	Node.js	Email, HipChat, Slack (all coming soon)	Không	GitHub, Bitbucket, Stash
QuickBuild	Cross-platform	Độc quyền	MSBuild, NAnt, Visual Studio	Ant, Maven 1, Maven 2	Rake, shell script, command-line	Email, XMPP, RSS, Google Talk, Remote API	Eclipse, IntelliJ IDEA, Visual Studio	Jira
Semaphore	Hosted	Độc quyền	Không biết	Maven 3	Ruby, Java, Python, Node.js, PHP, Clojure, Rake, command-line	Email, Campfire, HipChat, Slack, Flowdock, Webhooks, Remote API	Không biết	GitHub, Bitbucket, Heroku, Code Climate, Cloud 66
Shippable Lưu trữ 2017-03-19 tại Wayback Machine	Hosted	Độc quyền	Không	Ant, Maven, Gradle	Ruby, Python, Node.js, Java, Scala, PHP, Go	Email, Slack, HipChat, Webhooks, irc, Campfire	Không	GitHub, Bitbucket, AWS, Kubernetes, Azure, Heroku
Snap CI Lưu trữ 2016-12-14 tại Wayback Machine	Hosted	Độc quyền	Không	Ant, Maven, Gradle, Android	C, C++, Clojure, Erlang, Go, Groovy, Haskell, Java, Node.js, Perl, PHP, Python, Ruby, Scala	Email, Campfire, HipChat, Webhook	Không	GitHub, Heroku, AWS
Solano CI Lưu trữ 2016-03-14 tại Wayback Machine	Hosted, cross-platform, private cloud	Độc quyền	Không	Ant, Maven, Gradle, Android	C, C++, Clojure, Go, Java, Javascript, Node.js, PHP, Python, R, Ruby, Scala, command-line	Email, Campfire, HipChat, Flowdock, Slack, Webhook, CCMenu	Không	GitHub, GitHub Enterprise, Bitbucket, Heroku, AWS, Azure, Git, Mercurial, Docker
Strider	Node.js	BSD	Không	Không	C, C++, Clojure, Erlang, Go, Groovy, Haskell, Java, Node.js, Perl, PHP, Python, Ruby, Scala	Email, Slack, Web, Webhook	Không	GitHub, Bitbucket, Heroku, GitHub Enterprise, Git
Testributor Lưu trữ 2021-05-14 tại Wayback Machine	Hosted	MIT	Command-line	Command-line	Command-line	Email, Slack, Web, Webhook	Không	GitHub, Bitbucket, Git
Travis CI	Hosted	MIT	Không	Ant, Maven, Gradle^[16]	C, C++, Clojure, Elixir, Erlang, Go, Groovy, Haskell, Java, Node.js, Perl, PHP, Python, Ruby, Rust, Scala, Smalltalk	Email, Campfire, HipChat, IRC, Slack, Catlight, CCMenu, CCTray	Không	GitHub, Heroku
TeamCity	Web container	Độc quyền	MSBuild, NAnt, Visual Studio, Duplicates finder for.NET	Ant, Maven 2-3, Gradle, IntelliJ IDEA.ipr based and Inspections and Duplicates finder	Rake, FxCop, command-line	Email, XMPP, RSS, IDE, SysTray	Eclipse, Visual Studio, IntelliJ IDEA, RubyMine, PyCharm, PhpStorm, WebStorm	Jetbrains Youtrack, Jira, Bugzilla, FishEye, FindBugs, PMD, dotCover, NCover
Team Foundation Server, Visual Studio Team Services (VSTS)	Cross-platform	Proprietary, MIT	MSBuild, Visual Studio	Ant, Maven, Gradle, Android	C, C++, Go, Groovy, Java, Node.js, Perl, PHP, Python, Ruby	Email, SOAP, Catlight	Visual Studio, Eclipse, IntelliJ IDEA, Android Studio, Visual Studio Code	GitHub, Jenkins, Slack, Hipchat, FindBugs, Checkstyle, PMD
Vexor	Hosted	Độc quyền	Không	Không biết	Ruby, Clojure, Scala, Python, Node.js, Go, Rust, Haskell	Email, HipChat, Slack	Không biết	GitHub, Bitbucket, Gitlab