什麼是持續整合與持續交付 (CI/CD)？
持續整合與持續交付 (CI/CD) 是一種自動化軟體發布流程中各個階段的方法論，涵蓋從開發到部署的完整過程。它由兩項互補的實務組成：
- 持續整合 (CI)：開發人員頻繁地將程式碼變更合併至共用存放庫。自動化的建置與測試會驗證每次變更，確保整體程式碼庫保持穩定與可用。
- 持續交付 (CD)：整合完成後，程式碼會自動建置、測試，並準備發布。成熟的團隊也可能進一步自動化最終部署步驟，此方式有時稱為「持續部署」。
整體概念是，這些實務共同建立一個一致、自動化的流程，能快速交付更新，同時將錯誤與人工干預降到最低。
可以把 CI/CD 想像成一條汽車工廠的裝配線。不再是工匠從零打造每台車，而是工廠將每個階段自動化——從焊接車體、噴漆到最終檢驗，每個步驟都有品質檢查。如此一來，設計師便能更自由地創造新功能與車款。
就像裝配線確保每台車在出廠前都經過一致製程與測試，CI/CD 流程也自動化軟體的建置、測試與交付。這讓開發人員能迅速打造與發布新產品及功能。
這種效率在現今的軟體開發中至關重要。軟體團隊以前所未有的速度發布更新（通常一天多次），這些更新涉及分散式系統、雲端環境和開發團隊。但速度的提升也帶來了複雜性和風險：每一次新的程式碼提交、設定或依賴項都可能引入不穩定或安全漏洞。CI/CD 有助於解決這些挑戰。它使開發人員能夠快速發布高品質的軟體，最大限度地減少人為錯誤，並快速回應使用者回饋。
CI/CD 有哪些好處？
- 快速發布週期：團隊可在數小時或數天內推出新功能與修復。
- 更高的程式碼品質：自動化測試可在問題進入生產環境前及早發現問題。
- 改善協作效：CI/CD 將開發、測試與維運整合為單一流程。
- 降低風險與停機時間：漸進式的小規模發布更容易定位與回復問題。
- 奠定 DevOps 與雲端原生開發基礎：CI/CD 流程是現代分散式架構中實現擴展性與敏捷性的關鍵。
CI/CD 的運作方式
CI/CD 流程會自動化從撰寫程式碼、合併新程式碼，到驗證與安全部署至正式環境的整個路徑。每個階段負責流程中的特定部分。
為了更具體地說明這一點，假設 Acme 公司的開發團隊正在開發一款用於預訂航班的行動應用程式。他們決定新增一項新功能，讓客戶可以同時預訂火車票。下面展示了 CI/CD 可如何幫助他們快速可靠地交付此更新：
持續整合 (CI)
- 程式碼提交：Acme 公司的開發人員新增了支援火車票預訂的新程式碼，並將其提交到 GitHub 或 GitLab 等共用存放庫。此變更會自動觸發 CI 管線。
- 建置與測試：自動化系統會編譯新程式碼、與既有應用程式整合，並執行一系列測試，確認原有機票訂購功能仍正常，且新功能不會破壞任何既有邏輯。
- 回饋迴圈：若任一測試失敗，系統會立即通知開發人員修正問題，推送更新後重新觸發流程，直到全部測試通過。
持續交付 (CD)
- 建置推升：新功能通過所有測試後，會被部署至預備環境。在此環境中，應用程式的行為幾乎與正式環境相同（可模擬訂「火車票」），但不會影響客戶。
- 驗證：在預備環境中，會執行更多自動化測試，檢查負載效能、付款安全性與不同裝置相容性等多項內容。Acme 公司會模擬異常訂票情境（例如大量同時訂票、多裝置操作）來驗證功能穩定性。
- 發布準備：一切就緒後，團隊核准發布到生產環境——管線可以自動部署更新（即持續部署），也可以等待最終的人工確認。部署完成後，Acme 公司應用程式的使用者將看到新增的火車選項，以及他們常用的航班預訂選項。
現代 CI/CD 系統的主要元件
一個設計良好的 CI/CD 流程仰賴以下關鍵元件協同運作，以實現自動化交付與回饋：
- 版本控制系統 (VCS)：像是 Git、GitHub 或 GitLab 這類版本控制系統，會追蹤並儲存程式碼庫中的每一次變更。可以把它想像成在編輯文件時不斷儲存不同版本——萬一出錯，您可以回到先前的版本，並清楚看到做了哪些修改。它也允許多位團隊成員在同一專案上協同工作，而不會互相覆寫彼此的內容。每次程式碼的更新都會自動觸發 CI/CD 流程的下一步。
- 建置自動化：一旦變更被提交，建置自動化工具會編譯原始碼、解決相依性問題，並將應用程式準備好以供測試或部署。這個流程能確保程式碼在目標環境中可以如預期般運作。將建置步驟自動化可節省時間、消除人工作業錯誤，並保證每次建置都遵循標準化的程序。
- 自動化測試：這些測試會檢查新程式碼是否能正確運作，且不會破壞既有的功能。自動化測試在每次程式碼變更後自動執行，幫助開發人員在問題影響使用者之前發現並解決它們。
- 成品存放庫：成品存放庫是一個用來安全存放建置產物的系統——也就是成功建置後的封裝成果，例如可執行檔、函式庫或容器映像檔。可以把它想像成裝配線末端的成品倉庫，每個建置版本都被標記、存放，並可隨時出貨或再次使用。這類存放庫讓團隊能輕鬆回滾至先前版本、稽核變更紀錄，或在不同的環境中重新部署完全相同的建置版本。
- 部署自動化：部署自動化工具會將通過驗證的建置版本，從測試或預備環境移送到生產環境。它們會處理諸如佈建伺服器、更新設定、路由流量等任務，全程只需最少的人工作業。自動化部署可確保每次發布都是可重現的、一致的，且較不容易發生人為疏失。
- 監控和回饋：部署完成後，監控工具會持續追蹤效能、可靠性與使用者體驗。它們會收集即時的指標與記錄，協助團隊在錯誤或效能瓶頸影響到使用者之前就能偵測出來。這樣的回饋形成了 CI/CD 的封閉迴圈，因為來自生產環境的洞察會回饋給開發流程，使團隊能在每一次發布後持續改進。
如何實施 CI/CD
無論是獨立開發人員、新創公司或大型企業，都在使用 CI/CD。實施 CI/CD 可以徹底改變軟體交付方式，但成功與否取決於能否預見挑戰並採取切實可行的措施來應對。
常見的挑戰包括：
- 複雜的設定和工具氾濫：整合多個 CI/CD 工具會導致不一致。簡化您的技術堆疊，並在團隊之間標準化流程。
- 測試效能和維護：緩慢或不可靠的測試套件會拖累發布時程。應優先處理關鍵測試、同時執行測試，並消除冗餘。
- 安全性與機密資料管理：透過整合到流程中的安全機密管理系統，保護認證與敏感資料。
- 文化面的協調：CI/CD 要成功，開發、營運與安全部門必須像同一個團隊般合作。鼓勵使用通用儀表板分享資訊，自動化狀態報告，並在部署後進行以學習（而非指責）為重點的簡短評審，以建立信任和集體責任感。
- 跨混合或多雲端環境擴展：使用雲端原生工具與基礎架構即程式碼 (IaC)，以維持一致的建置、測試與部署流程。
開始使用 CI/CD 的步驟
- 評估您的工作流程：先繪製您目前的軟體交付流程圖。找出哪些環節存在瓶頸，例如人工交接、重複步驟、核准週期過長或其他問題。這有助於確定哪些環節的自動化效果最為顯著。
- 設定明確的目標：設定可衡量的目標，例如將部署時間從數小時縮短到數分鐘，或將回溯頻率降低一半。明確的目標有助於確定優先自動化管道的哪些部分，並更輕鬆地追蹤自動化效果。
- 選擇合適的工具：選擇能夠與現有工具和語言無縫整合的 CI/CD 平台。首先從核心整合（例如版本控制和測試框架）入手。隨著管道的成熟，逐步擴展到部署和監控。
- 首先實現測試自動化：測試是建立可靠 CI/CD 管道的基礎。首先，針對關鍵程式碼路徑實現單元測試和整合測試的自動化，然後增添安全性和效能測試。力求快速回饋，以便開發人員在每次提交後都能迅速識別並修復問題。
- 實作漸進式交付：避免一次實現所有自動化。從單一應用程式、服務或功能入手，將其作為試點專案來驗證流程。在第一個管道順暢執行後，汲取經驗並將自動化推廣至其他專案。
- 整合監控和可觀測性：新增記錄、追蹤和警示工具，以擷取每次建置和部署的效能和可靠性資料。監控可以提供故障可見性，幫助及早發現迴歸問題，並提供開發人員可用於改進未來版本的回饋。
Cloudflare 如何協助 CI/CD 工作流程
Cloudflare 透過將自動化功能直接整合到其全球邊緣平台，協助開發團隊實作和擴展 CI/CD。
結合無伺服器運算的 Cloudflare Workers 平台，團隊可以在既有的流程中自動建置、測試與部署應用程式。Workers Builds 能透過 Cloudflare 的全球資料中心網路，實現自動化的全球部署，確保每次更新都能即時、安全地送達使用者，無需停機或產生區域延遲。
透過結合邊緣運算、自動化和全球交付，Cloudflare 擴展了現有 CI/CD 系統的價值，使企業能夠自信地發布產品。
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常見問題集
採用 CI/CD 的主要優勢有哪些？
CI/CD 協助團隊快速發布新功能和修復程式，並透過早期錯誤偵測提高整體程式碼品質。它也能促進不同部門間的協作，降低發布新更新所伴隨的風險與停機時間。
在軟體開發中使用 CI/CD 的主要目的是什麼？
CI/CD 旨在協助開發團隊更快地向終端使用者交付更新，同時減少人工作業造成的錯誤。
CI/CD 管道如何處理在測試階段發現的錯誤？
若自動化系統在建置或測試過程中偵測到失敗，會立即向開發人員回報。這讓他們能修正問題，並提交更新後的程式碼，以重新啟動自動化流程，直到所有測試都通過為止。
團隊在開始採用 CI/CD 時常遇到哪些障礙？
組織常面臨工具過多導致的複雜性、測試套件緩慢或不可靠，以及敏感資料需要更高安全性的挑戰。此外，成功導入還需文化面的協調，讓開發、營運與安全部門像同一個團隊般合作，擁有共同的目標。
團隊該如何開始首次實施 CI/CD？
最好先繪製出目前的工作流程圖，找出瓶頸，並設定清晰、可衡量的改善目標。團隊不應一次自動化所有內容，而應先專注於自動化測試，並使用小型專案作為試點，從中汲取經驗，然後再逐步擴大規模。
版本控制在 CI/CD 中扮演什麼角色？
版本控制系統就像是專案的歷程紀錄，會追蹤程式碼的每一次變更。它讓多人能同時協作而不互相衝突，並在發生問題時提供安全網，可回溯至先前的版本。