gitlab ci cd 命令的使用不完全指南

gitlab 可能大家很常用，CI、CD 也应该早有耳闻，但是可能还没有去真正地了解过，这篇文章就是我对 gitlab CI、CD 的一些理解，以及踩过的一些坑，希望能帮助到大家。

什么是 CI、CD

CI（Continuous Integration）持续集成，CD（Continuous Deployment）持续部署（也包含了持续交付的意思）。

CI 指的是一种开发过程的的自动化流程，在我们提交代码的时候，一般会做以下操作：

• lint 检查，检查代码是否符合规范
• 自动运行测试，检查代码是否能通过测试

这个过程我们可以称之为 CI，也就是持续集成，这个过程是自动化的，也就是说我们不需要手动去执行这些操作，只需要提交代码，这些操作就会自动执行。

CD 指的是在我们 CI 流程通过之后，将代码自动发布到服务器的过程，这个过程也是自动化的。 在有了前面 CI 的一些操作之后，说明我们的代码是可以安全发布到服务器的，所以就可以进行发布的操作。

为什么要使用 CI、CD

实际上，就算没有 CI、CD 的这些花里胡哨的概念，对于一些重复的操作，我们也会尽量想办法会让它们可以自动化实现的，只不过可能效率上没有这么高，但是也是可以的。

CI、CD 相比其他方式的优势在于：

• 一次配置，多次使用：我们需要做的所有操作都通过配置固定下来了，每次提交代码我们都可以执行相同的操作。
• 可观测性：我们可以通过 CI、CD 的日志来查看每次操作的执行情况，而且每一次的 CI、CD 执行的日志都会保留下来，这样我们就可以很方便地查看每一次操作的执行情况。
• 自动化：我们不需要手动去执行 CI、CD 的操作，只需要提交代码，CI、CD 就会自动执行。
• 少量配置：一般的代码托管平台都会提供 CI、CD 的功能，我们只需要简单的配置一下就可以使用了。同时其实不同平台的 CI、CD 配置也是有很多相似之处的，所以我们只需要学习一种配置方式，就可以在不同平台上使用了。

gitlab CI、CD

在开始之前，我们可以通过下图来了解一下 CI、CD 的整体流程：

• 在开发人员提交代码之后，会触发 gitlab 的 CI 流水线。也就是上图的 CI PIPELINE，也就是中间的部分。
• 在 CI 流水线中，我们可以配置多个任务。比如上图的 build、unit test、integration tests 等，也就是构建、单元测试、集成测试等。
• 在 CI 流水线都通过之后，会触发 CD 流水线。也就是上图的 CD PIPELINE，也就是右边的部分。
• 在 CD 流水线中，我们可以配置多个任务。比如上图的 staging、production 等，也就是部署到测试环境、部署到生产环境等。

在 CD 流程结束之后，我们就可以在服务器上看到我们的代码了。

gitlab CI、CD 中的一些基本概念

在开始之前，我们先来了解一下 gitlab CI、CD 中的一些基本概念：

• pipeline：流水线，也就是 CI、CD 的整个流程，包含了多个 stage，每个 stage 又包含了多个 job。
• stage: 一个阶段，一个阶段中可以包含多个任务（job），这些任务会并行执行，但是下一个 stage 的 job 只有在上一个 stage 的 job 执行通过之后才会执行。
• job：一个任务，这是 CI、CD 中最基本的概念，也是最小的执行单元。一个 stage 中可以包含多个 job，同时这些 job 会并行执行。
• runner：执行器，也就是执行 job 的机器，runner 跟 gitlab 是分离的，runner 需要我们自己去安装，然后注册到 gitlab 上（不需要跟 gitlab 在同一个服务器上，这样有个好处就是可以很方便实现多个机器来同时处理 gitlab 的 CI、CD 的任务）。
• tag: runner 和 job 都需要指定标签，job 可以指定一个或多个标签（必须指定，否则 job 不会被执行），这样 job 就只会在指定标签的 runner 上执行。
• cache: 缓存，可以缓存一些文件，这样下次流水线执行的时候就不需要重新下载了，可以提高执行效率。
• artifacts: 这代表这构建过程中所产生的一些文件，比如打包好的文件，这些文件可以在下一个 stage 中使用，也可以在 pipeline 执行结束之后下载下来。
• variables：变量，可以在 pipeline 中定义一些变量，这些变量可以在 pipeline 的所有 stage 和 job 中使用。
• services：服务，可以在 pipeline 中启动一些服务，比如 mysql、redis 等，这样我们就可以在 pipeline 中使用这些服务了（常常用在测试的时候模拟一个服务）。
• script: 脚本，可以在 job 中定义一些脚本，这些脚本会在 job 执行的时候执行。

CI、CD 的工作模型

我们以下面的配置为例子，简单说明一下 pipeline、stage、job 的工作模型，以及 cache 和 artifacts 的作用：

ci 配置文件（也就是一个 pipeline 的所有任务）：

# 定义一个 `pipeline` 的所有阶段，一个 `pipeline` 可以包含多个 `stage`，每个 `stage` 又包含多个 `job`。
# stage 的顺序是按照数组的顺序来执行的，也就是说 stage1 会先执行，然后才会执行 stage2。
stages:
  - stage1 # stage 的名称
  - stage2
# 定义一个 `job`，一个 `job` 就是一个任务，也是最小的执行单元。
job1:
  stage: stage1 # 指定这个 `job` 所属的 `stage`，这个 `job` 只会在 `stage1` 执行。
  script: # 指定这个 `job` 的脚本，这个脚本会在 `job` 执行的时候执行。
    - echo "hello world" > "test.txt"
  tags: # 指定这个 `job` 所属的 `runner` 的标签，这个 `job` 只会在标签为 `tag1` 的 `runner` 上执行。
    - tag1
  # cache 可以在当前 `pipeline` 后续的 `job` 中使用，也可以在后续的 `pipeline` 中使用。
  cache: # 指定这个 `job` 的缓存，这个缓存会在 `job` 执行结束之后保存起来，下次执行的时候会先从缓存中读取，如果没有缓存，就会重新下载。
    key: $CI_COMMIT_REF_SLUG # 缓存的 key
    paths: # 缓存的路径
      - node_modules/
  artifacts: # 指定这个 `job` 的构建产物，这个构建产物会在 `job` 执行结束之后保存起来。可以在下一个 stage 中使用，也可以在 pipeline 执行结束之后下载下来。
    paths:
      - test.txt
job2:
  stage: stage1
  script:
    - cat test.txt
  tags:
    - tag1
  cache:
    key: $CI_COMMIT_REF_SLUG
    paths:
      - node_modules/
    # 指定这个 `job` 的缓存策略，只会读取缓存，不会写入缓存。默认是既读取又写入，在 job 开始的时候读取，在 job 结束的时候写入。
    # 但是实际上，只有在安装依赖的时候是需要写入缓存的，其他 job 都使用 pull 即可。
    policy: pull
# job3 和 job4 都属于 stage2，所以 job3 和 job4 会并行执行。
# job3 和 job4 都指定了 tag2 标签，所以 job3 和 job4 只会在标签为 tag2 的 runner 上执行。
# 同时，在 job1 中，我们指定了 test.txt 作为构建产物，所以 job3 和 job4 都可以使用 test.txt 这个文件。
job3:
  stage: stage2
  script:
    - cat test.txt
  tags:
    - tag1
  cache:
    key: $CI_COMMIT_REF_SLUG
    paths:
      - node_modules/
    policy: pull
job4:
  stage: stage2
  script:
    - cat test.txt
  tags:
    - tag1
  cache:
    key: $CI_COMMIT_REF_SLUG
    paths:
      - node_modules/
    policy: pull

上面的配置文件的 pipeline 执行过程可以用下面的图来表示：

说明：

• 上面的图有两个 pipeline 被执行了，但是 pipeline2 没有全部画出来
• 其中，在 pipeline 1 中，stage1 中的 job 会先被执行，然后才会执行 stage2 中的 job。
• stage1 中的 job1 和 job2 是可以并行执行的，这也就是 stage 的本质上的含义，表示了一个阶段中不同的任务，比如我们做测试的时候，可以同时对不同模块做测试。
• job1 和 job2 都指定了 tag1 标签，所以 job1 和 job2 只会在标签为 tag1 的 runner 上执行。
• job1 中，我们创建了一个 test.txt 文件，这个文件会作为 stage1 的构建产物，它可以在 stage2 中被使用，也就是 job3 和 job4 都可以读取到这个文件。一种实际的场景是，前端部署的时候，build 之后会生成可以部署的静态文件，这些静态文件就会被保留到部署相关的 stage 中。需要注意的是，artifacts 只会在当前 pipeline 后续的 stage 中共享，不会在 pipeline 之间共享。
• 同时，在 job1 中，我们也指定了 cache，这个 cache 会在 job1 执行结束之后保存起来，不同于 artifacts，cache 是可以在不同的 pipeline 之间共享的。一种很常见的使用场景就是我们代码的依赖，比如 node_modules 文件夹，它可以加快后续 pipeline 的执行流程，因为避免了重复的依赖安装。

需要特别注意的是：cache 是跨流水线共享的，而 artifacts 只会在当前流水线的后续 stage 共享。

其他一些在个人实践中的一些经验

gitlab 的 CI、CD 是一个很庞大的话题，同时很多内容可能比较少用，所以本文只是介绍个人在实践中用到的一些内容，其他的东西如果有需要，可以自行查阅官方文档。

指定特定分支才会执行的 job

这个算是基本操作了，我们可以通过 only 来指定特定分支才会执行的 job，也有其他方法可以实现，比如 rules，具体请参考官方文档。

deploy-job:
  stage: deploy
  # 当前的这个 job 只会在 master 分支代码更新的时候会执行
  only:
    - "master"

不同 job 之间的依赖

这个也是基本操作，我们可以通过 needs 来指定不同 job 之间的依赖关系，比如 job1 依赖 job2，那么 job1 就会在 job2 执行完毕之后才会执行。

job1:
  stage: deploy
  needs:
    - job2

指定执行 job 的 runner

我们可以通过 tags 来指定 job 执行的 runner，比如我们可以指定 job 只能在 api 标签的 runner 上执行。

build-job:
  stage: build
  tags:
    - api

如果我们没有标签为 api 的 runner，那么这个 job 就会一直不会被执行，所以需要确保我们配置的 tag 有对应的 runner。

指定 job 的 docker image

注意：这个只在我们的 runner 的 executor 为 docker 的时候才会生效。也就是我们的 runner 是一个 docker 容器。

有时候，我们需要执行一些特定命令，但是我们全局的 docker 镜像里面没有，可能只需要一个特定的 docker 镜像，这个时候我们可以通过 image 来指定 job 的 docker 镜像。

deploy-job:
  stage: deploy
  tags:
    - api
  # 指定 runner 的 docker image
  image: eleven26/rsync:1.3.0
  script:
    # 下面这个命令只在上面指定的 docker 镜像中存在
    - rsync . root@example.com:/home/www/foo

为我们的集成测试指定一个 service

在我们的 CI 流程中，可能会有一些集成测试需要使用到一些服务，比如我们的 mysql，这个时候我们可以通过 services 来指定我们需要的服务。

test_rabbitmq:
  # 这会启动一个 rabbitmq 3.8 的 docker 容器，我们的 job 就可以使用这个容器了。
  # 我们的 job 可以连接到一个 rabbitmq 的服务，然后进行测试。
  # 需要注意的是，这个容器只会在当前 job 执行的时候存在，执行完毕之后就会被删除。所以产生的数据不会被保留。
  services:
    - rabbitmq:3.8
  stage: test
  only:
    - master
  tags:
    - go
  script:
    # 下面的测试命令会连接到上面启动的 rabbitmq 服务
    - "go test -v -cover ./pkg/rabbitmq"

复用 yaml 配置片段

在 yaml 中，有一种机制可以让我们复用 yaml 配置片段，比如：

# 发布代码的 job
.deploy-job: &release-job
  tags:
    - api
  image: eleven26/rsync:1.3.0
  script:
    - rsync . root@example.com:/home/www/foo
deploy-release:
  <<: *release-job
  stage: deploy
  only:
    - "release"
deploy-master:
  <<: *release-job
  stage: deploy
  only:
    - "master"

上面的代码中，我们定义了一个 release-job 的配置片段，然后在 deploy-release 和 deploy-master 中，我们都引用了这个配置片段，这样我们就可以复用这个配置片段了。 等同于下面的代码：

# 发布代码的 job
.deploy-job: &release-job
  tags:
    - api
  image: eleven26/rsync:1.3.0
  script:
    - rsync . root@example.com:/home/www/foo
deploy-release:
  tags:
    - api
  image: eleven26/rsync:1.3.0
  script:
    - rsync . root@example.com:/home/www/foo
  stage: deploy
  only:
    - "release"
deploy-master:
  tags:
    - api
  image: eleven26/rsync:1.3.0
  script:
    - rsync . root@example.com:/home/www/foo
  stage: deploy
  only:
    - "master"

在 yaml 的术语中，这一种机制叫做 anchor。

cache vs artifacts

初次使用的人，可能会对这个东西有点迷惑，因为它们好像都是缓存，但是实际上，它们的用途是不一样的。

• cache 是用来缓存依赖的，比如 node_modules 文件夹，它可以加快后续 pipeline 的执行流程，因为避免了重复的依赖安装。
• artifacts 是用来缓存构建产物的，比如 build 之后生成的静态文件，它可以在后续的 stage 中使用。表示的是单个 pipeline 中的不同 stage 之间的共享。

指定 artifacts 的过期时间

我们可以通过 expire_in 来指定 artifacts 的过期时间，比如：

job1:
  stage: build
  only:
    - "release"
  image: eleven26/apidoc:1.0.0
  tags:
    - api
  artifacts:
    paths:
      - public
    expire_in: 1 hour

因为我们的 artifacts 有时候只是生成一些需要部署到服务器的东西，然后在下一个 stage 使用，所以是不需要长期保留的。所以我们可以通过 expire_in 来指定一个比较短的 artifacts 的过期时间。

cache 只 pull 不 push

gitlab CI 的 cache 有一个 policy 属性，它的值默认是 pull-push，也就是在 job 开始执行的时候会拉取缓存，在 job 执行结束的时候会将缓存指定文件夹的内容上传到 gitlab 中。

但是在实际使用中，我们其实只需要在安装依赖的时候上传这些缓存，其他时候都只是读取缓存的。所以我们在安装依赖的 job 中使用默认的 policy，而在后续的 job 中，我们可以通过 policy: pull 来指定只拉取缓存，不上传缓存。

job:
  tags:
    - api
  image: eleven26/rsync:1.3.0
  cache:
    key:
      files:
        - composer.json
        - composer.lock
    paths:
      - "vendor/"
    policy: pull  # 只拉取 vendor，在 job 执行完毕之后不上传 vendor

cache 的 key 使用文件

这一个特性是非常有用的，在现代软件工程的实践中，往往通过 *.lock 文件来记录我们使用的额依赖的具体版本，以保证在不同环境中使用的时候保持一致的行为。

所以，相应的，我们的缓存也可以在 *.lock 这类文件发生变化的时候，重新生成缓存。上面的例子就使用了这种机制。

script 中使用多行命令

在 script 中，我们可以使用多行命令，比如：

job:
  script:
    # 我们可以通过下面这种方式来写多行的 shell 命令，也就是以一个竖线开始，然后换行
    - |
      if [ "$release_host" != "" ]; then
        host=$release_host
      fi

CD - 如何同步代码到服务器

如果我们的项目需要部署到服务器上，那么我们还需要做一些额外的操作，比如同步代码到服务器上。 如果我们的 gitlab 是通过容器执行的，或者我们的 runner 的 executor 是 docker，那么有一种比较常见的方法是通过 ssh 私钥来进行部署。

我们可以通过以下流程来实现：

• 新建一对 ssh key，比如 id_rsa 和 id_rsa.pub。
• 将 id_rsa.pub 的内容添加到服务器的 authorized_keys 文件中。
• 将 id_rsa 上传到 gitlab 中（在项目的 CI/CD 配置中，配置一个变量，变量名为 PRIVATE_KEY，内容为 id_rsa 的内容，类型为 file）。
• 在我们的 ci 配置文件中，添加如下配置即可：

before_script:
  - chmod 600 $PRIVATE_KEY
deploy:
  stage: deploy
  image: eleven26/rsync:1.3.0
  script:
    # $user 是 ssh 的用户
    # $host 是 ssh 的主机
    # $port 是 ssh 的端口
    # $PRIVATE_KEY 是我们在 gitlab 中配置的私钥
    - rsync -az -e "ssh -o StrictHostKeyChecking=no -p $port -i $PRIVATE_KEY" --delete --exclude='.git' . $user@$host:/home/www

这里的 rsync 命令中，我们使用了 -o StrictHostKeyChecking=no 参数，这是为了避免每次都需要手动输入 yes 来确认服务器的指纹。

安全最佳实践：

• 为每一个 project 配置 ssh key 变量，如果是全局变量的话，其他 project 可以在未授权的情况下，访问到这个私钥，这是非常危险的。
• 使用单独的仓库来保存 ci 配置文件，防止其他人未经授权就修改 ci 配置文件，这也是非常危险的。

必须严格遵循以上两步，否则会造成严重的安全问题。

总结

最后，总结一下本文中一些比较关键的内容：

• gitlab 中的一些基本概念：
  • pipeline：代表了一次 CI 的执行过程，它包含了多个 stage。
  • stage：代表了一组 job 的集合，stage 会按照顺序执行。
  • job：代表了一个具体的任务，比如 build、test、deploy 等。
• 一个 stage 中的多个 job 是可以并行执行的。但是下一个 stage 的 job 必须要等到上一个 stage 的所有 job 都执行完毕之后才会执行。
• cache 和 artifacts 的区别：
  • cache 是用来缓存依赖的，比如 node_modules 文件夹，它可以加快后续 pipeline 的执行流程，因为避免了重复的依赖安装。
  • artifacts 是用来缓存构建产物的，比如 build 之后生成的静态文件，它可以在后续的 stage 中使用。表示的是单个 pipeline 中的不同 stage 之间的共享。
• cache 在安装依赖的 job 中才需要使用默认的 policy，也就是 pull-push，在其他不需要安装依赖的 job 中使用 pull 就可以了，不需要上传缓存。
• cache 的 key 可以指定多个文件，这样在指定的文件变动的时候，缓存会失效，这往往用在依赖相关的文件中。
• 可以使用 services 关键字来指定需要启动的服务，比如 mysql、redis 等，在 job 中可以连接到这些 services，从而方便进行测试。
• 可以使用 yaml 的 anchor 机制来复用一些配置片段，可以少写很多重复的配置。
• 一个 job 必须运行在某个 runner 上，job 和 runner 的关联是通过 tag 来指定的。

以上就是gitlab ci cd 不完全指南的详细内容，更多关于gitlab ci cd 的资料请关注编程网其它相关文章！