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Qu’est-ce que l’intégration continue ?
Date de publication : 16 juillet 2024
Contributeurs : Chrystal R. China, Michael Goodwin
L'intégration continue (CI) est un processus de développement logiciel dans lequel les développeurs intègrent régulièrement du nouveau code dans la base de code tout au long du cycle de développement.
Lorsque du code est soumis, les outils d'intégration continue (CI) vérifient chaque intégration en créant une nouvelle version du projet et en exécutant une série de tests automatisés pour détecter et résoudre rapidement les erreurs d'intégration.
La CI a été mise en place pour répondre aux défis du développement logiciel traditionnel, notamment ceux liés à l'intégration et au déploiement. Dans un modèle traditionnel, chaque développeur devait intégrer manuellement son nouveau code dans les itérations d'une application ou d'un service, rendant l'intégration lente et sujette aux erreurs, surtout pour les grandes équipes.
Les différentes parties du code ne fonctionnaient pas toujours bien ensemble, et les développeurs intégraient leurs changements selon des calendriers variés, parfois à la dernière minute, ce qui retardait souvent la détection des problèmes d'intégration. Ces retards compliquaient l’identification des changements ayant introduit un bug, rendant le débogage long et fastidieux.
De plus, les tests logiciels étaient peu fréquents, les mises à jour étant effectuées par lots en une seule fois. Les bugs pouvaient donc passer entre les mailles du filet et s'accumuler dans la base de code, ce qui causait des erreurs et des dysfonctionnements pour les utilisateurs finaux (et des difficultés supplémentaires pour les développeurs lors du dépannage).
Les outils de CI, qui sont essentiels dans les pratiques modernes de DevOps, les pipelines CI/CD (intégration continue/déploiement continu) et les architectures microservices, permettent de simplifier le processus de construction en fournissant un retour d’information rapide sur les performances de l’intégration.
Avec un système CI, le nouveau code est ajouté à un référentiel central plusieurs fois par jour, où il est testé et intégré. Si une erreur est détectée, le système envoie une notification, corrige le code et vérifie que le correctif est bien fonctionnel avant de fusionner le tout avec la base de code principale.
Par conséquent, l’approche CI permet aux équipes de développement logiciel de détecter et de corriger les erreurs avant qu’elles n’affectent les performances logicielles. Les logiciels sont ainsi de meilleure qualité et les délais de livraison davantage prévisibles.
Composants et processus clés de l’intégration continue
Bien que la configuration exacte d’un système CI puisse varier d’une équipe à l’autre et d’une entreprise à l’autre, chaque système repose sur des composants et processus spécifiques pour optimiser les tâches d'intégration.
Référentiels centraux de code source
La CI commence par un référentiel central où tous les développeurs déposent leur code. Ce type de référentiels est au cœur des pratiques CI, et ils sont souvent gérés par des systèmes de contrôle de version (VCS), comme Git ou Bitbucket. À chaque modification soumise, le référentiel garde une trace complète de l’historique des changements, facilitant ainsi la collaboration au sein des équipes de développement.
Les référentiels utilisent également des stratégies de branchement, comme le développement basé sur le tronc ou GitFlow, pour faciliter le développement en parallèle. Les branches permettent aux développeurs de créer des branches temporaires ou de fonctionnalités pour isoler leur travail avant de le réintégrer dans la branche principale du code.
Serveurs d’intégration continue
Les serveurs CI, configurables pour gérer différents projets sur diverses plateformes, centralisent toutes les opérations CI et offrent une plateforme stable et fiable pour le développement logiciel. Ils modélisent et visualisent les workflows (de livraison continue) et proposent une interface intuitive pour créer des pipelines de livraison continue (CD).
Ces serveurs CI automatisent également les processus de compilation, de tests et de déploiement, orchestrent les protocoles de contrôle de version, surveillent les dépôts de code, gèrent les rapports d'état et supportent des plug-ins qui peuvent étendre leurs fonctionnalités.
Intégration du code
Les systèmes CI encouragent les développeurs à soumettre leurs modifications plusieurs fois par jour, en privilégiant des changements ciblés et limités à des tâches ou fonctionnalités spécifiques. Avec des outils comme les pull requests et les demandes de fusion, les équipes peuvent initier des révisions de code et discuter des problèmes avant d’intégrer le nouveau code, afin de détecter les erreurs dès les premières étapes.
Automatisation de la compilation
Les serveurs et outils CI (y compris des solutions open source populaires comme Jenkins, CircleCI, GitHub, AWS CodePipeline et GitLab CI) surveillent en permanence le référentiel central pour détecter les modifications de code. Dès qu'une modification est repérée, les serveurs de compilation déclenchent automatiquement le processus de build, exécutent les workflows prédéfinis et compilent le code en vue des tests et, enfin, du déploiement.
Tests automatisés
Les outils CI exécutent une série de tests pour valider le code avant qu’il ne soit fusionné avec la base de code principale. Les tests unitaires vérifient les fonctions ou composants individuels en fournissant un retour immédiat sur le comportement du code. Les tests d'intégration, quant à eux, vérifient que les différents composants logiciels fonctionnent bien ensemble, identifiant les problèmes que les tests unitaires pourraient avoir manqués.
Dans certains workflows CI, des tests de bout en bout simulent les interactions des utilisateurs pour s'assurer que le logiciel se comporte correctement du point de vue de l'utilisateur. Les équipes peuvent également exécuter des tests de qualité du code et des analyses statiques pour évaluer la réactivité et la stabilité de l’application sous charge, tout en identifiant les violations des normes de codage et les vulnérabilités de sécurité.
Mécanismes de retour d'information et gestion des artefacts
Les serveurs CI avertissent immédiatement les développeurs en cas d’échec lors d’une compilation ou d’un test. Dans ce cas, la priorité est donnée à la correction du code pour garantir que la branche principale reste toujours déployable.
Si la compilation réussit, les serveurs génèrent des artefacts (comme des binaires compilés, des images Docker ou des installateurs), qui sont versionnés et stockés dans des dépôts d'artefacts pour des tests ou des déploiements futurs. Quel que soit le résultat, les meilleurs systèmes CI enregistrent les tentatives d'intégration, les taux de réussite et d'autres métriques, permettant ainsi aux équipes de toujours accéder à une documentation complète des versions.
L’importance des tests dans l’intégration continue
Les tests jouent un rôle crucial dans les processus d'intégration continue. Au minimum, ils représentent environ un tiers des activités CI, mais cela dépend aussi du nombre d’étapes de tests effectuées par les équipes. En réalité, les activités de test peuvent constituer la majeure partie de la workload des outils CI.
Les tests continus dans un environnement de CI commencent lorsqu’un développeur génère une compilation et un package (également appelés « entité installable » ou « entité empaquetée »), et prennent fin lorsque ce package est mis en production. Chaque étape, de bout en bout, fait partie de la suite de tests.
Dans le cadre des tests automatisés en CI, le développement piloté par les tests consiste à construire le code de manière itérative, en testant chaque cas d’utilisation un à un, et à informer les équipes des performances du code dans les différentes fonctionnalités de l'application.
Cependant, il est important que les développeurs exécutent tous les tests, ainsi que des sous-ensembles de tests, dans leur environnement local, afin de s'assurer que le code soumis au contrôle de version a passé avec succès tous les tests. Cette approche maximise la couverture des tests, prévient les régressions et pose les bases pour une livraison continue.
Selon les principes du DevOps, l’intégration continue se place au début du processus de développement logiciel. Les pipelines DevOps accélèrent la livraison de logiciels de haute qualité en automatisant et en combinant les efforts des équipes de développement et des opérations informatiques, qui travaillaient traditionnellement en silos.
Les meilleurs processus et cultures DevOps vont au-delà du développement et des opérations et incluent l’ingénierie des plateformes, des infrastructures, la sécurité, la conformité, la gouvernance, la gestion des risques, mais aussi les utilisateurs finaux et les clients. En d’autres termes, une bonne approche DevOps implique toutes les parties prenantes dans le cycle de vie du développement logiciel.
Dans le cadre de DevOps, la CI permet aux développeurs de vérifier leur code au moins une fois par jour pour empêcher les copies locales de s’éloigner trop de la branche principale du code. Cette approche permet aux équipes de prévenir les conflits de fusion qui pourraient compromettre les étapes de livraison et de déploiement.
Intégration continue (CI), livraison continue (CD) et déploiement continu
L’intégration continue est la première étape du pipeline CI/CD, suivie des processus de livraison continue et de déploiement continu.
La livraison continue (CD) intervient après la CI, automatisant la livraison des applications et des modifications validées du code (mises à jour, corrections de bugs, nouvelles fonctionnalités) dans tous les environnements nécessaires pour le développement, les tests et, finalement, la livraison aux utilisateurs finaux. Les processus CD maintiennent la phase de construction « verte », garantissant que les artefacts sont prêts à être déployés à tout moment.
Avec le déploiement continu (phase finale de DevOps), les modifications de code sont automatiquement envoyées en production et distribuées aux utilisateurs finaux. À ce stade, le code a passé tous les tests nécessaires et est donc prêt à être utilisé par le public. Les scripts ou outils de CI se chargent alors de déployer le logiciel sur des serveurs publics ou des plateformes de distribution (comme les app stores) et d’envoyer les mises à jour aux utilisateurs.
L'intégration continue dans le développement agile
L'intégration continue et le développement agile partagent de nombreuses caractéristiques, notamment l’automatisation des tests, ce qui rend intéressant d’analyser comment ces deux approches interagissent.
L’agile est une méthodologie qui divise le processus de développement en petites unités de travail appelées « sprints », afin de minimiser les obstacles, favoriser la collaboration et accélérer la livraison des logiciels. Les méthodologies agiles reconnaissent que les pratiques de développement et les besoins des clients évoluent constamment, rendant ces processus flexibles et adaptatifs.
En tant que telle, la méthode agile offre une approche itérative du développement qui permet aux équipes et aux entreprises de s'adapter plus facilement au changement et de faire évoluer les solutions logicielles au fil du temps. Et comme la CI encourage les mises à jour fréquentes et la validation du code, elle permet également aux équipes agiles de proposer des produits de haute qualité encore plus rapidement, ce qui en fait une pratique intrinsèquement agile.
Bonnes pratiques en matière d’intégration continue
La CI aide les équipes DevOps à s'appuyer sur un référentiel partagé pour coder, tester, déployer et prendre en charge les logiciels, mais il existe des mesures supplémentaires qu'une entreprise peut prendre pour optimiser le processus. Bonnes pratiques courantes de CI :
Une base de code consolidée et centralisée peut simplifier la distribution et la visibilité. De nombreuses organisations utilisent la gestion du contrôle du code source pour maintenir un référentiel unique qui suit et contrôle tous les fichiers associés à la compilation d'un produit.
Les organisations peuvent instaurer une culture de la cohérence en demandant aux développeurs de valider leurs modifications dans le flux de développement principal au moins une fois par jour. Cela permet aussi aux développeurs de vérifier que leur copie de travail est cohérente avec la branche principale.
L'optimisation des scripts de compilation, la parallélisation des tâches et l'utilisation de mécanismes de mise en cache peuvent réduire les temps de compilation. Les équipes peuvent aussi configurer les pipelines de CI pour que les nouvelles intégrations échouent tôt dans le processus en cas de problème. Cela permet de résoudre les problèmes rapidement et de passer moins de temps à déboguer.
Rendre l'environnement de test aussi proche que possible de l'environnement de production permet de s'assurer que les résultats des tests sont représentatifs du comportement réel du logiciel.
La mise en œuvre d'indicateurs de fonctionnalités pour contrôler la publication des nouvelles fonctionnalités permet aux systèmes de CI de fusionner des fonctionnalités incomplètes ou expérimentales dans la branche principale sans affecter la production.
L'examen périodique du pipeline de CI, en intégrant de nouveaux outils, technologies et bonnes pratiques, permet au pipeline de s'adapter aux besoins évolutifs du projet.
La mise en place d'un pipeline CI robuste, en particulier dans le cadre de DevOps et du développement agile, nécessite une planification minutieuse, notamment le choix des bons outils, la définition des workflows de compilation et de test, ainsi que la configuration de l'infrastructure. Ces pipelines doivent être entretenus régulièrement pour suivre les évolutions du code, des dépendances (comme les API) et de l'infrastructure.
Cependant, l'implémentation de la CI peut offrir de nombreux avantages, parmi lesquels :
Les processus de CI permettent de traiter les erreurs tôt dans le cycle, parfois en quelques minutes après l'enregistrement du code.
Tous les membres de l'équipe peuvent modifier le code, intégrer les changements, identifier les incompatibilités et résoudre les erreurs d'intégration, ce qui favorise le partage des connaissances et améliore la qualité du code grâce aux retours des pairs.
Comme le code est intégré en continu, les équipes passent moins de temps à intégrer et à tester de grandes quantités de code. De plus, la boucle de rétroaction rapide offerte par les outils de CI permet aux développeurs d'itérer plus rapidement et de livrer des mises à jour logicielles ainsi que de nouveaux produits aux utilisateurs finaux.
Des commits fréquents de code se traduisent par des modifications plus petites et plus incrémentielles, qui sont plus faciles à comprendre, à réviser et à tester. Cela réduit les risques d'introduire des problèmes majeurs dans la base de code pendant le développement.
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