Continuous Delivery – Software-Entwicklung in der Pipeline

Continuous Delivery (deutsch: „fortwährende Lieferung“) ist ein innovatives Konzept der Software-Entwicklung, das sich immer größerer Beliebtheit erfreut. Bei Continuous Delivery sind die Produktionsschritte Entwicklung, Qualitätssicherung und Auslieferung nicht endgültig, sondern wiederholen sich im Entwicklungsprozess immer wieder automatisch in einer Schleife, mittels der sogenannten Continuous Delivery Pipeline. Das hat den Vorteil, dass Sie Software-Produkte stückweise und in kurzen Intervallen einer Qualitätsprüfung unterziehen und schon ausliefern können, während Sie an dem Produkt noch weiterarbeiten. Dabei erhalten Sie in der Pipeline konstant Feedback, womit Sie die Software nach jeder Änderung am Quellcode sofort gezielt verbessern können.

Continuous Delivery beschreibt also einen wechselseitigen Prozess, der Entwicklung, Auslieferung, Feedback und Qualitätsmanagement miteinander vereint und automatisiert. So minimieren Sie langwierige und aufwendige Arbeitsschritte.

Dies ist der größte Vorteil von Continuous Delivery: Der automatisierte Prozess begünstigt sowohl den Kunden als auch den Entwickler. Für den Kunden ist das Produkt schneller verfügbar und in der Regel freier von Fehlern. Für Entwickler sind die ‚Feldtests‘ weitaus effektiver als das betriebsinterne Beta-Testing, weil sie wertvollere Daten und Hinweise liefern. Der gesamte Entwicklungsprozess wird sehr viel flexibler und das Risiko, eine fehlerbehaftete Software zu veröffentlichen, minimiert sich.

1. Commit Stage: In dieser ersten Testphase wird die Software-Version geprüft, die Software-Komponenten werden gebaut bzw. kompiliert und notwendige Unit-Tests durchgeführt. Nach erfolgreichem Testing ist die Phase abgeschlossen. Binärartefakte der Software-Komponenten werden im Bundle zusammengefasst und im Repository abgelegt. Dieses Paket ist anschließend maßgeblich für die Funktionalität der Pipeline, weil es den Software-Stand bestimmt. Darüber hinaus umfasst das Paket schließlich die Datenmenge, die später auf dem Zielsystem installiert wird. Die Testergebnisse in der Commit Stage lassen sich so den konkreten Änderungen im Quellcode zuordnen, was einen wesentlichen Vorteil von Continuous Delivery ausmacht.
    
2. Acceptance Test Stage: In der zweiten Testphase erfolgen die Akzeptanztests. Dazu gehören neben Integrationstests (funktioniert das Zusammenspiel der Komponenten?) die notwendigen Systemtests (funktioniert die Software auf Benutzerseite?). Außerdem gibt es einige optionale Tests, die in die Acceptance Test Stage integriert werden, etwa Performance-Tests und andere Tests, die die nichtfunktionalen Anforderungen der Software prüfen. Für die Acceptance Test Stage wird das in der vorherigen Phase erstellte Bundle weiterverwendet und in einer passenden Testumgebung installiert.
    
3. Eventuelle Fehler oder Komplikationen in diesen Phasen werden dokumentiert und, wenn nötig, als Feedback an den Entwickler geschickt. Das kann über E-Mail, Messaging-Programme oder spezielle Tools (s. u.) geschehen. Weil die Pipeline bei jeder Codeänderung ausgelöst wird, beziehen sich Fehlermeldungen bzw. Regressionen hier immer auf die letzte Änderung. So kann der Entwickler schnell und effizient reagieren und eventuelle Fehler beheben oder fehlerhaften Code nachbessern.
    
4. Je nach Bedarf werden nun manuelle Tests durchgeführt. Auch für diese Tests bedient sich die Pipeline des Bundles aus der ersten Phase und installiert dieses in einer geeigneten Testumgebung.
    
5. Werden alle Tests mit positivem Feedback abgeschlossen, kann das Paket auf dem Zielsystemmanuellinstalliert werden. Dafür ist meist nur ein ‚Knopfdruck‘ notwendig. Ist dieser Schritt auch automatisiert, spricht man von Continuous Deployment.

In einem Atemzug zu Continuous Delivery wird oft der Begriff Continuous Integration genannt. Allerdings gibt es einen wesentlichen Unterschied, der im Umfang liegt: Während Continuous Integration die Automatisierung des Testprozesses meint und den größten Teil der Pipeline mit Continuous Delivery teilt, erweitert Continuous Deliverydas Konzept und sieht auch den Release-Prozess der Software als automatisierten Vorgang vor. Somit ergänzt Continuous Delivery das Modell der Continuous Integration um den Endbenutzer, indem es gleichzeitig zum Testen schon das Produkt liefert.

Ob ein Entwickler lediglich Continuous Integration anwendet oder den Entwicklungsprozess auf Continuous Delivery erweitert, hängt von der Entwicklungsplanung, dem Entwicklungsteam und der Kundenbasis ab. Im Folgenden stellen wir beide Konzepte gegenüber:

Verschiedene Programme erleichtern Ihnen den Umstieg auf Continuous Delivery. Wir stellen vier davon vor.

Jenkins ist eine Webanwendung, die die kontinuierliche Integration von Komponenten für Software ermöglicht. Das Java-basierte Jenkins läuft dabei in beliebigen EJB-Containern und enthält neben unterschiedlichen Build-Tools (Apache Ant, Maven/Gradle, CVS, Subversion, Git u. a.) auch die für Continuous Delivery wichtigen automatischen Testverfahren (JUnit, Emma). Optionale Plug-ins sichern die Kompatibilität zu anderen Compilern. Die REST-basierte Programmierschnittstelle erlaubt darüber hinaus, dass andere Programme auf Jenkins zugreifen können. Jenkins ist ein kostenloses Open-Source-Programm. Es wird vor allem für Anfänger empfohlen, weil Interface und Funktionalität sehr einsteigerfreundlich gestaltet sind.

CircleCI ist eine ebenfalls webbasierte Anwendung für Continuous Integration, Delivery und Deployment. Dabei arbeitet CircleCI bevorzugt mit GitHub, GitHub Enterprise und Bitbucket. Außerdem bietet die Plattform viele praktische Features wie Auftragsmanagement, Ressourcenmanagement, Docker Support, Unterstützung aller bekannten Programmiersprachen, sicheres Caching, Datenanalyse mit Statistiken und umfassende Sicherheitskonzepte. CircleCI erhielt 2017 von Forrester die Auszeichnung „Leader in Continuous Integration“. Der erste Container ist kostenlos, ab dem zweiten fallen 50 US-Dollar pro Container und Monat an.

Microsoft Team Foundation Server (TFS) ist ein Kollaborationstool für Software-Projekte, die gemeinsam geplant, erstellt und anschließend verwaltet werden sollen. TFS ist der inoffizielle Nachfolger von Microsofts Visual SourceSafe. Für das gemeinsame Arbeiten an einem Software-Projekt unterstützt TFS verschiedene Entwicklungsverfahren, darunter CMMI, agile Software-Entwicklung und Scrum. Für die Arbeit werden in TFS die bekannten Office-Programme wie Word und Excel verknüpft und integriert, sodass Sie von TFS nicht auf ein anderes Programm wechseln müssen.

Für Continuous Integration, Delivery und Deployment stehen verschiedene Features zur Verfügung, mit denen Sie eine Pipeline bauen. Grundsätzlich trennt TFS den gesamten Prozess in die Abschnitte Versionskontrolle, Build, Reports und Benutzerverwaltung.

Teams mit maximal 5 Personen benutzen die kostenlose Express-Version, alle größeren Teams die kommerzielle Version, die etwa 6 US-Dollar pro Nutzer und Monat kostet. Dazu müssen Sie aber in der Regel auch eine Server-Lizenz erwerben. Sie können TFS auch ohne Monatsabonnement erwerben; dafür müssen Sie allerdings einen lokalen Händler kontaktieren. Der Preis scheint zwischen 500 und 700 Euro zu schwanken.

Codeship ist eine SaaS-Plattform für Continuous Integration (und Delivery), die sich in ihrem Umfang an die Bedürfnisse des Nutzers anpasst. Codeship unterstützt GitHub, Bitbucket und GitLab. Die verfügbaren Features richten sich dabei nach dem jeweiligen Bezahlplan: In der kostenlosen Version liefert Codeship eine voreingestellte CI-Umgebung und kümmert sich auch um den Workflow, der bei CI/CD anfällt. Darüber hinaus erlaubt die kostenlose Variante effizientes Caching und paralleles Testen von Builds in geteilten und vorkonfigurierten Containern. Der kostenlose Plan erlaubt 100 Builds pro Monat bei einem durchgängigen Build sowie eine Test-Pipeline. Hervorzuheben ist eine fehlende Obergrenze für Projekte, Nutzer und Teams.

Um mehr aus Codeship herauszuholen, können Sie „Codeship Basic“ erwerben, das ab ca. 45 Euro/Monat erhältlich ist und abhängig von der Teamgröße teurer wird. Die ebenfalls kostenpflichtige Version „Codeship Pro“ erweitert die Feature-Liste um einen Docker-Support, die „komplette Kontrolle“ über die Build-Umgebung, lokale Builds und eine bessere Kontrolle über den Workflow. Außerdem werden mehrere Tools zugänglich, die Continuous Integration/Delivery noch effizienter und transparenter machen. Codeship Pro kostet je nach Anzahl der parallelen Builds pro Monat ca. 70 Euro.