Softwareentwicklung ist ein fragiler, störungsanfälliger Prozess - das gilt umso mehr, wenn mehrere Personen an einem gemeinsamen Projekt arbeiten. Nicht nur, dass der Code jedes einzelnen Entwicklers Fehler enthalten könnte, auch bei der Zusammenführung der Codebestandteile und deren Integration in die bestehende Produktumgebung können Probleme entstehen. Hinzu kommt, dass der Prozess äusserst zeitintensiv ist - darüber beklagte sich auch mein Kunde Yannick, der gemeinsam mit seinen zwei Kollegen ein Unternehmen führte, das kleinere Softwareprojekte realisierte. Häufig arbeiteten die drei Entwickler am gleichen Projekt, aber die anschliessende Zusammenführung kostete regelmässig viel Zeit - und damit auch Geld. Deshalb richtete ich für Yannick eine Gitlab CI/CD Pipeline ein, die die Zusammenarbeit mehrerer Entwickler deutlich vereinfacht. In diesem Beitrag erkläre ich dir mehr über CI/CD Pipelines und gebe dir praktische Tipps, wie du diese selbst implementieren kannst.

Beginnen wir zunächst mit einer CI/CD Pipeline Erklärung: Dabei handelt es sich um ein Tool, das über einige automatische Funktionen verfügt und so die gemeinsame Arbeit mehrerer Entwickler am selben Projekt unterstützt. Du kannst dir das ein wenig wie eine Strasse vorstellen, an der verschiedene Häuser liegen. Jedes Haus - das sind die einzelnen Softwareentwickler - hat einen Zugang zur Strasse. Und dank entsprechender Vorschriften können alle Hausbewohner die Strasse gemeinsam nutzen, ohne sich gegenseitig zu behindern oder zu blockieren.

So ist es auch bei einer CI/CD Pipeline. Verschiedene Softwareentwickler arbeiten simultan an verschiedenen Codefragmenten. Die Pipeline sorgt anschliessend automatisch dafür, dass sich die einzelnen Codebestandteile nicht gegenseitig in ihrer Funktion einschränken. Dafür ist die Funktion Continuous Integration oder kurz CI zuständig. Am Ende der Pipeline kommt produktionsbereiter Code heraus, der bereits automatisch auf Fehler überprüft wurde. Dieser wird dann manuell oder ebenfalls automatisch an die Produktion weitergeleitet, je nachdem, ob man mit Continuous Delivery oder Continuous Deployment arbeitet. Häufig werden CI/CD Pipelines beim DevOps-Ansatz genutzt.

Für die Umsetzung einer solchen Pipeline stehen dir verschiedene Anbieter zur Verfügung. Besonders empfehlenswert sind GitHub Actions und GitLab CI/CD. Beide überzeugen durch ihre einfache Implementierung, der intuitiven Bedienung und dem umfangreichen Leistungsspektrum. Zudem handelt es sich bei GitLab und GitHub um beliebte Entwicklungsplattformen für Software, die von vielen KMU genutzt werden. Werfen wir deshalb einen genaueren Blick auf einige Möglichkeiten zur Erstellung einer CI/CD Pipeline.

Die Grundlage für eine GitLab CI/CD Pipeline ist ein Quellcode-Repository. Hierin wird nicht nur der Code selbst, sondern auch das Pipeline-Template gespeichert. Zudem werden in der GitLab CI/CD Pipeline üblicherweise drei Phasen sowie Anweisungen, was in diesen passieren soll, definiert.

Beispiel anhand drei einfacher Schritte:

Die erste Phase, Build, umfasst den Prozess, wenn Entwickler neuen oder veränderten Code in das Repository hochladen. Die GitLab CI Pipeline erstellt daraufhin eine ausführbare Kompilation des Codes. Die nächste Phase trägt den Namen Test. Für diese Phase schreiben die Entwickler zum Projekt passende Tests, die dann automatisch von der GitLab CI/CD Pipeline durchgeführt werden. Deploy ist die dritte Phase. In dieser kannst du als Entwickler festlegen, ob Code, der die Tests erfolgreich durchlaufen hat, automatisch oder manuell dem Kunden bereitgestellt wird.

Ein besonderes Feature der GitLab CI/CD Pipeline sind sogenannte Auto-DevOps. Dabei handelt es sich um vordefinierte Konfigurationen, die auf Branchenstandards beruhen und als Grundlage für deine individuelle CI/CD Pipeline dienen können. Zudem erhältst du Zugriff auf den CI/CD Katalog, der zahlreiche veröffentlichte CI/CD Pipeline Projekte zur Inspiration enthält.

Bei Jenkins handelt es sich um einen Open-Source-Automatisierungsserver, der auf der Programmiersprache Java basiert. Aufgrund zahlreicher Plugins, die vielfältige Anbindungen an andere Plattformen ermöglichen - unter anderem an GitLab -, ist Jenkins ein beliebter CI/CD Server. Das CI/CD Pipeline Setup umfasst die Installation von Jenkins, dessen Konfiguration und das Herunterladen entsprechender Plugins. Anschliessend werden auch hier die drei Phasen Build, Test und Deploy erstellt und mit gewünschtem Code gefüllt. Pluspunkt von Jenkins: Die einzelnen Phasen können auf verschiedene Rechner verteilt werden, wodurch Arbeiten noch effizienter durchgeführt werden können.

Die Red Hat Ansible Automation Platform ist eine weitere Automatisierungsplattform, die sich zur Erstellung von CI/CD Pipelines eignet. Es handelt sich ebenfalls um ein Open-Source-Tool, für das zahlreiche Plugins und damit Anschlussmöglichkeiten vorhanden sind. Ansible Automation zeichnet sich vor allem durch seine Benutzerfreundlichkeit aus. Programmierkenntnisse sind in dem modulbasierten Tool nicht nötig, stattdessen wurde die Aufsetzung und das Handling der Pipeline so einfach wie möglich gehalten. So können auch Menschen ohne umfangreiche Entwicklerfähigkeiten in CI/CD Pipeline Projekte integriert werden, zum Beispiel die späteren Softwarebetreiber. Diese Vorgehensweise - also das transparente Sichtbarmachen der gesamten Softwareentwicklung und des Softwarebetriebs - entspricht der DevOps-Philosophie, die durch eine möglichst einfache Benutzersprache gefördert wird.

Wenn du deine erste CI/CD Pipeline aufsetzen möchtest, kannst du nach der folgenden Schritt-für-Schritt-Anleitung vorgehen. Als erstes musst du dich für einen CI/CD Server entscheiden, auf dem die Pipeline implementiert wird. Einige Kriterien, die sich auf die Wahl des Anbieters auswirken können:

Sobald das entsprechende CI/CD Pipeline Setup installiert wurde, kannst du dich mit den drei Phasen Build, Test und Deploy auseinandersetzen. Überlege dir, was jeweils getestet werden soll und womit - die Grundlage hierfür sind Vorgänge, die du bisher bei jedem Projekt manuell durchführen musst. Diese Tests setzt du dann mit der Programmiersprache, auf der dein CI/CD Pipeline Project basiert, um.

Bei der Erstellung von CI/CD Pipelines kommt es immer wieder zu typischen Fehlern. Einer davon ist die mangelnde Berücksichtigung der Skalierbarkeit. Pipelines werden oft an die aktuellen Bedürfnisse angepasst; nimmt dann der Umfang der Softwareprojekte zu, reicht die Leistung des CI/CD Servers nicht mehr aus.

Eine weitere Herausforderung betrifft die Testphase - diese ist nämlich nur so gut wie die definierten Tests, die implementiert wurden. Sind diese hingegen nicht relevant oder decken einen wichtigen Testfall nicht ab, ist ihre Aussagekraft begrenzt.

Befindet sich die CI/CD Pipeline zudem in mehreren Umgebungen oder steckt ein überaus komplexes System dahinter, besteht das Risiko, den Überblick über die laufenden Prozesse zu verlieren. Besser ist deshalb immer eine kompakte Struktur, die sämtliche Abläufe transparent offenlegt.

Eine CI/CD Pipeline ist ein wirkungsvolles Werkzeug zur Steigerung der Effizienz von Softwareentwicklung - allerdings nur, wenn sie entsprechend konfiguriert wird. Doch keine Sorge, ich stehe dir bei der Implementierung deiner ersten Pipeline mit Rat und Tat zur Seite: entweder in Form von beratender Unterstützung oder direkt bei der Umsetzung. Melde dich deshalb gleich jetzt für ein unverbindliches Kennenlerngespräch an und gemeinsam ebnen wir den Weg für Softwareentwicklung auf einem ganz anderen Niveau!