阿里技術(shù)人的第一節(jié)課都上些什么

本文來源：阿里技術(shù)

今天是9月10日，在此對所有老師道一聲——教師節(jié)快樂！

今天向大家介紹的課程，是阿里技術(shù)童鞋的必修課，講解的是在阿里如何進行軟件開發(fā)，進而集成和交付上線。你可以借此了解業(yè)界熟悉的持續(xù)交付、DevOps等理念在阿里是如何落地的，同時也能看到一些阿里獨特的工作方式。

從源碼到上線

事情可不簡單

什么叫程序？或者說，什么叫軟件？這里面似乎有歧義。有時候指的是源代碼，有時候指的是安裝包或者安裝光盤，比如“我下載了一個軟件”。有時指的是已經(jīng)安裝好隨時可以運行的程序，比如“手機上新裝了一個應用”。還有的時候指的是正在運行中的，正在提供服務的程序，比如一個網(wǎng)站。

這些不同的含義反映了一件事：單純的源代碼，還不能提供服務，不能為用戶帶來價值。只有源代碼被構(gòu)建打包，并且被部署運行起來，才能為用戶帶來價值。

那么，如何才能部署運行起來，為用戶提供服務呢？這很麻煩嗎？——是的，這很麻煩。

想象一下，假如你是一個初創(chuàng)企業(yè)的CTO。天上忽然掉餡兒餅，掉下來五個Git庫，源代碼已經(jīng)寫好，而且一點兒毛病都沒有。每個Git庫能編譯成一個war包。你需要把每個war包部署到100臺服務器上，總共需要500臺服務器。另外，隨著用戶的使用，會不斷追加新功能，產(chǎn)生新版本，需要更新服務器上的軟件版本。

假定你不是在阿里巴巴，假定也沒有阿里云，假定你只是有很多錢可以雇到合適的人，你想想一共有多少事情要做？

先要買或者租機房，再買服務器，風火水電都要搞穩(wěn)妥。更要接好網(wǎng)絡(luò)，每臺機器要裝好操作系統(tǒng)的合適版本。不止是操作系統(tǒng)，還有相關(guān)基礎(chǔ)軟件、路由、數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控系統(tǒng)、日志收集系統(tǒng)以及中間件等都是必須的。哦，域名還忘了申請了……

這些搞定之后，才能安裝那些war包。這么多臺，肯定不能一臺一臺操作，累死了，得有個批量操作的方法。可這方法怎么弄呢？另外，考慮到將來要更新軟件版本，所以這還不是一次能搞定的事情，那更是得批量操作了。更新版本的時候，還有個麻煩事，不能一下子都停機啊，那不就要出事故了。所以得分批來。比如，先更新20%的機器，再更新20%，如此一共五批弄完。

往細節(jié)看，其中更新某一臺機器，其實都是個挺復雜的過程。首先下載新的war包到這臺機器，然后開始替換過程。先得把流量切走，切流量前，還得先把監(jiān)控報警關(guān)上。流量切走了，就可以停止當前war包的運行。然后用新的war包代替舊的war包，啟動試試看。假如通過了一些基本的自動檢測，說明新war包大體上能運行，于是就開始切流量回來，很后把監(jiān)控報警恢復。

忒麻煩！！

還好有工具幫忙

怎么辦？——用趁手的工具啊！正是為了提高大家的工作效率，讓大家能夠集中精力在具體業(yè)務本身的研發(fā)上，阿里巴巴集團多年以來建設(shè)了一整套基礎(chǔ)設(shè)施。

在交付層和運維層，都有大量的基礎(chǔ)設(shè)施。但這些，大家可能感受不深。對于一個應用來講，它很關(guān)心的事情，基本都是通過Aone暴露出來的。Aone也就是很上層研發(fā)層的主要工具。

注：本文提及的阿里內(nèi)部產(chǎn)品叫Aone，Aone于2021年正式對外開放，更名為云效。

回到前面討論的場景，把完美的源代碼發(fā)布上線這個過程，那么大體步驟應該是：

第一步，把運行環(huán)境初始化好。這一步目前同學們基本可以在Aone上一站式完成了，就是在Aone上注冊一個新應用，然后根據(jù)向?qū)е敢焉暇€任務一項一項配下來。當然還有些內(nèi)容比如數(shù)據(jù)庫還需要訪問其他系統(tǒng)申請配置，將來我們努力做成一站式配置好。

第二步，根據(jù)源碼構(gòu)建出壓縮包（基本就是把war包壓縮一下），然后把壓縮包部署到各目標服務器上。這一步，可以在Aone上一鍵完成。將來更新版本也一樣。點一下按鈕，所有事情都做完。這就是用Aone的好處。

阿里巴巴相關(guān)術(shù)語

為了使用Aone，我們得了解一些Aone的 關(guān)鍵概念。其實是在阿里巴巴開發(fā)時，大家一開始約定俗成的概念，后來固化在Aone上。我們一個一個來看：

應用：Git庫里裝的是源代碼，這是程序的一種形態(tài)。那么運行中的程序叫什么呢？在阿里巴巴，我們管它叫“應用”。一般來說，一個Git庫，構(gòu)建生成一個包，產(chǎn)生一個應用，在若干臺服務器/虛擬機/容器中運行，在測試、線上環(huán)境中運行。一般應用跟Git庫是一比一的關(guān)系，不過也有各種尤其情況，比如一個Git庫里有多個應用。所以，我們確實需要應用這個概念。另外，應用不僅包括了應用主包（通常是war包打成tgz包），也包括了運行所需環(huán)境的配置，比如tomcat版本等。

二方包：三方包，指的是來自阿里巴巴外部的，開源或商業(yè)的包，比如jar包、rpm包等。而二方包，則是指來自阿里巴巴內(nèi)部的，通常是其他團隊的包。也就是說，一個團隊研發(fā)出這個二方包，公布出來，供各團隊使用。當然，也可能就是供團隊自己使用。反正，只要是來自阿里內(nèi)部的，上傳到Nexus或Yum這樣的包的倉庫的，就都算二方包。

產(chǎn)品/產(chǎn)品線/產(chǎn)品樹：應用是從部署運維的角度看運行中的程序。產(chǎn)品是從使用者的角度看運行中的程序。通常產(chǎn)品由一到多個應用組成。產(chǎn)品進而構(gòu)成產(chǎn)品線，這樣一級一級地上去，形成了一棵樹，叫產(chǎn)品樹。產(chǎn)品樹的根節(jié)點，就是阿里巴巴。產(chǎn)品樹的第一級展開，是各個BU。

變更：在外面的世界，現(xiàn)在變更通常是指線上運行環(huán)境的變化，比如更新了軟件版本，比如擴容、縮容等運維操作。在阿里巴巴，變更也有這個含義。但是在阿里巴巴，變更還有一個含義，軟件研發(fā)過程中的含義。通常我們把一條feature分支就對應到一個變更。于是也常管這條feature分支叫變更分支。從這個角度看集成，就是把若干變更攢到一起，通過各種質(zhì)量檢測后，部署上線。

發(fā)布：發(fā)布，release，這個詞經(jīng)常是指軟件版本公布出來供使用。但在阿里巴巴，這個詞不僅對應于部署到線上環(huán)境，即使是部署到測試環(huán)境，也叫發(fā)布。換句話說，發(fā)布基本上就是部署的代名詞。比如每個變更覺得自己OK了，就點一下變更詳情頁面上的“提交待發(fā)布”這個鈕，標記一下。然后，在集成測試環(huán)境（也就是日常環(huán)境）對應的流程階段的詳情頁面，就能看見這個變更。再選中它，然后點擊“提交發(fā)布”這個鈕，就與其他變更分支一起合并到發(fā)布分支，并部署到測試環(huán)境啦。

技術(shù)發(fā)展趨勢

發(fā)布部署方面，在阿里巴巴，時下很重要的變革當然是Docker化。

那么這一波浪潮之后，下一波浪潮會是什么呢？有可能是Serverless架構(gòu)。這方面的文章也很多，大家可以翻翻看。

提高質(zhì)量的多種方法

剛才我們給的是一個天上掉餡兒餅的例子，忽然間得到了完美的源代碼，然后考慮構(gòu)建并部署上線。現(xiàn)實世界中哪兒有這樣的好事兒啊。代碼里面肯定有bug。那么，怎么能夠有效率地把問題找出來，繼而修復好？具體有哪些方法？

按四個象限梳理

為方便梳理，我們劃一個橫軸，一個縱軸，然后按照得到的四個象限，梳理各種質(zhì)量保證方法。這里所說的橫軸，在很左邊，是源代碼。在很右邊，是運行中的程序。這里所說的縱軸，在很上邊，是自動化，在很下邊，是人工。

先看左半部分。左下角，人工的對源代碼的檢測。這主要對應的是代碼評審。我們在代碼服務這門課上介紹的。此外，安全評審有時也有人工介入。

左上角，自動對源代碼的檢測。代碼規(guī)約的自動檢查工具，就落在這里。事實上，還有不少工具也落在這里，論品牌，有Sonar、PMD等。論方法，有圈復雜度等。所有這些自動檢測，被稱之為Staticprogramanalysis或Staticcodeanalysis，靜態(tài)程序分析/靜態(tài)代碼分析。

這方面，在阿里巴巴有工具支持，對應的是Aone的實驗室這個功能。可以通過實驗室，接入各種靜態(tài)程序分析工具和方法。實驗室的前身是CISE。現(xiàn)在CISE也仍然是實驗室背后的引擎。所以有時候聽別人說CISE的時候，你就知道其實指的就是實驗室啦。

再來看右半部分。右上角，是自動的對運行中的程序的檢測。這也就是常說的自動測試啦。在阿里巴巴，也是主要由Aone的實驗室來向大家提供相應服務。這包括單元測試/集成測試；接口測試/WebUI測試；功能測試/性能測試，等等。

右下角，是人工測試。雖說是人工測試，工具也同樣可以提供支持，主要是治理測試用例。相應的工具是Aone中的測試用例治理。

測試環(huán)境隔離技術(shù)

不論是自動測試還是人工測試，只要是需要先把應用部署到測試環(huán)境，那就跟測試環(huán)境的治理有關(guān)系了。測試環(huán)境的治理，我們專門講一講測試環(huán)境隔離技術(shù)。

想象一下，你開發(fā)了一個feature，也就是一個變更。為了讓它比較靠譜再送去集成，你需要對它進行測試。單元測試當然好，但這是不夠的。需要盡可能模擬真實環(huán)境進行測試。那么問題來了，如何盡可能模擬真實環(huán)境？比如，為每個淘系的工程師另搭一個淘寶測試用？這費用咱真花不起……

怎么解決這個問題？阿里巴巴用了一個聰明的方法，測試環(huán)境隔離。讓大家共享一個測試環(huán)境，但又仿佛每個人都是獨占它的，互相不干擾。

具體說來，假定搭起一套測試環(huán)境，需要1000臺機器，分別運行應用ABCDE……。這個環(huán)境我們稱作日常測試環(huán)境。每個應用的版本，我們姑且稱之為A0、B0、C0、D0、E0……

現(xiàn)在假定甲這名同學在開發(fā)A這個應用的一個變更，在開發(fā)過程中，現(xiàn)在產(chǎn)生的應用版本是A1。于是把A1部署到單獨一臺機器上，并用一些神奇的技術(shù)（通過中間件等）與剛才說的日常測試環(huán)境連通。于是，在甲這名同學看來，他所面對的系統(tǒng)是A1、B0、C0、D0、E0……而且仿佛他獨占了這個系統(tǒng)。

類似地，假如乙這名同學為了一個feature，在開發(fā)A和B分別拉出變更分支，產(chǎn)生A2、B2。那么A2、B2將分別被部署到單獨的機器上，然后它們一起與日常測試環(huán)境連通。于是，在乙這名同學看來，他所面對的系統(tǒng)是A2、B2、C0、D0、E0……從乙的角度看，他仿佛獨占了整個測試系統(tǒng)。甲和乙在測試時，不會互相干擾。

有了這樣的解決方案，就同時達到了兩個目標：盡量模擬真實的環(huán)境；用不高的代價。

關(guān)于測試環(huán)境隔離技術(shù)，這里只是簡單介紹下原理。

阿里巴巴相關(guān)術(shù)語

項目環(huán)境：就是前面說的，測試一個feature所需的測試環(huán)境。可能對應一個應用上的一個變更，也有可能對應多個應用。項目環(huán)境使用了上面講的測試環(huán)境隔離技術(shù)，背后接的一整套測試環(huán)境，是日常環(huán)境。

日常環(huán)境：就是集成測試環(huán)境。把各個變更攢在一起，然后部署到這里，看是不是能work。

預發(fā)環(huán)境：這個環(huán)境比日常環(huán)境更接近真實環(huán)境。事實上，從網(wǎng)絡(luò)隔離的角度，它不是在測試網(wǎng)，而是在生產(chǎn)網(wǎng)。它所連接的數(shù)據(jù)庫，也通常就是線上運行使用的數(shù)據(jù)庫。一般來說，是先在日常環(huán)境測試，通過了再到預發(fā)環(huán)境測一下。

正式環(huán)境：正式環(huán)境就是生產(chǎn)運行的真實環(huán)境，向廣大用戶提供服務。

流水線

所謂流水線，通俗地講就是把不同的工作按一定順序串起來。為什么要串起來呢？

首先，有些工作天生就是有先后順序的。假如想部署，總得先構(gòu)建吧。所以構(gòu)建-部署，就是天然的工作順序。假如每次都是先點個按鈕做構(gòu)建，等構(gòu)建結(jié)束后再點個按鈕做部署，似乎有點兒笨，不如點一個按鈕，把這兩件事按順序都做了。

其次，為保證質(zhì)量，我們想往流程里面加規(guī)則和卡點。比如，必須通過代碼評審和安全評審，才答應合并代碼。這些質(zhì)量保證性的工作，還有可能有不同的順序和頻率。典型的單元測試和靜態(tài)程序分析應該早做，頻繁地做。而整個鏈路的測試，比較費勁，頻率可以相對低些。因此，這些工作也是流水線中的環(huán)節(jié)，并且可能以不同頻率執(zhí)行。不同頻率這個事兒，就是持續(xù)交付這個流行詞兒中所說的不同stage(階段)不同頻率。

Aone提供了把不同的工作串接的能力，也就是流水線的能力。在分支模式下，每個環(huán)境，比如日常、預發(fā)、正式，分別對應一條流水線。在GitFlow和自由模式下，你甚至可以把所有工作內(nèi)容，從代碼提交到很后正式發(fā)布，做到一個流水線里。看著代碼過一道道“關(guān)口”，然后發(fā)布上線，還是很爽的。

結(jié)語

以上，概要地介紹了從源代碼到上線的基本的構(gòu)建部署過程，講解了各種質(zhì)量保證方法及其工具支持，講解了流水線把流程作業(yè)連接起來自動運轉(zhuǎn)。這些能力合在一起，就實現(xiàn)了對持續(xù)交付的一整套工具支持方案。當然，假如你問DevOps的工具支持方案，我也會說，以上幾部分，構(gòu)成了DevOps的工具支持方案……名字是次要的， 關(guān)鍵是幫上廣大研發(fā)同學的忙，高效且穩(wěn)妥的開發(fā)和發(fā)布。

我有茶，你有故事嗎？

三尺講臺，三寸舌，三寸筆，三千桃李；十年樹木，十載風，十載雨，十萬棟梁。感謝生命中出現(xiàn)的每一位師者，是你們教會了我們成長和愛。

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