ابزارهای تست, تست خودکار, تست نرم افزار

راه‌اندازی پایپ‌لاین CI/CD پایه برای تست‌های خودکار (Jenkins/GitLab CI)

انتشار در تاریخ توسط محمد عسکری

فهرست مطالب

در دنیای پویای توسعه نرم‌افزار امروز، سرعت و کیفیت دو رکن اساسی موفقیت محسوب می‌شوند. تیم‌های توسعه‌دهنده همواره به دنبال روش‌هایی برای ارائه سریع‌تر محصولات با کمترین خطا هستند. اینجاست که مفاهیم یکپارچه‌سازی مداوم (Continuous Integration – CI) و تحویل/استقرار مداوم (Continuous Delivery/Deployment – CD)، به همراه تست‌های خودکار، نقشی حیاتی ایفا می‌کنند. راه‌اندازی یک پایپ‌لاین CI/CD قدرتمند، نه تنها فرآیند توسعه را بهینه می‌کند، بلکه تضمین می‌کند که هر تغییری در کد، پیش از رسیدن به دست کاربر نهایی، به طور کامل و خودکار تست شده است.

این مقاله به عنوان یک راهنمای جامع، شما را با اصول اولیه راه‌اندازی یک پایپ‌لاین CI/CD پایه، با تمرکز ویژه بر اجرای تست‌های خودکار و با استفاده از ابزارهای محبوبی چون Jenkins و GitLab CI، آشنا خواهد کرد. هدف ما ارائه دیدی عملی و کاربردی است تا بتوانید اولین گام‌ها را در این مسیر با اطمینان بردارید.

مبانی CI/CD و تست خودکار

پیش از پرداختن به جزئیات فنی، درک مفاهیم بنیادین ضروری است.

یکپارچه‌سازی مداوم (CI) چیست؟

یکپارچه‌سازی مداوم (CI) یک عمل توسعه نرم‌افزار است که در آن توسعه‌دهندگان به طور منظم تغییرات کد خود را در یک ریپازیتوری مرکزی ادغام می‌کنند. پس از هر ادغام، یک ساخت (Build) خودکار انجام شده و تست‌هایی (معمولاً تست‌های واحد و یکپارچه‌سازی) برای تشخیص سریع خطاها اجرا می‌شوند. هدف اصلی CI، شناسایی و رفع مشکلات یکپارچه‌سازی در مراحل اولیه توسعه است.

  • مزایای CI:
    • کاهش ریسک‌های یکپارچه‌سازی
    • افزایش سرعت شناسایی باگ‌ها
    • بهبود کیفیت کد
    • افزایش شفافیت در فرآیند توسعه

تحویل/استقرار مداوم (CD) چیست؟

تحویل مداوم (Continuous Delivery) گامی فراتر از CI است. در این روش، هر تغییری که از مراحل ساخت و تست خودکار با موفقیت عبور کند، به طور خودکار برای استقرار (Deployment) در محیط‌های مختلف (مانند محیط تست، محیط پیش‌تولید یا Staging) آماده می‌شود. تصمیم نهایی برای استقرار در محیط تولید (Production) معمولاً به صورت دستی و پس از تاییدهای لازم انجام می‌گیرد.

استقرار مداوم (Continuous Deployment) شکل پیشرفته‌تر CD است که در آن، هر تغییر موفقیت‌آمیز، به طور کاملاً خودکار و بدون دخالت انسانی، مستقیماً به محیط تولید منتقل می‌شود.

  • مزایای CD:
    • کاهش زمان عرضه به بازار (Time-to-Market)
    • انتشارهای کوچک‌تر و کم‌ریسک‌تر
    • افزایش قابلیت اطمینان فرآیند استقرار
    • دریافت بازخورد سریع‌تر از کاربران

اهمیت تست خودکار در پایپ‌لاین CI/CD

تست خودکار قلب تپنده یک پایپ‌لاین CI/CD مؤثر است. بدون تست‌های خودکار جامع و قابل اعتماد، نمی‌توان از کیفیت کد و عملکرد صحیح اپلیکیشن در هر مرحله اطمینان حاصل کرد. این تست‌ها باید بتوانند به سرعت اجرا شوند و بازخورد دقیقی در مورد وضعیت کد ارائه دهند.

  • نقش تست خودکار:
    • تضمین کیفیت در هر کامیت (Commit)
    • جلوگیری از ورود باگ‌های جدید (Regression)
    • کاهش نیاز به تست دستی و صرفه‌جویی در زمان
    • افزایش اعتماد به نفس تیم برای اعمال تغییرات سریع

انواع تست‌های قابل اجرا در پایپ‌لاین

بسته به مرحله و هدف پایپ‌لاین، انواع مختلفی از تست‌ها می‌توانند اجرا شوند:

  • تست‌های واحد (Unit Tests): کوچکترین بخش‌های کد (توابع، کلاس‌ها) را به صورت مجزا تست می‌کنند. سریع اجرا می‌شوند و برای شناسایی مشکلات منطقی در سطح کد بسیار مفیدند.
  • تست‌های یکپارچه‌سازی (Integration Tests): تعامل بین ماژول‌ها و سرویس‌های مختلف برنامه را بررسی می‌کنند.
  • تست‌های عملکردی (Functional Tests) / تست‌های End-to-End (E2E): عملکرد کلی برنامه را از دید کاربر نهایی شبیه‌سازی می‌کنند.
  • تست‌های کارایی (Performance Tests): سرعت، پایداری و مقیاس‌پذیری برنامه تحت بارهای مختلف را ارزیابی می‌کنند.
  • تست‌های امنیتی (Security Tests): آسیب‌پذیری‌های امنیتی احتمالی را شناسایی می‌کنند.

در یک پایپ‌لاین پایه، تمرکز اصلی معمولاً بر روی تست‌های واحد و یکپارچه‌سازی است.

پیش‌نیازهای راه‌اندازی پایپ‌لاین CI/CD

پیش از شروع به راه‌اندازی پایپ‌لاین، اطمینان از وجود پیش‌نیازهای زیر ضروری است:

  1. سیستم کنترل نسخه (Version Control System – VCS): استفاده از یک VCS مانند گیت (Git) برای مدیریت کد منبع الزامی است. پایپ‌لاین CI/CD به این سیستم متصل شده و تغییرات را از آن دریافت می‌کند.
  2. اسکریپت‌های تست خودکار: باید مجموعه‌ای از تست‌های خودکار معتبر و قابل اجرا برای پروژه خود داشته باشید. این تست‌ها باید از طریق خط فرمان قابل اجرا باشند.
  3. محیط ساخت (Build Environment): ابزارها و وابستگی‌های لازم برای کامپایل، ساخت و پکیج‌بندی پروژه باید مشخص و قابل دسترس باشند (مثلاً Maven برای جاوا، npm برای Node.js، pip برای پایتون).
  4. ابزار CI/CD: انتخاب یک سرور CI/CD مناسب، مانند Jenkins یا GitLab CI.
  5. زیرساخت اجرایی: سرور یا ماشین‌هایی (Runners یا Agents) که وظایف پایپ‌لاین (ساخت، تست و …) روی آن‌ها اجرا خواهد شد.

گام‌های راه‌اندازی یک پایپ‌لاین CI/CD پایه برای تست‌های خودکار

در این بخش، مراحل کلی و سپس نمونه‌های عملی با Jenkins و GitLab CI را بررسی خواهیم کرد.

انتخاب ابزار CI/CD

بازار ابزارهای CI/CD گسترده است. برخی از محبوب‌ترین‌ها عبارتند از:

  • Jenkins: یک ابزار متن‌باز، بسیار انعطاف‌پذیر و با جامعه کاربری بزرگ. نیازمند مدیریت و پیکربندی بیشتری است.
  • GitLab CI/CD: به طور یکپارچه با پلتفرم GitLab ارائه می‌شود. پیکربندی آن از طریق یک فایل gitlab-ci.yml. در ریپازیتوری انجام می‌شود و استفاده از آن ساده‌تر است.
  • GitHub Actions: راهکار CI/CD یکپارچه با GitHub، مشابه GitLab CI.
  • CircleCI: یک سرویس ابری محبوب با تمرکز بر سرعت و سادگی.
  • Travis CI: یکی از اولین سرویس‌های CI/CD ابری، به‌ویژه برای پروژه‌های متن‌باز.

برای این مقاله، بر Jenkins و GitLab CI تمرکز خواهیم کرد.

مثال عملی: راه‌اندازی پایپ‌لاین پایه با جنکینز (Jenkins)

جنکینز به دلیل انعطاف‌پذیری و پلاگین‌های متعدد، گزینه‌ای قدرتمند است.

  1. نصب و پیکربندی اولیه جنکینز:
    • جنکینز را بر روی سرور خود نصب کنید. (دستورالعمل‌های نصب در وب‌سایت رسمی جنکینز موجود است).
    • پس از نصب، از طریق مرورگر به آدرس جنکینز (معمولاً http://your_server_ip:8080) دسترسی پیدا کرده و مراحل اولیه پیکربندی، شامل نصب پلاگین‌های پیشنهادی (مانند Git plugin, Pipeline plugin) را انجام دهید.
  2. ایجاد یک Job جدید:
    • در داشبورد جنکینز، روی “New Item” کلیک کنید.
    • یک نام برای پروژه خود وارد کنید (مثلاً my-test-pipeline).
    • گزینه “Pipeline” را انتخاب کرده و “OK” را بزنید.
  3. پیکربندی پایپ‌لاین:
    • در صفحه پیکربندی Job، به بخش “Pipeline” بروید.
    • در اینجا دو گزینه اصلی دارید:
      • Pipeline script: اسکریپت پایپ‌لاین (به زبان Groovy، معروف به Jenkinsfile) را مستقیماً در رابط کاربری جنکینز وارد کنید.
      • Pipeline script from SCM: بهترین روش، که در آن اسکریپت پایپ‌لاین (فایلی به نام Jenkinsfile) را در ریشه ریپازیتوری گیت خود قرار می‌دهید و جنکینز آن را از آنجا می‌خواند. این روش “Pipeline as Code” نام دارد.
    • مثال Jenkinsfile برای یک پایپ‌لاین ساده تست:
pipeline {
    agent any // مشخص می‌کند که پایپ‌لاین روی هر Agent در دسترس قابل اجراست

    stages {
        stage('Checkout') { // مرحله دریافت کد از ریپازیتوری
            steps {
                git 'https://your-git-repository.com/project.git' // آدرس ریپازیتوری خود را جایگزین کنید
            }
        }
        stage('Build') { // مرحله ساخت پروژه (مثال برای یک پروژه Node.js)
            steps {
                sh 'npm install' // دستور ساخت پروژه
                                // برای پروژه جاوا: sh 'mvn clean install'
                                // برای پروژه پایتون: sh 'pip install -r requirements.txt'
            }
        }
        stage('Test') { // مرحله اجرای تست‌های خودکار
            steps {
                sh 'npm test' // دستور اجرای تست‌ها
                            // برای پروژه جاوا: sh 'mvn test'
                            // برای پروژه پایتون: sh 'pytest' یا sh 'python -m unittest discover'
            }
        }
    }

    post { // اقداماتی که پس از اتمام پایپ‌لاین (موفقیت‌آمیز یا ناموفق) انجام می‌شود
        always {
            echo 'Pipeline finished.'
            // می‌توانید نوتیفیکیشن ایمیل یا اسلک ارسال کنید
        }
        success {
            echo 'Pipeline succeeded!'
        }
        failure {
            echo 'Pipeline failed!'
        }
    }
}
  1. اتصال به ریپازیتوری کد (اگر از “Pipeline script from SCM” استفاده می‌کنید):
    • در بخش “Pipeline”، گزینه “Pipeline script from SCM” را انتخاب کنید.
    • SCM را “Git” انتخاب کنید.
    • آدرس ریپازیتوری (Repository URL) و در صورت نیاز، اعتبارنامه (Credentials) را وارد کنید.
    • مسیر اسکریپت را Jenkinsfile (اگر نام فایل همین است) بگذارید.
  2. پیکربندی تریگرها (Triggers):
    • در بخش “Build Triggers”، می‌توانید مشخص کنید که پایپ‌لاین چه زمانی به طور خودکار اجرا شود.
    • Poll SCM: جنکینز به طور دوره‌ای (مثلاً هر ۵ دقیقه) ریپازیتوری را برای تغییرات جدید بررسی می‌کند. (مثال: H/5 * * * *)
    • GitHub hook trigger for GITScm polling: بهترین روش برای ریپازیتوری‌های GitHub. با هر push، GitHub به جنکینز اطلاع می‌دهد.
    • برای GitLab، می‌توانید از پلاگین GitLab و وب‌هوک‌ها استفاده کنید.
  3. ذخیره و اجرای پایپ‌لاین:
    • تنظیمات را ذخیره کنید.
    • برای اجرای دستی اولیه، روی “Build Now” کلیک کنید.
    • می‌توانید پیشرفت پایپ‌لاین و لاگ‌ها را در بخش “Build History” و “Console Output” مشاهده کنید.

مثال عملی: راه‌اندازی پایپ‌لاین پایه با GitLab CI/CD

GitLab CI/CD به صورت پیش‌فرض در پلتفرم GitLab تعبیه شده و راه‌اندازی آن بسیار ساده است.

  1. اطمینان از وجود Runners:
    • GitLab CI/CD از “Runners” برای اجرای جاب‌ها استفاده می‌کند. GitLab.com دارای Shared Runners است، اما برای پروژه‌های خصوصی یا نیاز به محیط خاص، می‌توانید Specific Runners را روی سرورهای خود نصب و پیکربندی کنید. (اطلاعات بیشتر: GitLab Runners)
  2. ایجاد فایل .gitlab-ci.yml:
    • در ریشه ریپازیتوری گیت پروژه خود، یک فایل با نام .gitlab-ci.yml ایجاد کنید.
    • این فایل، تعریف پایپ‌لاین شماست و با فرمت YAML نوشته می‌شود.
  3. مثال .gitlab-ci.yml برای یک پایپ‌لاین ساده تست:
# تعریف ایمیج Docker پیش‌فرض برای اجرای جاب‌ها (مثال برای Node.js)
# برای جاوا: image: maven:3.8-openjdk-11
# برای پایتون: image: python:3.9
image: node:16 # از آخرین نسخه LTS نود استفاده کنید

# تعریف مراحل (Stages) پایپ‌لاین. جاب‌ها به ترتیب این مراحل اجرا می‌شوند.
stages:
  - build
  - test

# جاب مربوط به مرحله Build
build_project:
  stage: build
  script:
    - echo "Building the project..."
    - npm install # دستور ساخت پروژه
                  # برای جاوا: mvn clean install -DskipTests
                  # برای پایتون: pip install -r requirements.txt
  artifacts: # فایل‌ها یا پوشه‌هایی که پس از اتمام موفقیت‌آمیز جاب ذخیره شده و به جاب‌های بعدی منتقل می‌شوند
    paths:
      - node_modules/ # در صورت نیاز برای تست‌ها
      # برای جاوا: target/
    expire_in: 1 hour # مدت زمان نگهداری آرتیفکت‌ها

# جاب مربوط به مرحله Test
run_tests:
  stage: test
  script:
    - echo "Running tests..."
    - npm test # دستور اجرای تست‌ها
               # برای جاوا: mvn test
               # برای پایتون: pytest یا python -m unittest discover
  dependencies: # مشخص می‌کند که این جاب به آرتیفکت‌های کدام جاب دیگر نیاز دارد
    - build_project # در این مثال، به node_modules از جاب build_project نیاز داریم (اگر npm install خودش تست را اجرا نکند)
  1. کامیت و پوش کردن فایل .gitlab-ci.yml:
    • پس از ایجاد و ویرایش فایل .gitlab-ci.yml، آن را به ریپازیتوری خود کامیت و پوش کنید.
    • git add .gitlab-ci.yml
    • git commit -m "Add basic GitLab CI pipeline for testing"
    • git push
  2. مشاهده پایپ‌لاین در GitLab:
    • به پروژه خود در GitLab بروید.
    • در منوی سمت چپ، به بخش “CI/CD” -> “Pipelines” بروید.
    • خواهید دید که پایپ‌لاین به طور خودکار پس از پوش کردن تغییرات، شروع به اجرا کرده است.
    • می‌توانید روی هر جاب کلیک کرده و لاگ‌های آن را مشاهده کنید.

بهترین شیوه‌ها (Best Practices) در پیاده‌سازی CI/CD

برای داشتن یک پایپ‌لاین CI/CD کارآمد و پایدار، رعایت نکات زیر توصیه می‌شود:

  • شروع کوچک و ساده: با یک پایپ‌لاین پایه شامل مراحل ضروری مانند Checkout، Build و Test شروع کنید و به تدریج آن را گسترش دهید.
  • پایپ‌لاین به عنوان کد (Pipeline as Code): تعریف پایپ‌لاین در قالب کد (مانند Jenkinsfile یا .gitlab-ci.yml) و نگهداری آن در سیستم کنترل نسخه، امکان نسخه‌بندی، بازبینی و همکاری بهتر را فراهم می‌کند.
  • تست‌های سریع و قابل اعتماد: تست‌ها باید به اندازه‌ای سریع باشند که بازخورد فوری ارائه دهند و به اندازه‌ای قابل اعتماد باشند که نتایج کاذب (False Positives/Negatives) تولید نکنند.
  • بازخورد سریع: هدف اصلی CI، ارائه بازخورد سریع به توسعه‌دهندگان در مورد کیفیت تغییراتشان است. پایپ‌لاین باید در کوتاه‌ترین زمان ممکن اجرا شود.
  • مانیتورینگ و لاگینگ: وضعیت پایپ‌لاین‌ها، زمان اجرای جاب‌ها و خطاهای احتمالی را به دقت مانیتور و لاگ کنید.
  • امنیت: از مدیریت صحیح اعتبارنامه‌ها، دسترسی‌ها و ایمیج‌های Docker امن اطمینان حاصل کنید.
  • آرتیفکت‌های ساخت: خروجی‌های مهم مراحل (مانند باینری‌های کامپایل شده، گزارش‌های تست) را به عنوان آرتیفکت ذخیره کنید.

مزایا و چالش‌های پیاده‌سازی CI/CD برای تست خودکار

مزایا:

  • افزایش کیفیت نرم‌افزار: شناسایی و رفع سریع باگ‌ها.
  • کاهش ریسک انتشار: هر تغییر کوچک به طور مداوم تست و یکپارچه می‌شود.
  • افزایش سرعت توسعه و عرضه: اتوماسیون فرآیندها، زمان لازم برای عرضه نسخه جدید را کاهش می‌دهد.
  • بهبود همکاری تیمی: شفافیت بیشتر در فرآیند و کاهش تداخلات.
  • کاهش هزینه‌های تست دستی: تمرکز تیم تست بر تست‌های اکتشافی و پیچیده‌تر.
  • بازخورد سریع‌تر: توسعه‌دهندگان به سرعت از نتایج تغییرات خود مطلع می‌شوند.

چالش‌ها:

  • پیچیدگی اولیه راه‌اندازی: نیازمند دانش فنی و صرف زمان اولیه.
  • نیاز به فرهنگ DevOps: تغییر فرهنگ سازمانی برای پذیرش و استفاده مؤثر از CI/CD.
  • نگهداری پایپ‌لاین: پایپ‌لاین‌ها نیز مانند کد، نیازمند نگهداری و به‌روزرسانی هستند.
  • نیاز به تست‌های خودکار با کیفیت: اگر تست‌ها ضعیف باشند، پایپ‌لاین ارزش چندانی نخواهد داشت.
  • مدیریت منابع: اجرای پایپ‌لاین‌ها نیازمند منابع محاسباتی (CPU, RAM, Disk) است.

نتیجه‌گیری

راه‌اندازی یک پایپ‌لاین CI/CD پایه برای اجرای تست‌های خودکار، سرمایه‌گذاری ارزشمندی برای هر تیم توسعه نرم‌افزار است. با ابزارهایی مانند Jenkins و GitLab CI، برداشتن گام‌های اولیه در این مسیر نسبت به گذشته ساده‌تر شده است. اگرچه چالش‌هایی در این مسیر وجود دارد، اما مزایای بلندمدت آن در افزایش کیفیت، سرعت و قابلیت اطمینان فرآیند توسعه، انکارناپذیر است.

با شروع از یک پایپ‌لاین ساده و بهبود تدریجی آن، می‌توانید فرهنگ DevOps را در تیم خود تقویت کرده و محصولات بهتری را با سرعت بیشتری به کاربران خود ارائه دهید. به یاد داشته باشید که اتوماسیون تست، ستون فقرات یک پایپ‌لاین CI/CD موفق است و سرمایه‌گذاری در نوشتن و نگهداری تست‌های خودکار با کیفیت، کلید موفقیت شما خواهد بود.

سوالات متداول (FAQ)

CI/CD دقیقاً به چه معناست؟

CI (Continuous Integration) به معنای یکپارچه‌سازی مداوم کد توسط توسعه‌دهندگان در یک ریپازیتوری مرکزی است که پس از هر تغییر، ساخت و تست خودکار انجام می‌شود. CD (Continuous Delivery/Deployment) به معنای تحویل یا استقرار مداوم و خودکار تغییرات موفقیت‌آمیز به محیط‌های مختلف، از جمله محیط تولید، است. هدف اصلی، افزایش سرعت و کیفیت توسعه نرم‌افزار است.

چرا تست خودکار برای CI/CD حیاتی است؟

تست خودکار تضمین می‌کند که هر تغییر کد، پیش از ادغام یا استقرار، از نظر کیفیت و عملکرد بررسی شده است. بدون تست خودکار، فرآیند CI/CD نمی‌تواند به طور قابل اعتمادی از ورود باگ‌ها جلوگیری کرده و کیفیت محصول را تضمین نماید. تست‌ها باید سریع، قابل اعتماد و جامع باشند.

تفاوت اصلی بین Jenkins و GitLab CI چیست؟

Jenkins یک ابزار CI/CD متن‌باز، مستقل و بسیار انعطاف‌پذیر با اکوسیستم پلاگین گسترده است که نیازمند مدیریت و پیکربندی جداگانه است. GitLab CI/CD بخشی یکپارچه از پلتفرم GitLab است که پیکربندی آن از طریق فایل .gitlab-ci.yml در ریپازیتوری انجام شده و معمولاً راه‌اندازی ساده‌تری دارد. انتخاب بین این دو به نیازها، زیرساخت موجود و ترجیحات تیم بستگی دارد.

آیا برای راه‌اندازی پایپ‌لاین CI/CD حتماً به Docker نیاز داریم؟

خیر، لزوماً نیازی به Docker نیست. اما Docker می‌تواند فرآیند را بسیار ساده‌تر و پایدارتر کند، به‌ویژه برای ایجاد محیط‌های ساخت و تست یکسان و قابل تکرار. بسیاری از ابزارهای CI/CD مدرن (مانند GitLab CI و GitHub Actions) به شدت از Docker برای تعریف محیط‌های اجرایی جاب‌ها استفاده می‌کنند.

اولین قدم برای شروع پیاده‌سازی CI/CD در یک پروژه موجود چیست؟

اولین قدم، اطمینان از وجود یک سیستم کنترل نسخه (مانند Git) و مجموعه‌ای از تست‌های خودکار (حداقل تست‌های واحد) است که از طریق خط فرمان قابل اجرا باشند. سپس، یک ابزار CI/CD (مانند Jenkins یا GitLab CI) را انتخاب کرده و یک پایپ‌لاین بسیار ساده شامل مراحل دریافت کد (Checkout)، ساخت (Build) و اجرای تست‌ها (Test) را پیاده‌سازی کنید. به تدریج می‌توانید این پایپ‌لاین را گسترش دهید.

بیشتر بخوانید:

محمد عسکری

محمد هستم، توسعه‌دهنده وب با بیش از ده سال تجربه در برنامه‌نویسی سمت سرور و کاربر. به یادگیری و اشتراک‌گذاری دانش علاقه‌مندم و اخیراً تمرکزم را روی حوزه تست نرم‌افزار گذاشته‌ام تا تجربیاتم را در این زمینه نیز به اشتراک بگذارم و به درک بهتر کیفیت نرم‌افزار کمک کنم.

دیدگاهتان را بنویسید