如何使用GitLab实现作业的并行执行（上篇）

我们来谈谈GitLab。

GitLab是一个基于Web的DevOps平台，提供了一套完整的软件开发工具，包括版本控制、持续集成、交付（CI/CD）和沟通。它基于广为人知的分布式版本控制系统Git，提供了一个集中的仓库管理解决方案。

GitLab使团队能够高效地管理软件开发项目，跟踪变更，并在代码上进行沟通。它提供了项目管理工具以及代码仓库、问题跟踪、代码审查、持续集成和部署等功能。

GitLab的关键特性

1. GitLab的版本控制系统以Git为基础，使开发者能够高效地跟踪变更、创建分支和管理合并。
2. GitLab提供了一个集中的仓库管理系统，使程序员能够有效地存储、组织和管理他们的代码库。
3. 问题跟踪：利用GitLab内置的问题跟踪系统，团队可以创建和跟踪问题，将其分配给团队成员，并跟踪其进展。

4. GitLab提供了一个强大的CI/CD管道，自动化构建、测试和部署流程。它允许团队即时合并代码变更，执行自动化测试，并部署应用程序。

5. 协作工具如代码审查、评论和内联对话，使团队成员间的合作和代码变更反馈更为便捷。
6. GitLab集成了项目管理功能，包括里程碑、看板、敏捷板等，助力团队有效规划并追踪项目进度。
7. 安全与访问控制：为保障代码完整性及防范潜在安全风险，GitLab提供角色基础的访问控制、合并请求审批及漏洞管理等多项安全功能。

图1 GitLab CI/CD 流水线架构

GitLab提供多种版本，从免费社区版到功能更丰富、支持选项更多的付费版，既可作为GitLab.com的云服务使用，也支持本地自托管部署。

GitLab持续集成与持续交付（CI/CD）

GitLab CI/CD是GitLab提供的强大持续集成与持续交付平台，通过一系列流水线，团队能自动化软件开发生命周期中的每个步骤，从代码提交直至部署。

以下是对GitLab CI/CD流程的概览：

• GitLab配置：开始前，需先设置好GitLab仓库。可选择搭建自己的本地GitLab实例，或使用云托管版本。
• .gitlab-ci.yml: GitLab CI/CD的核心机制体现在.gitlab-ci.yml文件中。该文件位于项目仓库的根目录，用于定义CI/CD流程，包含构建、审查和发布代码的多个步骤、任务及指令。其编写语言为YAML。
• Pipelines: 在GitLab CI/CD中，管道是由一系列阶段和作业组成的集合，针对仓库中的特定分支或标签定义了所需执行的操作。通过设置管道在每次提交或合并请求时自动启动，可以实现测试和部署流程的自动化。
• Jobs and Stages: 阶段代表管道的步骤，如构建、测试和部署。每个阶段内可以定义一个或多个作业——即独立的工作单元。这些作业可以在不同的运行器（如虚拟机、容器或Kubernetes Pod）上并行或串行执行。
• Runners: GitLab CI/CD利用运行器来执行管道中的任务。GitLab提供共享运行器以及自定义运行器，后者可部署在用户自己的基础设施上。由于GitLab运行器持续监控新作业并在安全隔离的环境中运行它们，因此构建和测试总能得以执行。
• Job Artifacts and Reports: GitLab CI/CD支持保存管道内生成的工件，如代码覆盖率结果、测试报告或构建的二进制文件。用户可以下载这些工件用于部署或进一步分析。
• 集成与部署： GitLab CI/CD 提供多种集成选项，可将您的代码部署到各种环境中，包括 Kubernetes 集群、Azure、AWS 或 Google Cloud 等云基础设施，甚至是自定义服务器。您可以选择创建自己的部署脚本，或使用 GitLab 预定义的部署模板。
• 监控与反馈： 通过 GitLab 用户界面，GitLab CI/CD 让您能够获取关于流水线状态和发展情况的详细信息。我们可以查看日志、跟踪每个作业的运行情况，并在流水线运行成功或失败时接收通知。

GitLab CI/CD 包含多种功能，如缓存、环境变量、密钥管理等，以便您根据需求定制和优化 CI/CD 工作流程。

总体而言，GitLab CI/CD 简化了软件的创建、测试和部署过程，使团队能够更快速、高效地开发高质量应用。

GitLab CI：并行处理

对于开发者而言，推送新代码后等待所有任务完成的过程可能非常耗时且令人沮丧。本指南将逐步展示如何通过并行处理显著缩短部署时间。

A great approach to decrease deployment times and give your development and quality assurance teams faster feedback is to run your automated deployments in parallel as part of our Gitlab CICD pipeline. Running your deployment in parallel cuts down on wait times and makes it possible to send bug fixes and upgrades to production more quickly without sacrificing the number of tests you run.

图2 GitLab 作业的同时执行

使用GitLab CICD执行并行部署自动化相当简便，但需留意几个配置参数。本教程将详细介绍如何设置并行执行以加速部署流程，并向SRE团队传达执行结果。现在，让我们开始吧！

图3 GitLab – 区域并行部署

GitLab并行部署工作流程

为提升执行效率，我们需同时运行多个部署任务。在每个部署任务实例中，执行一系列指令，如构建站点不同部分、集成Web服务器及进行配置更新。

我们用于构建和部署GitLab应用程序的流水线包含超过XX个任务。这些任务并非同等重要，有的仅需数秒即可完成的快速操作，而有的则是需精心优化的耗时过程。每个流水线代表了团队成员及更广泛社区贡献者的变更。为确保更新按预期运行并与产品其余部分整合，所有应用/项目贡献者必须等待流水线完成。为保持团队高效率，我们期望流水线尽快完成。

因此，我们持续监控流水线时长。例如，在上一次发布中，成功的一系列流水线大约耗时53.8分钟。

假设我们每天执行大约100到200个管道，我们希望研究是否能优化我们的流程，以改变长时间运行作业的执行方式。

图4 GitLab – 作业的顺序执行

在本节中，您探讨了作业的顺序执行。在本系列的第二部分，您将了解我们如何通过并行运行来解决瓶颈作业。