CI Pipelines

Die Neugestaltung von CI/CD-Pipelines spielt oft eine entscheidende Rolle bei der Stabilisierung und Qualitätsverbesserung in der Softwareentwicklung. Automatisierte Softwaretests und durchdachte Qualitätssicherungsprozesse tragen maßgeblich zur Verbesserung der Softwarequalität bei. Neben Test-Driven Development erweisen sich Open-Source-Tools als wertvolle Unterstützung. Herausforderungen und Lösungen in diesem Bereich zeigen, wie effiziente Entwicklungsprozesse umgesetzt werden können.

Podcast Episode zu CI Pipelines

In dieser Episode spreche ich mit Karsten Günther über die Neugestaltung von CI/CD-Pipelines bei Marquardt, einem Unternehmen aus der Automobilbranche. Er teilt seine Erfahrungen zur Automatisierung von Softwaretests und der Implementierung von Qualitätssicherungsprozessen. Neben dem Einsatz von Test-Driven Development hilft die Nutzung von Open-Source-Tools, die Softwarequalität zu verbessern. Die Episode bietet wertvolle Einblicke in die Herausforderungen und Lösungen der Softwareentwicklung im Automobilbereich.

“Ein Softwareentwickler, wie jeder Mensch, macht Fehler. Wir sind alle Kollegen, aber wir sind nicht Chuck Norris. Wir müssen testen, testen, testen.” - Karsten Günther

Karsten Günther arbeitet seit vielen Jahren als Ingenieur, Softwareentwickler und Architekt im Automobilsektor. Er verfügt über Erfahrungen im Embedded-Bereich sowie in der Entwicklung von Methoden und Werkzeugen für Automatisierung und Pipelines für Continuous Integration (CI/CD). Derzeit ist er als Plattformingenieur im Rhein-Main Team (RMT) der Marquardt GmbH tätig und beschäftigt sich mit Software Product Line Engineering (SPLE), Automotive SPICE, Test-Driven Development (TDD), Pair Programming sowie dem Einsatz von Werkzeugen und Programmiersprachen wie CMake, Python, PowerShell, Jenkins, GitHub und Bitbucket.

Highlights der Episode

• Neugestaltung der CI/CD-Pipelines
• Implementierung von Qualitätssicherungsprozessen in der Softwareentwicklung
• Herausforderungen in der Softwareentwicklung im Automobilbereich
• Bedeutung von Test-Driven Development (TDD)
• Integration von Dokumentation in die Entwicklungsplattform

Weitere Inhalte aus der Episode

• Automotive Software Enthusiasts
• Software Product Line (SPL)
• Software Product Line Engineering Demo
• HammocKing

Neugestaltung von CI/CD-Pipelines: Best Practices

Die kontinuierliche Integration und Bereitstellung (CI/CD) spielt eine entscheidende Rolle in der modernen Softwareentwicklung. Besonders in sicherheitskritischen Branchen wie der Automobilindustrie sind zuverlässige und effiziente Qualitätssicherungsprozesse essenziell. Marquardt, ein Unternehmen der Automobilbranche, hat seine CI/CD-Pipelines grundlegend überarbeitet und dabei neue Strategien und Technologien implementiert. Dieser Artikel gibt einen Einblick in die Herausforderungen, Lösungen und Best Practices, die dabei eine zentrale Rolle spielen.

Hintergrund und Motivation

Marquardt entwickelt komplexe Hardware- und Softwarelösungen für die Automobilindustrie. Diese Produkte müssen nicht nur funktional überzeugen, sondern auch unter extremen Umgebungsbedingungen, wie in Sibirien oder Nordafrika, zuverlässig arbeiten. Die Softwarequalität ist daher ein kritischer Faktor.

In der Vergangenheit wurden viele Entwicklungs- und Testprozesse manuell durchgeführt, was die Effizienz und Qualität der Software beeinträchtigte. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wurde eine umfassende Automatisierung der CI/CD-Pipelines angestrebt. Eine zentrale Maßnahme war die Einführung einer neuen, auf Open Source basierenden Plattform, um die Softwareentwicklung effizienter und robuster zu gestalten.

Automatisierung von Tests und Continuous Integration

Bedeutung der Automatisierung

Die Automatisierung von Tests ist ein wesentlicher Bestandteil einer modernen CI/CD-Pipeline. Continuous Integration (CI) ermöglicht es, Änderungen mehrmals täglich in den Hauptzweig des Codes zu integrieren. Dadurch werden mögliche Fehler frühzeitig erkannt und die Zusammenarbeit innerhalb der Entwicklerteams verbessert.

Ein besonderer Fokus liegt darauf, sicherzustellen, dass alle Änderungen automatisch getestet werden, bevor sie in das Produktivsystem überführt werden. Dies erhöht nicht nur die Softwarequalität, sondern reduziert auch den manuellen Testaufwand erheblich.

Test-Driven Development (TDD)

Ein bewährter Ansatz zur Verbesserung der Softwarequalität ist Test-Driven Development (TDD). Bei dieser Methode werden Tests bereits vor der Implementierung von Funktionen geschrieben. Dadurch entsteht ein stabiles Testnetz, das als Sicherheitsmechanismus dient und Fehler frühzeitig identifiziert.

Der Einsatz von TDD trägt dazu bei, dass der Code von Beginn an testbar gestaltet wird. Dies erleichtert nicht nur spätere Anpassungen, sondern verbessert auch die langfristige Wartbarkeit der Software.

Entwicklung einer einheitlichen Plattform

Ziele und Vorteile

Die Einführung einer einheitlichen Plattform für die Softwareentwicklung bei Marquardt verfolgt das Ziel, Entwicklungs- und Testprozesse effizienter zu gestalten. Besonders in der Embedded-Softwareentwicklung sind fehlertolerante Umgebungen erforderlich, in denen Entwickler sicher arbeiten können, ohne befürchten zu müssen, bestehende Funktionen unbeabsichtigt zu beeinträchtigen.

Diese Plattform stellt eine strukturierte Umgebung bereit, die Best Practices unterstützt und die Zusammenarbeit zwischen Entwicklern optimiert. Durch den Einsatz standardisierter Tools und Prozesse wird die Konsistenz der Softwareentwicklung verbessert.

Tools und Frameworks

Die Wahl geeigneter Tools und Frameworks ist entscheidend für die Effizienz und Qualität der Entwicklungsprozesse. Ein zentrales Element der neuen Plattform ist ein Open Source-Build-System, das die Softwareentwicklung unterstützt.

Zusätzlich kommt Google Test zum Einsatz, ein weit verbreitetes Framework für Unit-Tests, das insbesondere in Embedded-Systemen genutzt wird. Diese Tools tragen dazu bei, eine zuverlässige und reproduzierbare Testumgebung zu schaffen.

Integration von Dokumentation

Verwendung von Sphinx

Ein weiterer wichtiger Bestandteil der neuen Plattform ist die Integration von Dokumentationstools. Sphinx wird genutzt, um die gesamte Entwicklungsdokumentation automatisch zu generieren. Ursprünglich für Python-Projekte entwickelt, bietet Sphinx zahlreiche Erweiterungen, die Funktionen wie Requirements Tracing, automatische Testberichterstellung und Testgenerierung ermöglichen.

Durch diese Automatisierung kann sichergestellt werden, dass Dokumentationen stets aktuell bleiben und den regulatorischen Anforderungen entsprechen.

Anforderungen und Revisionssicherheit

Besonders in der Automobilbranche sind präzise dokumentierte Anforderungen und Tests essenziell, um regulatorische Vorgaben zu erfüllen. Die Plattform ermöglicht eine revisionssichere Dokumentation von Anforderungen, Testergebnissen und Änderungen, was die Nachvollziehbarkeit über den gesamten Entwicklungszyklus hinweg gewährleistet.

Zukunftsaussichten und Herausforderungen

Weiterentwicklung der Plattform

Ein langfristiges Ziel ist die breite Einführung der neuen Plattform in weiteren Entwicklungsprojekten. Viele bestehende Softwarelösungen basieren noch auf veralteten Technologien, die schrittweise auf die moderne Umgebung migriert werden sollen.

Zusätzlich wird die Plattform kontinuierlich weiterentwickelt, um eine nahtlose Hardware-Software-Integration und Systemintegration zu ermöglichen. Dies soll die Effizienz weiter steigern und neue Anwendungsfälle unterstützen.

Akzeptanz und Einbindung der Nutzer

Ein entscheidender Faktor für den Erfolg der neuen Plattform ist die Akzeptanz innerhalb der Entwicklungsteams. Die frühzeitige Einbindung der Nutzer in den Gestaltungsprozess und das kontinuierliche Einholen von Feedback sind essenziell, um eine hohe Anwenderfreundlichkeit sicherzustellen.

Daher wird großer Wert auf eine enge Zusammenarbeit mit den Entwicklern gelegt, um sicherzustellen, dass die Plattform tatsächlich ihren Bedürfnissen entspricht und langfristig erfolgreich eingesetzt wird.

Fazit

Die Neugestaltung der CI/CD-Pipelines bei Marquardt zeigt, wie durch den Einsatz moderner Technologien und Methoden die Softwareentwicklung optimiert werden kann. Die Automatisierung von Tests, die Einführung einer einheitlichen Plattform und der verstärkte Fokus auf Continuous Integration sind entscheidende Maßnahmen zur Steigerung der Softwarequalität.

Besonders in sicherheitskritischen Branchen wie der Automobilindustrie sind stabile und effiziente Entwicklungsprozesse unerlässlich. Die kontinuierliche Weiterentwicklung der Plattform und die Einbindung der Nutzer werden entscheidend dafür sein, den langfristigen Erfolg dieser Transformation zu sichern.

Häufige Fragen zum Thema CI Pipelines

Was ist eine CI und CD Pipeline und wie funktioniert sie?

Eine CI Pipeline (Continuous Integration) automatisiert den Prozess der Softwareentwicklung, indem neuer Code regelmäßig in ein gemeinsames Repository integriert wird. Bei jeder Änderungen werden automatisierte Tests durchgeführt, um sicherzustellen, dass der Code funktionsfähig ist. CD (Continuous Delivery) erweitert dies, indem es die Software automatisch in eine Produktionsumgebung überträgt, sobald Tests bestanden wurden. So wird der Software-Lieferprozess beschleunigt und die Qualität verbessert. Beides zusammen ermöglicht schnelle Updates und erhöhte Teamproduktivität.

Was sind die Hauptunterschiede zwischen einer CI Pipeline und einer CD Pipeline?

Die Hauptunterschiede zwischen einer CI Pipeline und einer CD Pipeline liegen im Fokus und Umfang. Eine CI Pipeline konzentriert sich auf die kontinuierliche Integration von Codeänderungen, um sofortige Fehlererkennung und -behebung zu ermöglichen. Sie testet den Code regelmäßig und erstellt Builds. Eine CD Pipeline hingegen zielt darauf ab, diese Builds automatisch in verschiedene Umgebungen zu deployen, wodurch die Bereitstellung von Software durch Automatisierung und Zuverlässigkeit verbessert wird. Während die CI Pipeline die Integrationsphase optimiert, kümmert sich die CD Pipeline um die Auslieferung der Software.

Welche Vorteile bietet die Implementierung einer CI/CD-Pipeline in der Softwareentwicklung?

Die Implementierung einer CI Pipeline beschleunigt die Softwareentwicklung erheblich, indem sie automatisierte Tests und Integrationen ermöglicht. Das reduziert Fehler und verbessert die Softwarequalität, da Bugs frühzeitig erkannt werden. Zudem fördert die CI/CD-Pipeline eine schnellere Bereitstellung von Features und Updates, was die Kundenzufriedenheit steigert. Die Transparenz im Entwicklungsprozess erhöht die Zusammenarbeit im Team, während der kontinuierliche Feedback-Kreislauf die Anpassungsfähigkeit an Änderungen unterstützt. Insgesamt führt die CI Pipeline zu effizienteren Abläufen und einer stabileren Software.

Wie funktioniert Continuous Integration (CI)?

Continuous Integration (CI) ist ein automatisierter Prozess, der sicherstellt, dass Entwicklungsänderungen regelmäßig in die Hauptcodebasis integriert werden. In einer CI Pipeline werden Änderungen durch automatisierte Builds und Tests überprüft. Jeder Entwickler fügt seinen Code in kurzen Abständen hinzu, wodurch Fehler frühzeitig erkannt werden. Die Pipeline führt dann Tests aus, um sicherzustellen, dass der Code funktional ist und keine bestehenden Features bricht. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Verbesserung und beschleunigt die Softwareentwicklung.

Was sind die typischen Phasen einer CI Pipeline und warum sind sie wichtig?

Eine CI Pipeline besteht typischerweise aus den Phasen: Code-Commit, Build, Tests und Deployment. Diese Phasen sind wichtig, um sicherzustellen, dass der Code kontinuierlich integriert, zuverlässig gebaut und automatisiert getestet wird, bevor er in die Produktionsumgebung gelangt. Dadurch werden Fehler frühzeitig erkannt, die Qualität verbessert und die Bereitstellung von Software beschleunigt. Die CI Pipeline fördert eine effiziente Entwicklungsumgebung und ermöglicht ein schnelles Feedback für Entwickler.

Welche Tools eignen sich am besten für die Implementierung und Verwaltung von CI-Pipelines?

Für die Implementierung von CI-Pipelines sind Tools wie Jenkins, GitLab CI, Travis CI und CircleCI besonders geeignet. Diese Tools bieten benutzerfreundliche Oberflächen, Integration mit Versionskontrollsystemen und umfangreiche Plugins zur Unterstützung verschiedener Programmiersprachen. Zudem ermöglichen sie automatisierte Tests und Deployments, was die Effizienz steigert. Für Container-basierte Anwendungen sind Docker und Kubernetes ebenfalls empfehlenswert. Wählen Sie das Tool, das am besten zu Ihren Projektanforderungen passt.

Wie beeinflusst eine CI-Pipeline die DevOps-Implementierung?

Eine CI-Pipeline verbessert die DevOps-Implementierung, indem sie automatisierte Tests und Integrationen ermöglicht. Dies reduziert Fehler und erhöht die Softwarequalität, da Codeänderungen ständig geprüft werden. Entwickler können schneller Feedback erhalten, was die Zusammenarbeit fördert und die Release-Zyklen verkürzt. Zudem ermöglicht die CI-Pipeline eine konsistente Umgebung, was das Deployment vereinfacht und beschleunigt. Dadurch wird die Effizienz des gesamten Entwicklungsteams gesteigert und die Time-to-Market verkürzt.