CIĄGŁE DOSTARCZANIE OPROGRAMOWANIA W JĘZYKU JAVA

Ciągłe dostarczanie oprogramowania w języku Java. Najlepsze narzędzia i praktyki wdrażania kodu

SPIS TREŚCI

Słowa wstępne 13

Wstęp 17

1. Ciągłe dostarczanie? Dlaczego? Czym jest? 21

• Ogólny zarys 21
• Dlaczego? Bo daje możliwości programistom 22
  • Szybka informacja zwrotna pozwala ograniczyć zmiany kontekstu 22
  • Automatyczne, powtarzalne i niezawodne wydania 22
  • Uściślenie definicji ukończenia 23
• Czym jest? Badamy typowy potok budowy 24
  • Podstawowe etapy potoku budowy 24
  • Wpływ technologii kontenerów 28
  • Zmiany we współczesnych architekturach 29
• Podsumowanie 29

2. Ewolucja programowania w języku Java 31

• Wymagania współczesnych aplikacji Java 31
  • Potrzeba szybkości i stabilności biznesowej 32
  • Rozwój ekonomii interfejsów API 32
  • Szanse i koszty chmury 33
  • Przywrócenie modularności: wykorzystanie niewielkich usług 33
  • Wpływ na ciągłe dostarczanie 34
• Ewolucja platform wdrożeniowych w języku Java 35
  • Archiwa WAR i EAR: era dominacji serwerów aplikacji 35
  • Wykonywalne pliki JAR z zależnościami: powstanie metodologii dwunastu aspektów 36
  • Obrazy kontenerów: ulepszenie przenośności (i zwiększenie złożoności) 37
  • Funkcja jako usługa: pojawienie się przetwarzania „bezserwerowego” 37
  • Wpływ platform na ciągłe dostarczanie 38
• Metodyki DevOps, SRE oraz Release Engineering 39
  • Rozwój i utrzymanie 39
  • Site Reliability Engineering 40
  • Inżynieria wydawnicza oprogramowania 42
  • Współodpowiedzialność, metryki i wgląd 43
• Podsumowanie 44

3. Projektowanie architektury pod kątem ciągłego dostarczania 45

• Fundamenty dobrej architektury 45
  • Luźne sprzężenie 45
  • Wysoka spójność 47
  • Sprzężenie, spójność i ciągłe dostarczanie 47
• Architektura nakierowana na elastyczność biznesową 49
  • Zła architektura ogranicza dynamikę biznesową 49
  • Złożoność i koszt zmian 50
• Najlepsze rozwiązania dla aplikacji zorientowanych na API 50
  • Tworzenie interfejsów API metodą od zewnątrz do wewnątrz 51
  • Dobre interfejsy API pomagają w ciągłym testowaniu i dostarczaniu 51
• Platformy wdrażania a architektura 52
  • Projektowanie aplikacji natywnych dla chmury według metodologii 12 aspektów 52
  • Doskonalenie wyczucia mechaniki 55
  • Projektowanie i ciągłe testowanie pod kątem awarii 56
• Podążanie w kierunku niewielkich usług 57
  • Wyzwania w dostarczaniu aplikacji monolitycznych 57
  • Mikrousługi: architektura zorientowana na usługi spotyka się z projektowaniem dziedzinowym 58
  • Funkcje, architektura Lambda i nanousługi 59
• Architektura: „wszystko to, co trudno zmienić” 60
• Podsumowanie 60

4. Platformy wdrożeniowe, infrastruktura i ciągłe dostarczanie aplikacji Java 63

• Funkcje zapewniane przez platformę 63
• Niezbędne procesy programistyczne 64
• Platformy oparte o tradycyjną infrastrukturę 65
  • Komponenty tradycyjnej platformy 65
  • Wyzwania platform opartych o tradycyjną infrastrukturę 66
  • Korzyści z bycia tradycyjnym 66
  • Ciągła integracja i dostarczanie na platformach opartych o tradycyjną infrastrukturę 67
• Platforma chmury (IaaS) 67
  • Zaglądamy w chmurę 68
  • Wyzwania chmury 69
  • Korzyści z chmury 70
  • Ciągłe dostarczanie w chmurze 71
• Platforma jako usługa 72
  • Zaglądamy w usługę PaaS 72
  • Wyzwania platformy PaaS 73
  • Korzyści z platformy PaaS 75
  • Ciągła integracja i dostarczanie a model PaaS 75
• Kontenery (Docker) 75
  • Komponenty platformy kontenerów 76
  • Wyzwania technologii kontenerów 76
  • Korzyści z kontenerów 78
  • Ciągłe dostarczanie kontenerów 78
• Kubernetes 78
  • Podstawowe koncepcje platformy Kubernetes 79
  • Wyzwania platformy Kubernetes 80
  • Korzyści z platformy Kubernetes 81
  • Ciągłe dostarczanie na platformie Kubernetes 81
• Funkcja jako usługa (funkcje bezserwerowe) 81
  • Koncepcje platformy FaaS 82
  • Wyzwania platformy FaaS 83
  • Korzyści z platformy FaaS 84
  • Ciągła integracja i dostarczanie a model FaaS 84
• Praca z infrastrukturą jako kodem 85
• Podsumowanie 86

5. Budowanie aplikacji w języku Java 87

• Podział procesu budowania 87
• Automatyzacja budowania 88
  • Zależności budowania 89
  • Zależności zewnętrzne 92
  • Projekty wielomodułowe 93
  • Wiele repozytoriów (czy jedno)? 93
  • Wtyczki 94
  • Wydawanie i publikacja artefaktów 95
• Przegląd narzędzi do budowania kodu Java 95
  • Ant 95
  • Maven 98
  • Gradle 102
  • Bazel, Pants i Buck 105
  • Inne narzędzia do budowania oparte o JVM: SBT i Leiningen 107
  • Make 107
• Wybór narzędzia do budowania 108
• Podsumowanie 109

6. Dodatkowe narzędzia i umiejętności wykorzystywane do budowania aplikacji 111

• Polecenia Linuksa, powłoki Bash i podstawowego interfejsu wiersza poleceń 111
  • Użytkownicy, uprawnienia i grupy 112
  • Praca z systemem plików 115
  • Przeglądanie i edycja tekstu 117
  • Wszystko razem: przekierowania, potoki i filtry 118
  • Wyszukiwanie tekstu i manipulowanie nim: grep, awk i sed 119
  • Narzędzia diagnostyczne: top, ps, netstat i iostat 120
• Wywołania HTTP i manipulacja danymi JSON 121
  • Narzędzie curl 121
  • Narzędzie HTTPie 124
  • Narzędzie jq 127
• Podstawy pisania skryptów 128
  • Narzędzie xargs 128
  • Potoki i filtry 128
  • Pętle 129
  • Warunki 129
• Podsumowanie 130

7. Pakowanie aplikacji do wdrożenia 131

• Budowanie archiwum JAR krok po kroku 131
• Budowanie wykonywalnego fat JAR (uber JAR) 135
  • Wtyczka Maven Shade 135
  • Budowanie plików uber JAR przy użyciu projektu Spring Boot 138
• Skinny JAR – gdy zdecydujesz się nie budować plików uber JAR 139
• Budowanie plików WAR 140
• Pakowanie dla chmury 141
  • Gotowanie konfiguracji: wypiekanie lub smażenie maszyn 142
  • Budowanie pakietów RPM i DEB systemu operacyjnego 142
  • Dodatkowe narzędzia kompilowania pakietów systemu operacyjnego (z obsługą systemu Windows) 145
  • Tworzenie obrazów maszyn dla wielu chmur za pomocą programu Packer 147
  • Dodatkowe narzędzia do tworzenia obrazów maszyn 149
• Budowanie kontenerów 150
  • Tworzenie obrazów kontenerów za pomocą narzędzia Docker 150
  • Fabrykowanie obrazów Docker za pomocą fabric8 151
• Pakowanie aplikacji Java FaaS 153
• Podsumowanie 155

8. Praca w lokalnym odpowiedniku środowiska produkcyjnego 157

• Wyzwania związane z lokalnym tworzeniem oprogramowania 157
• Imitacje, atrapy i wirtualizacja usług 158
  • Wzorzec 1.: profile, imitacje i atrapy 158
  • Imitowanie usług za pomocą biblioteki Mockito 159
  • Wzorzec 2.: wirtualizacja usług i symulacja interfejsu API 161
  • Wirtualizacja usług za pomocą narzędzia Hoverfly 162
• Maszyny wirtualne oraz narzędzia Vagrant i Packer 165
  • Instalacja narzędzia Vagrant 166
  • Utworzenie pliku Vagrantfile 166
  • Wzorzec 3.: pudełkowe środowisko produkcyjne 168
• Kontenery: Kubernetes, minikube i Telepresence 169
  • Przykładowa aplikacja Docker Java Shop 169
  • Tworzenie aplikacji Java i obrazów kontenerów 170
  • Wdrożenie kontenera na platformie Kubernetes 172
  • Prosty test usługi 174
  • Utworzenie pozostałych usług 174
  • Wdrożenie całej usługi Java na platformie Kubernetes 174
  • Kontrola wdrożonej aplikacji 175
  • Telepresence: praca zdalna i lokalna 176
  • Wzorzec 4.: dzierżawa środowiska 178
• Funkcja jako usługa: AWS Lambda i SAM Local 179
  • Instalacja narzędzia SAM Local 179
  • Tworzenie funkcji AWS Lambda 179
  • Testowanie obsługi zdarzeń za pomocą funkcji AWS Lambda 182
  • Testowanie funkcji za pomocą narzędzia SAM Local 185
• FaaS: usługa Azure Functions i edytor Visual Studio Code 186
  • Instalacja najważniejszych komponentów Azure Functions 186
  • Lokalne kompilowanie i testowanie funkcji 189
  • Testowanie lokalnych i zewnętrznych funkcji za pomocą edytora Visual Studio Code 191
• Podsumowanie 192

9. Ciągła integracja: pierwsze kroki w tworzeniu procesu kompilacji kodu 193

• Co to jest ciągła integracja oprogramowania? 193
• Implementacja ciągłej integracji oprogramowania 194
• Centralny i rozproszony system kontroli wersji 194
• Przewodnik po systemie Git 196
  • Najważniejsze polecenia systemu Git 196
  • Hub: podstawowe narzędzie w systemach Git i GitHub 198
• Efektywne korzystanie z systemu DVCS 200
  • Programowanie pniowe 200
  • Odgałęzienia funkcjonalne 201
  • Gitflow 201
  • Nie ma recepty na wszystko, czyli jak wybrać odpowiednią strategię odgałęziania 202
• Przeglądanie kodu 204
  • Cele przeglądania kodu 205
  • Automatyzacja przeglądu kodu: analizatory PMD, Checkstyle i FindBugs 207
  • Przeglądanie wniosków o zmiany 210
• Automatyzacja kompilacji 211
  • Jenkins 212
• Zaangażowanie zespołu 213
  • Regularne konsolidowanie kodu 214
  • „Zatrzymać produkcję!”, czyli obsługa nieudanych kompilacji 214
  • Nie ignoruj testów 214
  • Kompilacja musi być szybka 215
• Ciągła integracja platformy (infrastruktura jako kod) 215
• Podsumowanie 216

10. Proces wdrażania i wydawania oprogramowania 217

• Wprowadzenie do aplikacji Extended Java Shop 217
• Rozdzielenie wdrożenia i wydania aplikacji 220
• Wdrażanie aplikacji 220
  • Utworzenie obrazu kontenera 221
  • Mechanizm wdrażania 224
  • Wszystko zaczyna się (i kończy) na kontroli stanu 233
  • Strategie wdrożeniowe 237
  • Praca z niezarządzanymi klastrami 246
  • Modyfikacje baz danych 249
• Wydawanie funkcjonalności 252
  • Flagi funkcjonalności 253
  • Wersjonowanie semantyczne 255
  • Kompatybilność wsteczna i wersje interfejsu API 257
  • Wielofazowe aktualizacje 261
• Zarządzanie konfiguracją i poufnymi danymi 262
  • „Zaprasowana” konfiguracja 263
  • Zewnętrzna konfiguracja 264
  • Przetwarzanie poufnych danych 265
• Podsumowanie 266

11. Testy funkcjonalne: sprawdzenie poprawności i akceptacja oprogramowania 267

• Po co testować oprogramowanie? 267
• Co testować? Wprowadzenie do kwadrantów zwinnego testowania 267
• Ciągłe testowanie oprogramowania 269
  • Utworzenie odpowiedniej pętli zwrotnej 270
• Żółwie są wszędzie, aż po sam koniec 270
• Transakcje syntetyczne 272
• Testy kompleksowe 272
• Testy akceptacyjne 274
  • Programowanie zorientowane na działanie 275
  • Imitowanie i wirtualizowanie zewnętrznych usług 278
  • Wszystko razem 278
• Testy kontraktów klienckich 279
  • Kontrakty REST API 280
  • Kontrakty komunikatów 283
• Testy komponentów 285
  • Wbudowane magazyny danych 285
  • Kolejki komunikatów umieszczane w pamięci 286
  • Dublerzy testowi 287
  • Tworzenie wewnętrznych zasobów lub interfejsów 288
  • Testy wewnątrz- i zewnątrzprocesowe 289
• Testy integracyjne 291
  • Weryfikowanie zewnętrznych interakcji 291
  • Testy odporności na błędy 292
• Testy jednostkowe 293
  • Towarzyskie testy jednostkowe 294
  • Samotne testy jednostkowe 295
• Niestabilne testy 296
  • Dane 296
  • Tymczasowo niedostępne zasoby 296
  • Niedeterministyczne zdarzenia 297
  • Gdy nic nie można zrobić 297
• Testy „do wewnątrz” i „na zewnątrz” 298
  • Testy „do wewnątrz” 298
  • Testy „na zewnątrz” 299
• Zebranie wszystkiego w jeden proces 301
• Jak dużo testów trzeba wykonać? 301
• Podsumowanie 303

12. Testy jakościowe systemu: weryfikacja wymagań niefunkcjonalnych 305

• Po co testować wymagania niefunkcjonalne? 305
• Jakość kodu 306
• Jakość architektury 306
  • ArchUnit: testy jednostkowe architektury 307
  • Wyliczanie wskaźników jakościowych projektu za pomocą biblioteki JDepend 308
• Testy wydajnościowe i obciążeniowe 310
  • Testowanie wydajności przy użyciu Apache Benchmark 311
  • Testy obciążeniowe z użyciem narzędzia Gatling 312
• Bezpieczeństwo, podatności i zagrożenia 317
  • Weryfikacja bezpieczeństwa na poziomie kodu 318
  • Weryfikacja zależności 322
  • Luki w bezpieczeństwie platform wdrożeniowych 325
  • Kolejny krok: modelowanie zagrożeń 329
• Testowy chaos 332
  • Wywoływanie chaosu w środowisku produkcyjnym 333
  • Wywoływanie chaosu w środowisku przedprodukcyjnym 334
• Jak dużo testów wymagań niefunkcjonalnych trzeba wykonać? 335
• Podsumowanie 336

13. Obserwowalność aplikacji: monitorowanie, logowanie i śledzenie 337

• Obserwowalność i ciągłe dostarczanie oprogramowania 337
  • Po co obserwować aplikację? 338
  • Obiekty obserwacji: aplikacja, sieć, serwer 338
  • Metody obserwacji: monitorowanie, logowanie i śledzenie 340
  • Alarmy 340
• Projektowanie obserwowalnych systemów 341
• Wskaźniki 342
  • Rodzaje wskaźników 343
  • Dropwizard Metrics 343
  • Spring Boot Actuator 344
  • Micrometer 345
  • Dobre praktyki tworzenia wskaźników 346
• Logowanie 347
  • Formaty logów 347
  • SLF4J 348
  • Log4j 2 349
  • Dobre praktyki logowania 350
• Śledzenie zapytań 351
  • Ślady, przęsła i bagaże 352
  • Śledzenie aplikacji Java: OpenZipkin, Spring Cloud Sleuth i OpenCensus 353
  • Dobre praktyki śledzenia systemów 353
• Śledzenie wyjątków 354
  • Airbrake 355
• Narzędzia do monitorowania systemu 356
  • collectd 356
  • rsyslog 356
  • Sensu 357
• Zbieranie i zapisywanie danych 357
  • Prometheus 358
  • Elastic-Logstash-Kibana 358
• Wizualizacja danych 359
  • Wizualizacja dla biznesu 359
  • Wizualizacja dla administratorów 360
  • Wizualizacja dla programistów 361
• Podsumowanie 362

14. Migracja do ciągłego dostarczania 365

• Czynniki ciągłego dostarczania 365
• Wybór projektu migracji 366
• Świadomość sytuacyjna 367
  • Framework Cynefin i ciągłe dostarczanie 368
  • Wszystkie modele są złe, ale niektóre są przydatne 369
• Wstępne organizowanie ciągłego dostarczania 370
• Pomiar ciągłego dostarczania 371
• Zacznij od niewielkich rzeczy, eksperymentuj, ucz się, udostępniaj i powtarzaj 372
• Szersze wdrożenie: kierowanie wprowadzaniem zmian 374
• Dodatkowe porady i wskazówki 375
  • Złe praktyki i typowe antywzorce 375
  • Brzydka architektura: naprawiać czy nie naprawiać 376
• Podsumowanie 379

15. Ciągłe dostarczanie i ciągłe doskonalenie 381

• Zacznij od punktu, w którym jesteś 381
• Opieraj się na solidnych podstawach technicznych 382
• Ciągłe dostarczanie wartości (Twój najwyższy priorytet) 382
• Zwiększenie współodpowiedzialności za oprogramowanie 383
• Promuj szybką informację zwrotną i eksperymentowanie 384
• Rozwijaj ciągłe dostarczanie w organizacji 385
• Ciągłe doskonalenie 385
• Podsumowanie 386

Skorowidz 389