CI/CDの基本概念とGitHub Actions/GitLab CIの利用

アプリケーション開発において、コードの変更を迅速かつ安全にユーザーに届けるための仕組みが不可欠です。CI/CD (Continuous Integration/Continuous Delivery or Deployment) は、このプロセスを自動化するための開発手法であり、アドバンストエンジニアにとって必須の知識です。この章では、CI/CDの基本概念と、主要なツールである GitHub Actions および GitLab CI の利用について解説します。

1. CI/CDの基本概念

CI/CDは、開発パイプライン全体を自動化し、品質とスピードを両立させることを目指します。

A. CI（Continuous Integration: 継続的インテグレーション）

• 目的: 開発チームが頻繁にコード変更をメインブランチに統合（マージ）し、そのたびに自動でビルドとテストを実行することで、早期に問題を発見します。

• プロセス:

  1. 開発者がコードをコミットし、プッシュします。

  2. CIツールが変更を検知し、自動でビルド（コンパイルや依存関係の解決）を実行します。

  3. 自動でユニットテストや統合テストを実行し、問題がないか検証します。

  4. ビルドとテストが成功した場合、**成果物（アーティファクト）**を作成します（例: Dockerイメージ）。

B. CD（Continuous Delivery/Deployment: 継続的デリバリー／デプロイメント）

• 目的: CIによって検証されたコードを、迅速かつ自動で環境にリリースできるようにします。

• 継続的デリバリー (Continuous Delivery: CD):

  • テストが完了したアプリケーションを、いつでもリリースできる状態にしておきます。

  • 本番環境へのデプロイは、手動の承認やボタン操作によって行われます。

• 継続的デプロイメント (Continuous Deployment: CD):

  • 継続的デリバリーに加え、テストに成功したコードを自動で本番環境にデプロイします。

  • 人間の介入なしに、コードが即座にユーザーに届きます。

2. CI/CDパイプラインの構成要素

CI/CDは、通常、以下のような一連の**ステージ（段階）**で構成されます。

1. ソースステージ (Source): Gitリポジトリへのプッシュなど、変更の発生をトリガーとします。

2. ビルドステージ (Build): ソースコードから実行可能な成果物（Dockerイメージ、jarファイルなど）を作成します。

3. テストステージ (Test): ユニットテスト、結合テスト、セキュリティスキャンなどを実行し、品質を検証します。

4. デリバリー/デプロイステージ (Deploy): 検証済みの成果物を、開発環境、ステージング環境、そして最終的に本番環境へとデプロイします。

3. 主要なCI/CDツールの利用

現代では、GitHubやGitLabといったソースコード管理サービスに統合されたCI/CDツールが主流です。

A. GitHub Actions

• 特徴: GitHubに完全に統合されたワークフロー自動化プラットフォームです。リポジトリ内に/.github/workflowsディレクトリを作成し、YAMLファイルでパイプラインを定義します。

• 主要な構成要素:

  • Workflow（ワークフロー）: CI/CDパイプライン全体を定義します。

  • Event（イベント）: ワークフローの実行トリガー（例: push、pull_request）。

  • Job（ジョブ）: 実行環境（Runner）上で実行される一連のステップのまとまりです。並行実行も可能です。

  • Step（ステップ）: ジョブ内で実行される個別のタスク（例: コードのチェックアウト、依存関係のインストール、テスト実行）です。

  • Action（アクション）: GitHubコミュニティや公式が提供する再利用可能なタスクの単位です（例: 特定の言語環境のセットアップ）。

• GitHub Actionsのワークフロー定義の例（イメージ）:

  YAML

  name: CI Pipeline
  
  on: [push] # pushイベントで実行
  
  jobs:
    build-and-test:
      runs-on: ubuntu-latest # 実行環境
  
      steps:
        - uses: actions/checkout@v4 # コードをチェックアウト
        - name: Set up Python
          uses: actions/setup-python@v5
          with:
            python-version: '3.11'
        - name: Install dependencies
          run: pip install -r requirements.txt
        - name: Run tests
          run: python -m pytest
  

B. GitLab CI/CD

• 特徴: GitLabに組み込まれたCI/CD機能です。リポジトリのルートに作成する .gitlab-ci.yml ファイルでパイプラインを定義します。

• 主要な構成要素:

  • Pipeline（パイプライン）: CI/CDの実行全体を指します。

  • Stage（ステージ）: ジョブを論理的にグループ化する段階です（例: build, test, deploy）。

  • Job（ジョブ）: 特定のステージで実行されるタスクです。script: セクションに実行したいコマンドを記述します。

  • Runner（ランナー）: ジョブを実行するエージェント（実行環境）です。

• GitLab CIのパイプライン定義の例（イメージ）:

  YAML

  stages:
    - build
    - test
  
  build-job:
    stage: build
    script:
      - echo "Building the application..."
      - ./build-script.sh
  
  test-job:
    stage: test
    script:
      - echo "Running tests..."
      - ./run-tests.sh
  

CI/CDを導入することで、バックエンドエンジニアは品質管理の手間を減らし、より頻繁に、より自信を持ってコードをリリースできるようになります。