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用 IBM Rational BuildForge 打造集成的软件构建管理平台，第
3 部分: IBM Rational BuildForge 集成构建解决方案及案例研究
2008-02-15 作者：李纪华 来源：IBM
在本文的前面两部分我们介绍了 IBM Rational 进行构建管理过程改进的原理和方法。本文的第三部分我们将介绍 IBM Rational BuildForge 的实施案例研究。 IBM Rational BuildForge 集成构建解决方案经过业界许多用户的使用证明 IBM Rational BuildForge 可以帮助软件开发组织加速软件开发流程，增强产品质量，更好地支持异地分布的开发团队并满足审计和遵规需求，下面就从这三个层面来描述一下围绕 BuildForge 的集成构建解决方案。 开发流程中的瓶颈 Rational BuildForge 提供了多种特性来解决软件开发过程中的常见瓶颈，从而加速用户的软件开发流程，这些瓶颈包括：
因此本节主要描述 BuildForge 的功能及特性是如何解决上面的问题或瓶颈的。 加快流程流转，减少徒劳工作 Rational BuildForge 的自文档化（在项目创建及执行过程中自动形成相关文档）特性保证了更佳的团队协作，特别是分布在不同工作地点的团队。位于开发周期上游的团队不必担心没有将正确的信息传递给下游团队，这样他们可以将精力集中在如何正确处理他们自己的工作以及如何对系统中的信息进行封装方面，他们知道系统会对这些信息进行存储和传递。下面一些 BuildForge 的特性提供了这方面的支持：
上图示出了物料清单的一个例子，从 Job Steps 中可以看出一个构建流程包含的全部步骤，这些步骤运行在哪台服务器上，用时分别多少等；还可以在 Step Manifests 看到每个步骤具体的环境变量及系统参数设置；在 Checkpoints 可以看到本次构建增加了一个新的文件 hello.exe。
这些特性结合在一起清晰诠释了在开发期间到底发生了什么。系统可以跟踪谁在哪台机器做了什么事情，结果是什么，消耗时间是多少等。这种跟踪能力不仅加强了各类人员对于流程及其运行的理解，还有效帮助企业遵守审计规则。 加快执行速度的同时延长系统正常工作时间 使用 Rational BuildForge，用户可以通过并行处理以及服务器池（server pooling）技术加快构建速度并延长系统正常工作时间。用户可以使用这些特性来：
上图示出了在采用服务器池时 BuildForge 的具体做法，首先 BuildForge 使用服务器收集器（Collector）来定义收集服务器哪方面的信息，例如 CPU 负载、空闲的内存、操作系统以及操作系统版本、CPU 数量等，这些信息可能会用作服务器分池的条件。下图示出了在物料清单（BOM）报告中在项目运行过程中实际采集到的信息。 图 5: 在物料清单（BOM）报告中在项目运行过程中实际采集到的信息
然后 BuildForge 通过服务器选择器（Selector）提供了服务器池的组织方式，例如把所有 OS_SYSNAME 为 Windows XP 并且空闲内存大于 512 M 的机器组织成一个池，接着将指定某些 Windows 项目运行在这个服务器池上。这样就充分利用了服务器资源，而且大大增强了构建系统的健壮性。
使用较少的硬件达到更快的速度 在进行 IBM Rational BuildForge 实施时，可以实现将部门的硬件资源以受控方式进行共享。没有这种集中管理方式，一个部门往往按项目组分配机器，例如某台 AIX 服务器就是给某项目组用的，其他项目组无法使用，结果造成硬件资源随着时间推移利用率不高。但如果使用 Rational BuildForge 就可以使下面的使用场景成为可能：
这些场景总的说来可以在提高处理速度的同时减低企业成本。 流程透明度和用于持续改进的分析 由于 Rational BuildForge 可以跟踪用户从编码到生产期间所执行的所有活动，因此在 BuildForge 中包含了相当丰富的信息，这些信息可以帮助团队提高生产效率。Rational BuildForge 可以生成一组预先定制好的报告，供用户用来分析自己的流程并持续进行改进。同使用大量的批处理文件或脚本却只能提供对流程有限的可见性相比，使用 Rational BuildForge 可以帮助用户：
图 10: 一个简单的对各项目构建成功率进行统计的最终结果 
当然，单纯加快软件开发速度是不够的，如果在组织中实施了 Rational BuildForge 用户还可以从拥有了统一的构建和发布自动化系统、标准化的开发流程以及更好的团队沟通而得到多种与质量改进有关的好处。 可重复的流程 通过 IBM Rational BuildForge 每次都是以一致的方式运行构建和发布流程。Rational BuildForge 可以根据用户需要多次重复运行一个项目，例如使用上一次构建的环境反复运行后续构建， BuildForge 还可以显示用户在运行时定制的值。BuildForge 解决方案非常适合重复已有的流程，反复进行测试或问题诊断的开发方式，如迭代化开发、敏捷开发等。甚至用户可以创建流程中的共享片段，使该片段成为一个共享项目，当其他项目需要该共享项目内容时直接调用共享项目即可。这样通过标准化流程提供了有价值的质量控制，减少了新项目的设置及启动时间。 图 11: 某个流程步骤可以通过 Inline 调用另一个共享的项目流程片段
如上图所示，某个流程步骤可以通过 Inline 调用另一个共享的项目流程片段；根据本步骤的结果（成功或失败）可以通过 Pass Chain 或 Fail Chain 分别启动另一个不同的项目。 知识保持 人员变动是所有组织不可回避的事实，但 Rational BuildForge 可以帮助企业克服这一难题。BuildForge 的统一知识库自动保存了企业基础设施中的流程信息，保护了信息投资并且大大降低了流程的学习曲线。团队成员可以在 Rational BuildForge 知识库中：
BuildForge 系统创建了一个关于流程的知识库，并且自动进行流程的归档从而流程以标准化、一致和可重复的方式执行。 通过自动化减少人为错误 Rational BuildForge 为用户提供了实施全方位构建和发布自动化系统的工具。在设计好一个流程后，用户可以轻松将其自动化，然后将该自动化流程共享给组织的其他部门或人员。通过 BuildForge 可以实现下列内容的自动化：
集中控制分布访问 团队的沟通问题经常是阻碍发布及时性的一个关键因素。如果没有一个高效的构建和发布自动化系统，配置管理团队对于请求新构建、新测试以及新项目的响应能力会对开发流程产生不利影响。另外，与构建流程脱节的开发人员经常会因为等待构建结果而丧失效率。类似地，如果一个项目不可被重复并且没有很好地进行文档化，会很难确定产品不同版本的信息，重现客户的问题，结果重现客户问题经常变成整个问题修复过程中最花时间的部分。 Rational BuildForge 通过统一控制及基于角色的安全访问机制可以支持地域分布的开发团队。用户可以将来自许多部门的流程集中在一个统一系统中，然后可以将对这些流程的访问以及这些流程生成的信息扩展到整个组织中任何期望扩展到的范围。统一的配置管理组可以先创建并测试流程，然后将流程的使用权限授予其他相应组的成员，即使这些人员不都属于同一部门。不属于正式配置管理组的个人可以创建他们自己的流程并将其在公司范围内共享。同时管理人员拥有管理控制权，决定谁可以运行某个自动化流程、阅读某个报告或定义一个新流程。 通过 Rational BuildForge 开发人员可以启动构建项目，及时得到反馈并对新特性或缺陷修改进行测试，但开发人员只能启动那些有权限启动的项目。这种自助服务使得开发人员获得更高的生产效率，减少配置管理团队在响应这类请求方面花的时间。实际上如前所述，这种思路并不局限在构建及发布方面，用户可以将其扩展到想自动化的任何流程。 通过更频繁的测试周期提供敏捷性 尽管自动化测试永远不能替代 QA 团队的所有工作，但 Rational BuildForge 可以将有效的自动化测试嵌入到整个构建和发布流程中，并将测试结果在整个组织范围内共享。进而 Rational BuildForge 的自文档特性可以帮助使每个测试周期更加有效，因为每次构建包含了此次构建的过程以及最终的可执行文件所包含的内容等信息。任何迭代化开发流程，例如敏捷开发及其他方法论都要求不断进行的“编码－构建－测试”活动来给开发团队和测试团队提供频繁的反馈。Rational BuildForge 提供了强大的自动化、调度以及源代码集成能力，帮助团队实现持续集成。通过 IBM Rational BuildForge 测试人员可以在许多有关产品的细节信息都已明确的基础上开始测试。
测试团队还可以将 IBM Rational BuildForge 用于：
以上这些特性使得在整个流程中建立更有效率的测试成为可能，因此也就将更高的品质融入到最终产品发布中。 为集成而进行的产品设计 从本质上看 IBM Rational BuildForge 实际上是一个将不同应用组合在一起以完成复杂开发任务的解决方案。借助 Rational BuildForge 用户可以轻易地将项目中的不同应用、操作系统命令、批处理文件或外壳脚本混合在一起。 通过其独特的命令行封装能力，Rational BuildForge 可以对在目标系统上执行的每条命令在执行前创建适合该命令的必要环境。并且用户可以为与系统其他部分集成的命令定义所需的环境。 除了将不同应用链接在一起这一基本功能以外，Rational BuildForge 也可以与其他解决方案进行集成。
借助上面这些功能，Rational BuildForge 可以成为用户开发环境中的关键组成部分，同时成为企业信息系统中的重要成员之一。 开箱即用集成的价值：IBM Rational 软件开发工具 IBM Rational BuildForge 标准版和 IBM Rational BuildForge 企业版都可以配有开箱即用的与 IBM Rational 软件开发平台（SDP）的紧密集成，可以快速给客户带来价值。通过集成使用这些产品，公司可以管理、自动化和跟踪从需求到生产整个开发生命周期。这些集成包括：
同第三方应用的集成 前面第 6 章产品清单中已经提到 IBM Rational BuildForge Adaptor Toolkit 允许用户将第三方软件，如源码管理工具、缺陷跟踪管理工具以及测试自动化工具与 BuildForge 集成起来，从而建立软件配置管理系统和构建环境之间无缝的链接，提高效率并且可以跟踪源代码、缺陷以及测试的变化。用于第三方的适配器包括 CVS，Perforce SCM，Borland StarTeam，Microsoft Visual SourceSafe，Subversion 以及 Bugzilla。用户也可以为满足特定要求修改这些适配器，或者创建与自己开发的工具或者与其他第三方工具集成的适配器。 Rational BuildForge Adaptor Toolkit 提供了许多集成选项来自动化并优化开发流程，包括：
适配器技术将源代码变化、缺陷以及测试与特定的构建关联起来，这样加强了对构建组成部分的详细了解。IBM Rational BuildForge 可以捕获关键的构建统计信息，包括所施加的变更、构建时间和日期等并为了便于访问将这些信息集中存储在一个位置。 如本文前面所讨论的，遵规是大多数开发团队正在考虑的一个重要问题。即使开发团队不对公司的财务系统负责，但开发团队所交付的产品或服务对于公司的收入而言很可能是至关重要的，同时开发团队应该准备应对审计方面的要求。 作为萨班斯法案的结果，许多公司已经意识到标准化、可重复和文档化的开发流程也是一个关键的业务最佳实践。关键是尽量减少收集相关审计数据的代价，从而减少开发团队的负担。IBM Rational BuildForge 可以捕获关键数据并提供从编码到生产全生命周期的可跟踪性，因此可以用作对应遵规和审计的证据。当使用 Rational BuildForge 来运行构建和发布流程时，系统自始至终自动跟踪用户的流程。将越多的流程放入 Rational BuildForge 系统，对于开发环境的了解也就越清晰。 系统保留了用户所有流程的版本信息，对于每个产品迭代，用户可以看到改变了什么，谁进行的修改以及为什么要进行这样的修改。并且系统为每个完成的流程运行提供了物料清单（BOM）。 对流程进行自动跟踪 即使是最简单的脚本只要在 Rational BuildForge 中运行，因为系统保存了每次项目运行的数据，它也可以作为一个有价值的遵规工具。例如一个普通的批处理文件或外壳脚本，它的作用是将文件从一个位置复制到 Web 服务器上，当在 Rational BuildForge 中运行它时它很快就远远不是一个普通脚本了。再看看下面这些例子：
其他用户动作，如对脚本的修改也会被记录下来。另外， Rational BuildForge 注释（notes）可以帮助记录每个变化发生的原因。 当用户与现有工具进行集成时，Rational BuildForge 可以将多个孤立的信息源转换成随时可用的用于遵规的数据。 流程的版本化 当将一个流程加入 Rational BuildForge 后，就可以获取关于流程（项目）的许多信息了：项目中所包含的步骤、项目所需的环境变量、项目应该运行在哪台或哪些服务器上。不管在任何时候，只要用户对流程进行修改项目记录就可以得到更新；系统保留了当前版本的流程作为该流程的缺省指令集。每次在运行项目时系统都保存了运行信息的副本，即使项目定义已经发生了变化，用户仍然可以审查项目运行记录以便了解当时项目执行的确切步骤。进而系统可以重建先前的运行，按照当时的指令重新运行项目，而不用考虑已经发生的变化。这样任何加入 Rational BuildForge 的流程立即就可以变成可重复和可追踪的流程。如果流程的变化导致质量问题，用户可以返回到最近一次质量达标的状态。尽管 BuildForge 系统在自己的数据库中自动保存了流程记录，但用户可以将流程指令归档到自己的源码控制系统中。这样就可以将流程指令与用于创建产品的源码放在一起进行保存和管理。用户也可以将流程归档这一操作本身用 Rational BuildForge 加以自动化。 通过物料清单（BOM）建立自文档系统 IBM Rational BuildForge 包括一个可配置的物料清单，每次运行一个流程时 BuildForge 系统会自动生成一个物料清单用来提供详细的有关流程运行的信息，可以用物料清单来对流程的运行结果进行检查。同一产品（项目）由于使用人员角色不同流程往往执行方式也有不同，因此可以用物料清单作为记录流程的一种文档。 系统可以在物料清单中自动包含每次构建中一些感兴趣的信息。
总之，物料清单将流程以及流程端到端的运行结果都封装到一个直接可用的包中，适于审计或遵规校验。 IBM Rational BuildForge 案例研究IBM Rational BuildForge 在短短 6 年左右时间内在全球获得了广泛应用，包括独立软件供应商、硬件厂商、电信、金融、软件游戏厂商等多类业界领先的用户。下面主要结合 IBM Rational 和某个世界领先的独立软件供应商为例分析他们是如何利用 BuildForge 解决各自面临的问题的。 IBM Rational 自身使用 BuildForge 的概况自 2006 年 IBM 收购 BuildForge 并归入 Rational 软件部门后，Rational 迅速将 BuildForge 用于自身的研发管理流程中。在使用 BuildForge 之前 Rational ClearCase、ClearQuest 等产品线的 350 多名开发人员分布在全球几个实验室中，而开发的多个产品又涉及多种操作系统平台，发布工程组一直在寻找一个更为健壮的多平台支持、流程自动化并且可扩展的构建和发布环境来更好地利用人力资源和硬件资源，保质保进度地完成产品发布。在实施了 BuildForge 后 Rational 三个产品线已经建立起了一整套可扩展的构建和发布管理基础设施，明显改进了开发团队生产率、资源利用率和产品质量。而且在充分利用了现有开发工具和构建脚本的同时，团队增加了对他们对端到端的开发流程的了解程度，进而能不断提高其可靠性。 “IBM Rational 软件一致致力于提高自身软件开发实践从而改进我们自己的产品质量和开发效率，这就要求我们的端到端开发生命周期必须是可预计、可扩展的并且完全可以进行跟踪。BuildForge 的构建和发布管理平台是 IBM Rational ClearCase 开发团队生产业界领先的 Rational ClearCase 产品所使用系统的核心部分。BuildForge 的自动化和控制能力帮助我们以更准确的预判性来交付更高质量的产品。” —— Lee R. Nackman，副总裁，产品开发及客户支持，IBM Rational 软件 下面展开介绍一下 Rational 自身使用 BuildForge 后的经验和好处。 在实施 BuildForge 之前发布工程团队通过脚本开发自动化了他们许多构建和发布流程，但是他们发现系统并不能扩展用来满足不断增加的新需求和复杂性。由于每个任务都是独立运行的，因此整个流程执行时不得不时时等待其他任务的完成来进行不同任务之间的协同。如果一些任务比预期时间晚完成，可能会导致整个项目失败。例如当夜间构建失败后通常会花一整天进行诊断和测试。同时他们发现内部开发的系统并不能充分利用超过 100 多台不同操作系统的机器。项目与具体的机器捆绑在一起，结果往往造成一些机器非常繁忙而其他的机器却闲着。进而为每个流程而专门书写的脚本使得团队成员很难共享工作，一个人不在别人很难接替他的工作。 痛定思痛——建立基于 BuildForge 的统一构建和发布管理系统 在对 BuildForge 进行评估后，项目组立即意识到可以用简单而更聪明的方式利用他们的资源。BuildForge 帮助发布工程团队通过一致的管理控制台集中管理原来分散的流程。BuildForge 无缝地与团队现有的脚本和工具（IBM Rational ClearCase、 IBM Rational ClearQuest、IBM Rational Robot 以及其他）集成在一起，因此可以快速基于现有做法进行自动化运行。现在他们可以建立流程之间的智能链接从而导演整个“编码－构建－测试－发布”周期。IBM Rational 软件开发经理 Dave Barr 说：“使用我们以前的系统，如果整个流程的某个环节出了问题，我们不得不停下来花很多时间（通常一天）来进行检查并重新开始。现在我们可以很快发现哪里出了问题并快速补救以免浪费更多时间。更重要地整个流程更加可靠和健壮，需要恢复的次数也减少了。” 通过 BuildForge， IBM Rational 软件团队变被动响应为积极主动，主管人员可以从他们的 BuildForge 控制板中即可有效监控项目的运行，并且可以快速指出错误发生的位置并在发生错误时及时解决错误。BuildForge“隐藏”了他们构建的所有复杂性，团队成员只要按一个按钮就可以执行相关的任务，这样团队成员不经过特定流程或项目的培训也可以更容易地与他人分担工作负载。现在他们差不多一个星期可以省出一天来放在其他任务关键性的工作上，同一批人还能给其所支持的其他团队以更多的服务。Barr 说：“BuildForge 使得我们可以轻松同时管理多个项目，我的团队从一个地方就可以得到他们需要的所有信息。另外，由于构建变得更加可靠，出现紧急问题的时候也少了”。 BuildForge 帮助发布工程团队优化了硬件资源的使用，得到了更好的性能和更快的发布周期。现在他们众多的服务器已经组织成多个服务器池并有效地分布在不同的开发地点。通过使用线程选项，没有依赖关系的任务可以跨不同服务器、不同操作系统同时运行，这大大减少了一些 IBM Rational 软件产品的构建时间，从 1 天下降为小于 3 个小时。 现在他们可以更快和更可靠地进行构建，团队可以用更多的周期来进行软件测试，QA 团队可以立即对 BuildForge 系统进行访问以获取最新构建包含了哪些内容，到底需要测试什么等。通过提高可靠性，IBM Rational 有了更多的测试时间来保证产品质量。 基于他们现有 BuildForge 的初步实施成功，发布工程团队计划将系统进而开放给开发团队。利用内置的基于角色的安全性，开发人员可以从他们自己的集成开发环境在授权范围内直接访问已经批准生效的生产流程。这样开发人员就能够在 IBM Rational ClearCase 版本库中检入变更内容之前或之后都可以对他们自己的工作进行校验，在影响夜间构建前提前发现和解决错误。开发人员由此可以对他们的代码更有信心，整个团队期望能得到进一步的生产率及质量的提高。 某独立软件供应商作为一家全球领先的桌面出版软件供应商，拥有 50 个产品线、150 个产品开发组、2000 多名分布在全球的开发人员。但长期以来分离的构建和发布流程使得开发团队各自为政，形成了多个相互重复、自行开发的构建系统。150 个产品开发组的 150 个配置经理每人都使用他们自己的手工的、没有很好文档化的构建流程，结果构建过程时间长而且经常失败，发布也很难再现，开发成本相当惊人。另外，每个开发工具都有自己的信息，由于这些信息不能共享，因此无法得到关于发布内容的可见性。总是不断重头做同一件事但却缺乏端到端的构建和发布流程集成造成该软件供应商产品质量不高、不能按期发布以及发布成本高。因此他们感到他们需要一个可靠、集中管理的系统来减少成本，使得 50 个产品开发团队都统一到这个构建管理平台上来。 公司成立了一个专门的工程服务小组（ESG）来为构建和发布流程创建相关标准，他们想将所有的开发系统（源码控制、测试、缺陷修复、本地化、CD制造等）全部连接在一起，形成那个一个紧密集成的面向服务的架构。在对比了多种解决方案，包括他们自己开发的解决方案后，由于 BuildForge 的灵活性、可扩展性和快速见效的特点，该公司最终选择了BuildForg。 在采用了 BuildForge 解决方案后，通过一个跨不同团队、产品和平台的集中管理的系统，用户可以对构建和发布的最佳实践进行管理和自动化。BuildForge 可以相当容易地插入到现有的开发环境中，将分离的工具连接到一起从而创建贯穿整个应用开发生命周期的、透明的流程。通过实现自动化的、一致的流程，发布周期以及产品质量均得到了改进。 另外，BuildForge 确实帮助用户加速了他们的发布过程。用户想更多采用敏捷方法来改进质量，但他们知道他们以前的系统是不能支持这种想法的。在采用 BuildForge 之前 1 个月只能完成 18 次构建，在采用了 BuildForge 之后可以进行 360 次构建，提高了 20 倍。这使得他们的配置管理团队更有效率，更少的投入可以得到更多的回报。
总结本系列描述了 Rational BuildForge 进行构建和发布过程管理及自动化的方法，讨论了如何通过整合项目组、流程以及系统来改进软件开发效率，从而提高整个开发团队的效率，改进产品质量，更好地遵规。 本系列首先对编译和构建的差异给出了说明，然后对文中常用的名词或术语进行了描述，接下来在“当前构建及发布过程面临的挑战”对当前应用生命周期管理中，特别是构建及发布过程面临的挑战。为了更好地帮助读者理解 IBM Rational BuildForge 的实现原理及功能，特别在介绍具体产品功能前加入了有关构建流程的一些基础知识及最佳实践经验。在“IBM Rational BuildForge 简介”部分对 BuildForge 的基本功能进行了描述，之后是基于 BuildForge 的集成构建平台解决方案介绍，以及给软件开发、质量改进以及遵规带来的好处，最后是一些用户的案例研究。 参考资料
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