本教程内容整理自 张子彤 - GitHub Actions 与 CI/CD 全流程解析 - 20250917 的演讲视频，属于 PLCT 实验室内部报告，仅供技术交流使用。演讲围绕 GitHub Actions 平台展开，结合 CI/CD 的核心理念，系统讲解了从工作流配置到流水线部署的关键步骤。
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一、GitHub Actions 概述
GitHub Actions 是 GitHub 提供的 CI/CD 平台，能够自动化代码开发流程，包括构建、测试和部署等环节。
核心机制包括：
- 流程自动化：通过编写工作流（Workflow），定义在特定事件触发时执行的步骤。例如：
- 提交 Pull Request 时自动构建和测试
- 合并 PR 后自动部署到生产环境
- 事件驱动：工作流可响应仓库中的多种事件，如新建 Issue 时自动添加标签。
- 运行环境：支持 Linux、Windows 和 macOS 虚拟机，也可使用自托管运行器（Self-hosted Runner）
二、GitHub Actions 核心组件
| 组件名称 | 定义与作用 |
|---|---|
| 工作流（Workflow） | 自动化流程定义，配置于 .github/workflows/ 目录下的 YAML 文件 |
| 事件（Event） | 触发工作流的仓库活动，如 PR 创建、Issue 打开、代码推送等 |
| 作业（Job） | 工作流中的任务集合，支持并行或顺序执行，可设置依赖关系 |
| 步骤（Step） | 作业中的执行单元，可为脚本或复用模块（Action），步骤间可共享数据 |
| 动作（Action） | 可复用的任务模块，用于拉取代码、配置工具链、设置认证等。可自定义或从 Marketplace 获取 |
| 运行器（Runner） | 执行作业的服务器。支持默认虚拟机或自托管运行器，每次运行使用全新环境 |
三、CI/CD 概述
CI/CD 是现代软件开发的核心流程，涵盖持续集成（CI）、持续交付（CD）和持续部署（CD）。
| 概念 | 英文缩写 | 定义 |
|---|---|---|
| 持续集成 | CI | 自动进行代码检查、测试和构建 |
| 持续交付 | CD | 测试通过后可随时发布，但需人工确认 |
| 持续部署 | CD | 测试通过后自动部署到生产环境，无需人工干预 |
四、CI/CD 流水线步骤
一个完整的 CI/CD 流程通常包括以下阶段：
1. 触发阶段（Trigger Phase）
流水线由特定事件触发，例如：
- 代码提交到版本控制系统
- 定时任务（如夜间构建）
- 开发人员手动触发
触发后，系统开始执行预设的自动化流程。
2. 拉取代码（Code Checkout）
从版本库中拉取最新的源代码，确保构建和测试基于最新提交。
3. 构建阶段（Build Phase）
将源码编译为可执行文件，常见任务包括：
- 编译代码（如将 Java 源码编译为字节码）
- 打包为可部署文件（如生成 Docker 镜像）
4. 测试阶段（Testing Phase）
对构建产物进行质量验证，测试类型包括：
- 单元测试：验证单个组件
- 集成测试：验证组件间交互
- 功能测试与安全测试：模拟用户操作，发现潜在问题
测试失败时，流程暂停，需修复后重新执行。
5. 交付 / 部署阶段（Delivery / Deployment Phase）
将应用部署至目标环境，通常包括：
- 预发布环境（Staging）：模拟生产环境，进行最终验证
- 生产环境（Production）：正式对外服务
常见部署策略：
- 蓝绿部署：新旧环境并行，验证后切换流量，支持快速回滚
- 滚动更新：逐步替换旧版本，降低风险，实现平滑过渡
6. 监控与反馈阶段（Monitoring & Feedback）
部署后持续监控应用运行状态，收集用户反馈，发现并修复生产环境中的问题，形成闭环，推动持续优化。
五、GitHub Actions CI/CD 实践
为提升效率、安全性和可维护性，推荐以下实践：
- 模块化工作流：将不同任务拆分为多个 YAML 文件，如代码检查、构建、部署等。
- 构建加速：使用
actions/cache缓存依赖，减少重复下载时间。 - 优先执行测试与规范检查：将 Lint 和单元测试放在构建前，避免资源浪费。
- 安全管理密钥（Secrets）：
- 使用 GitHub Secrets 存储敏感信息
- 避免硬编码，定期轮换，权限最小化
- 环境保护规则：
- 设置部署审批流程
- 限制特定分支或人员使用生产环境 Secret
- 稳定版本部署：
- 仅允许
main或release分支触发部署 - 或通过打版本标签触发，确保可回溯性
- 仅允许
- 复用工作流：
- 抽取公共逻辑为可复用工作流，多个仓库共享，统一维护
- 矩阵策略测试：
- 在不同操作系统和语言版本组合下运行同一作业，确保兼容性
- 通知机制：
- 构建失败及时通知开发者
- 部署成功通知团队，提升协作效率
- 工作流指标监控：
- 使用 GitHub Insights 查看运行时间、排队时间、成功率等
- 找出瓶颈，优化并行策略与缓存策略
如果你正在构建自己的 CI/CD 流程，欢迎参考本文内容进行实践，也欢迎在评论区交流经验~
