一 背景

持续集成CI是机器、平台、构建工具链和操作系统的混合体。理想情况下，用户希望在管理这些环境时具有尽可能多的灵活性，例如构建机器可以互换，并且不希望将构建绑定到特定机器。使用Kubernetes容器作为构建代理是获得更快、更有效地创建应用程序所需的灵活性的有效方法。
持续集成CI和持续交付CD在现代软件开发中变得非常重要，可确保更快、更可靠地交付应用程序。 Jenkins 和 Kubernetes 结合起来，提供了一个强大的解决方案，用于自动化容器化应用程序的构建、测试和部署。本文将探讨使用 Jenkins 和 Kubernetes 构建强大的 CI/CD 流程，创建无缝且高效的软件开发生命周期。

二 Jenkins on Kubernetes

Jenkins 是一个具有悠久历史且不断发展的 CI/CD 工具。其master/slave架构非常适合运行分布式构建的可扩展性场景。集成和使用 Jenkins 代理的方法有很多：从使用物理机（裸机）到虚拟机、Docker 容器或 Kubernetes 集群。

2.1 Jenkins工作流程

1. 开发者提交代码变更: 开发人员通过向源代码仓库提交变更启动软件开发周期。
2. Jenkins Master 检查代码仓库：Jenkins Master 持续监听代码仓库中新提交的变更 以启动持续集成 (CI)
3. Jenkins Agent 编译代码: Jenkins Slave 执行构建任务，拉取最新代码进行编译和测试等任务。拉取代码后，它将被编译为可执行文件，并启动构建过程。如
4. Jenkins Agent推送镜像: Jenkins Slave节点会根据配置的Dockerfile文件进行容器镜像的制作，然后推送到镜像仓库，以供后续应用部署

2.2 Jenkins部署架构

Jenkins部署分为以下两种模式：

• 一种是直接使用单Master安装Jenkins，直接进行任务管理和业务构建发布，操作简单，但任务管理和执行没有分离，可能存在一定的生产安全风险。
• 一种是Master加Agent模式。Master节点主要是处理调度构建作业，把构建分发到Agent实际执行，监视Agent的状态。业务构建发布的工作交给Agent进行，即执行Master分配的任务，并返回任务的进度和结果。

其中Jenkins的Master和Agent均可安装在虚拟机或容器中，组合形式多种多样。
传统虚机/物理机部署的Jenkins Slave 一主多从方式会存在一些痛点，比如：

1. 主 Master 发生单点故障时，整个流程都不可用了
2. 每个 Slave 的配置环境不一样，来完成不同语言的编译打包等操作，但是这些差异化的配置导致管理起来非常不方便，维护起来也是比较费劲
3. 资源分配不均衡，有的 Slave 要运行的 job 出现排队等待，而有的 Slave 处于空闲状态
   资源有浪费，每台 Slave 可能是物理机或者虚拟机，当 Slave 处于空闲状态时，也不会完全释放掉资源。
4. 一般建议无论是Master或者Agent都建议部署在容器上，可以利用K8s的容器调度机制实现master自愈能力，同时动态agent的使用方式还能提高资源利用率

2.3 Jenkins 容器化部署的优势

Jenkins 和 Kubernetes 集群的集成是一个很好的解决方案：Kubernetes 上的动态 Jenkins agent是轻量级的，可在几秒钟内按需初始化；同时借助 Kubernetes 节省资源/成本（Jenkins agent Pod仅在构建任务时存在）。

1. 动态扩展: Kubernetes 支持根据工作负载需求动态扩展 Jenkins 实例。凭借自动扩展资源的能力，Jenkins 可以有效地处理不同的工作负载，确保在高需求期间实现最佳资源利用率，并在活动较低期间缩减规模。这种弹性提高了 CI/CD 管道的整体效率。
2. 优化资源效率使用：利用 Kubernetes 允许 Jenkins 在可以快速实例化或终止的轻量级容器中运行。这种方法优化了资源利用率，因为容器共享底层主机操作系统内核，从而减少开销并更有效地利用计算资源。 Jenkins 工作负载可以在容器内隔离，防止干扰并增强整体系统稳定性。
3. 声明式配置: Kubernetes 允许通过 YAML 文件对 Jenkins 实例进行声明性配置，从而实现基础设施即代码实践。这简化了 Jenkins 环境的设置和维护，因为配置更改可以进行版本控制并在不同的集群或环境中一致应用。声明性方法可确保一致性并降低配置漂移的风险。
4. 高可用性和可靠性:Kubernetes 的架构通过将 Jenkins master实例和Jenkins agent实例分布在集群中的多个节点上来提升高可用性。在发生故障事件时，Kubernetes 自动将 Jenkins 工作负载重新调度到健康节点，确保 CI/CD 流程不间断。这种弹性有助于提高基于 Jenkins 的工作流程的整体可靠性。
5. 轻松实现更新和回滚:Kubernetes 促进 Jenkins 实例的无缝更新和回滚。借助滚动升级等功能，可以在不停机的情况下逐步引入新的 Jenkins 版本。如果出现问题，可以快速执行回滚，最大限度地减少对开发流程的影响。这种灵活性增强了基于 Jenkins 的 CI/CD 工作流程的敏捷性。
6. 统一环境:Kubernetes 为运行 Jenkins 提供了一致的环境，无论底层基础设施如何。这种一致性简化了开发和测试流程，因为 Jenkins 作业可以跨各种集群、云提供商或本地数据中心统一执行。这种一致性减少了潜在的兼容性问题并简化了整个工作流程。

三 Jenkins on serverless

与任何新的技术一样，“serverless”一词通常具有不同的含义。serverless是一种技术模式，它提供服务和概念，以最大限度地减少管理服务器带来的维护开销。它是一个强大的抽象，使用时可以只聚焦应用专注于构建和部署应用，无需管理集群底层基础设施 。有时，serverless被过度简化为功能即服务function-as-a-service (faas)。另外，很少有用户谈论使用serverless进行 CI/CD，现实情况就是有代码的地方仍然需要持续集成CI和持续交付CD。

3.1 CCE AutoPilot集群介绍

1. CCE Autopilot 是云容器引擎服务推出的Serverless版集群，提供免运维的容器服务，Autopilot 在托管 Kubernetes 控制平面的基础上，把工作节点的管理也全部托管起来，实际上也就相当于是一个提供 Kubernetes API 的 PAAS 服务，或者也可以称之为 Serverless Kubernetes。
2. 托管节点和控制平面的好处是显而易见的，大幅降低了用户的 SRE 和运维成本，提高应用程序的可靠性和可扩展性。
3. 计费模式主要是以Pod为单位，按规格收费

3.2 Jenkins on CCE Autopilot

1. 由于Jenkins agent 容器工作的特性：当Jenkins master接收到构建请求时，才会根据当会根据配置的 agent 模板 动态创建一个运行在 Pod 中的 Jenkins Agent容器 并注册到 Jenkins Master容器上，当执行完构建任务后，这个 Jenkins agent 容器会被注销并且这个 Pod 也会自动删除。
2. 这种任务型的Pod完美适用于CCE Autopilot集群，最大力度节省了用户的开销，没有任务时Autopilot集群几乎零开销，再加上一般Jenkins构建任务耗时都比较短，即使存在大量构建任务，也不会有开销负担。

四 实战篇

1. Jenkins对接CCE autopilot集群实战