最佳实践：版本管理中的分支策略丨IDCF
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2024-07-11 07:58
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全寿湘，现就职中信银行国际（中国）有限公司 金融科技研发中心，研发效能（DevOps）工程师认证学员
概述
版本管理是提升研发效能中至关重要的一环，是连接开发和运维的桥梁，而分支策略则是版本管理的核心之一。本文将聚焦于版本管理中的分支策略，介绍部分主流的分支策略，包括主干开发-主干发布、特性分支开发-主干发布、特性分支开发-发布分支发布和测试环境分支开发-主干发布。
我们将分析每种策略的优缺点、适用场景，并详细介绍其管理和操作流程、代码质量控制等。通过本文，我们将更好地理解不同分支策略的特点，为我们在实际项目中的选择和应用提供思路。
一、引言
在软件开发过程中，版本管理起着至关重要的作用，它不仅可以帮助团队协作，提高代码质量，还能够保证软件开发过程的可追溯性和安全性。而版本管理的核心就是分支策略，它决定了团队在开发过程中如何管理和合并代码的不同版本。选择合适的分支策略对于提高研发效能至关重要。本文将介绍部分主流的版本管理分支策略，分析其优缺点、适用场景，并介绍其管理和操作流程、代码质量控制等，以帮助我们更好地理解和应用版本管理分支策略。
来源《研发效能（DevOps）工程师（中级）》课程
二、版本管理分支策略
2.1 主干开发-主干发布（Trunk-Based Development - Trunk-Based Release）
2.1.1 策略说明
主干开发-主干发布（Trunk-Based Development - Trunk-Based Release）是一种简单直接的分支策略，所有的开发工作都在主干上进行。开发者直接向主干提交代码，并通过持续集成（CI）系统进行自动化测试和构建。这种策略适用于小型团队或者需要快速迭代的项目，并且无版本并行，版本小，一般一个版本一个版本的迭代，开发测试环境较少，只有一套左右。
2.1.2 策略优点
频繁集成：开发人员频繁地将代码提交到主干分支，保持代码库的最新状态。这减少了集成的复杂性和冲突，提高了代码的稳定性和一致性。
简化合并：由于开发人员直接在主干分支上工作，并且频繁提交代码，减少了大规模合并的需要，降低了合并冲突的风险和解决冲突的复杂性。
代码审查：频繁提交代码鼓励更频繁的代码审查和同行评审，有助于早期发现和修复代码缺陷，提高代码质量。
持续清理：频繁提交和持续集成促使开发人员及时清理和重构代码，减少了技术债务的积累。
小步快跑：每次提交的代码改动量较小，降低了单次提交的风险。如果某个提交引入了问题，可以快速定位和回滚，减少了对整个项目的影响。
2.1.3 策略缺点
集成冲突：尽管主干开发旨在减少大规模合并的冲突，但频繁的小规模冲突依然不可避免，尤其是团队规模较大或并行开发任务较多时。
未完成功能暴露：由于所有开发工作都在主干分支上进行，未完成的功能代码也会被提交，这可能导致未完成代码的集成和暴露，增加了代码库的不稳定性。
全面测试需求：每次提交代码都需要进行全面的自动化测试，确保主干分支的稳定性和质量。这对测试用例的覆盖率和测试环境的可靠性要求较高。
协调难度：大团队或多个团队在同一主干分支上工作时，需要高度的协调和沟通，以避免重复工作和冲突，协调难度较高。
风险管理：每次发布都需要进行全面的风险评估和管理，确保新功能和改进不会引入新的问题或影响现有功能的稳定性。
2.1.4 适用场景
小型团队或者需要快速迭代的项目，如每周或每日发布新功能或改进，主干开发能够支持高频率的发布节奏。
试验性开发实验创新项目：适用于需要频繁进行A/B测试和实验性功能开发的项目，通过主干开发快速验证新功能和创意，并根据反馈进行调整和改进。
测试环境只有一套。
版本内容较少的项目。
2.1.5 操作流程
1. 开发者从主干（Trunk）拉取最新代码。
2. 开发者在本地分支上进行开发和修改。
3. 开发完成后，开发者将代码推送到主干。
4. 使用持续集成（CI）系统进行自动化测试和构建。
5. 如果测试通过，将使用主干发布生产。
2.1.6 质量控制
定期审计代码库配置，确保所有开发和部署配置都经过版本控制，避免配置漂移。
设置严格的权限控制，确保只有经过授权的人员可以提交推送代码。使用代码审查和审批流程来控制主干分支的修改权限。
使用自动化测试套件对代码进行单元测试、集成测试和端到端测试。
使用代码审查工具进行代码审查，确保代码质量和一致性。
使用静态代码分析工具检测潜在的代码缺陷和安全漏洞。
2.2 特性分支开发-主干发布（Feature Branch Development - Trunk Release）
2.2.1 策略说明
特性分支开发-主干发布（Feature Branch Development - Trunk Release）是一种常见的分支策略，每个新功能都在单独的分支上进行开发。开发完成后，特性分支被合并回主干。这种策略使得不同功能的开发能够并行进行，减少了冲突的可能性。
2.2.2 策略优点
并行开发：特性分支允许不同团队成员或者团队在不同的特性分支上并行开发不同的功能或者解决不同的任务。这种并行开发的方式可以大大提高团队的工作效率，缩短项目的开发周期。
代码隔离：每个特性分支都是相互独立的，开发在特性分支上进行时不会影响到主干分支上的其他代码。这种代码隔离的方式可以避免不同特性之间的代码冲突，保证每个特性的开发和测试都是相对独立的。
易于管理：使用特性分支的方式可以更好地管理项目的开发进度和版本迭代。每个特性分支都可以被认为是一个特定功能或任务的完整实现，团队可以根据实际情况对特性分支进行合并和发布，确保项目的稳定性和可控性。
快速迭代：特性分支的使用可以帮助团队快速迭代，及时响应需求变化和用户反馈。团队可以根据实际情况随时创建和删除特性分支，灵活调整开发方向，保持项目的灵活性和敏捷性。
减少风险：特性分支的独立性和可控性可以降低项目开发过程中的风险。如果某个特性开发出现问题或者不符合预期，团队可以及时回滚或者放弃该特性分支，不影响主干分支和其他特性的开发。
2.2.3 策略缺点
冲突处理复杂：当多个特性分支同时开发并在同一时间段合并到主干分支时，可能会引发代码冲突。这需要额外的时间和精力来解决冲突，特别是在代码库较大或改动较多的情况下。
合并风险：如果多个特性分支包含大范围的代码变更，合并过程中的冲突处理可能引入新的问题或bug，影响代码的稳定性
特性分支长期存在风险：如果特性分支长期存在且未能及时合并回主干，可能会导致技术债务积累。随着时间的推移，特性分支可能会与主干分支逐渐脱节，增加了合并的难度和风险。
依赖管理困难：如果某个特性分支依赖于另一个特性分支，管理这些依赖关系可能会变得复杂。尤其是在大团队或多个团队协作的环境中，特性分支之间的依赖可能导致集成困难。
审查负担增大：每个特性分支都需要独立的代码审查，增加了审查工作量和负担。代码审查可能会变得繁琐和耗时，影响开发者的效率。
分支管理困难：随着项目的规模和复杂度增加，管理大量的特性分支可能会变得困难。团队需要投入更多的精力和资源来跟踪和管理特性分支的状态和进度。
2.2.4 适用场景
模块化开发项目：在大型项目中，代码库通常由多个模块或组件组成。特性分支开发允许团队在独立的分支上对不同模块进行并行开发，减少对其他模块的影响。
需求频繁变动的项目：在需求变化频繁的环境中，特性分支开发允许团队快速响应和实现新的需求，同时保持主干分支的稳定。
多版本并行开发的项目：不同的特性和改进可以在不同的版本特性分支上并行开发，不会互相影响，提高开发效率。
2.2.5 操作流程
1. 开发者从主干创建新的特性分支。
2. 在特性分支上进行开发和修改。
3. 完成特性开发后，使用持续集成系统进行自动化测试和构建。
4. 如果测试通过，特性分支被合并到主干。
5. 使用主干进行发布。
2.2.6 质量控制
在特性分支上执行单元测试和集成测试。
使用代码审查工具进行特性分支的代码审查。
在合并到主干之前，确保特性分支的代码覆盖率和质量符合要求。
2.3 特性分支开发-发布分支发布（Feature Branch Development - Release Branch Release）
2.3.1 策略说明
发布分支用于准备发布新版本的代码。在发布分支上进行测试和bug修复，直到达到发布标准。一旦发布，发布分支被合并回主干和开发分支。这种策略使得发布过程更加可控，同时允许开发团队在发布前进行最后的修复和测试。
2.3.2 策略优点
提高代码稳定性：特性分支允许开发人员在隔离的环境中进行开发和测试，减少对主干分支的直接影响。发布分支则确保只有经过充分测试和验证的代码才会进入发布阶段，提高发布版本的稳定性。
并行开发和发布：开发团队可以在发布分支上进行最终的发布准备，同时在特性分支上继续开发新功能。这使得开发和发布工作可以并行进行，提高整体效率。
独立的发布周期：发布分支允许团队在准备发布时冻结代码，并集中精力进行最后的修复和优化，而不会受到其他特性开发的干扰。这简化了发布管理，确保发布版本的质量和稳定性。
严格的代码审查和测试：在特性分支上进行开发和初步测试，确保每个特性在合并到发布分支前已经过代码审查和质量验证。发布分支进一步强化测试，包括集成测试和验收测试，确保发布版本的高质量。
快速响应生产问题：发布分支允许团队在生产环境出现问题时，快速创建热修复分支进行修复，并将修复合并回发布分支和主干分支，确保问题得到及时解决，同时保持代码库的稳定性。
灵活的版本控制：通过发布分支管理不同的版本，团队可以清晰地跟踪每个版本的演进和变化，方便进行版本管理和问题追踪。发布分支策略支持同时维护多个发布版本，适用于需要并行支持多个产品版本的情况。例如，团队可以维护一个长期支持版本和一个快速迭代版本，以满足不同用户群体的需求。
2.3.3 策略缺点
分支管理复杂：这种策略需要管理多个分支，包括主干分支、特性分支和发布分支。管理和维护多个分支增加了开发过程的复杂性，特别是在处理多个特性和版本时。
集成合并冲突：由于多个特性分支在独立开发，最后合并到发布分支时可能会出现合并冲突。解决这些冲突需要额外的时间和精力，特别是在特性间存在依赖的情况下。
测试资源消耗：发布分支上的全面测试需要大量的计算和人力资源。随着项目规模的扩大，测试的复杂性和资源需求也会相应增加，导致成本上升。
发布节奏缓慢：由于每次发布前需要在发布分支上进行全面测试和验证，发布周期可能会延长。这对于需要快速迭代和频繁发布的项目来说，可能会影响市场响应速度和用户反馈的及时性。
2.3.4 适用场景
需求多变的项目：项目需求经常变动，需要灵活的开发和发布流程以应对变化。项目功能复杂，需要分阶段开发和测试，确保每个特性的稳定性和质量。
多团队合作项目：项目由多个团队协作开发，需要统一的版本管理和发布流程，以确保代码集成和发布的一致性。
多版本并行项目：项目需要同时维护多个版本，例如长期支持版本和最新稳定版本，需要灵活的版本管理和发布策略。
2.3.5 操作流程
1. 从主干创建新的版本发布分支，可能有多个版本发布分支。
2. 开发确定特性需求在哪个版本发布分支上发布，然后基于那个版本发布分支创建特性分支进行代码修改测试和bug修复。
3. 当达到集成标准时，开发将特性分支发起请求合并到发布分支，发布分支审核人员对合并进行审核。
4. 审核通过并合并后，使用持续集成系统进行自动化测试和构建。
5. 如果测试通过，使用发布分支发布到生产，并将发布分支合并到主干，在主干上打标签标记当前版本，主干再同步到其他未投产的发布分支。
6.开发同步发布分支代码到自己的特性分支，保证始终基于最新的生产代码开发。
2.3.6 质量控制
在发布分支上执行回归测试，确保修复的bug不会引入新的问题。
使用代码审查工具确保发布分支的代码质量和稳定性。
在合并回主干之前，确保发布分支通过了所有的测试和代码审查。
2.4 环境分支开发-主干发布（Environment Branch Development - Trunk Release）
2.4.1 策略说明
环境分支用于管理不同部署环境的代码，如开发环境、测试环境和生产环境。每个环境都有自己的分支，开发完成后的代码通过自动化流程部署到相应的环境中。这种策略保持了不同环境之间的代码隔离，并确保了部署过程的一致性。
2.4.2 策略优点
环境分支管理：每个环境（如开发环境、测试环境、预生产环境、生产环境等）都有对应的分支，确保不同环境的代码和配置得到有效隔离和管理。
环境配置控制：可以根据每个环境的需求进行定制化配置，确保代码在不同环境下的行为一致性和稳定性。
权限控制：可以根据团队成员的角色和责任分配不同的环境访问权限，确保只有经过授权的人员可以进行环境操作和代码修改。
2.4.3 策略缺点
多环境管理困难：对于多环境的项目，需要管理多个环境分支，包括开发、测试、预生产和生产环境，增加了分支管理和环境配置的复杂性。
并发开发冲突：由于不同环境分支上的代码变更相对独立，可能会导致并发开发时的代码冲突和合并问题，特别是在合并到主干分支时。
发布频率受限：由于每个环境的发布需要等待所有环境分支的代码集成和测试通过，可能会导致发布周期的延长，影响了快速迭代和持续交付的能力。
沟通和协调成本高：需要团队成员之间进行频繁的沟通和协调，确保各个环境分支之间的代码同步和集成流程顺畅，增加了沟通成本和协调难度。
环境一致性问题：由于每个环境分支的代码可能存在差异，环境之间的一致性难以保证，可能导致开发、测试和生产环境的行为不一致，增加了问题排查和调试的难度。
2.4.4 适用场景
长周期开发项目：项目开发周期较长，需要在不同阶段和环境中进行开发和测试，确保每个阶段的代码稳定性和质量。
需求变更多的项目：需求变更多，不稳定，需要根据在测试环境的测试情况确定上线的需求的内容。
2.4.5 操作流程
1. 为每个部署环境（如开发环境、测试环境、预生产环境、生产环境）创建对应的环境分支。
2. 开发完成后的代码通过自动化流程部署到相应的环境。
3. 当需要更新某个环境时，从主干拉取最新代码并合并到相应的环境分支。
4. 执行环境特定的测试和验证。
5. 如果测试通过，将环境分支测试通过的代码拣选部署到相应的部署环境中，代码拣选方向为开发环境->sit环境->uat环境->预生产环境->主干，最后使用主干发布生产。
6.生产发布完成后，在主干打标签标记当前版本，并将主干同步到其他环境分支。
2.4.6 质量控制
在每个环境分支上执行特定环境的测试和验证。
使用自动化部署工具确保部署过程的一致性和可靠性。
定期清理环境分支，避免分支过多导致混乱
定期审计环境配置，确保环境配置的一致性和可控性。
三、总结
在软件开发领域，版本管理的分支策略是项目成功的关键因素之一。通过本文，我们能够了解几种主流的版本管理分支策略，包括主干开发-主干发布、特性分支开发-主干发布、环境分支开发-主干发布以及特性分支开发-发布分支发布。每种策略都有其独特的优点和缺点，并适用于不同的项目场景和团队需求。
主干开发-主干发布策略简单直接，适用于小型团队和简单项目，能够快速迭代和持续集成。特性分支开发-主干发布策略通过特性分支的方式实现功能开发和代码隔离，适用于大型团队和复杂项目，提高了代码质量和稳定性。环境分支开发-主干发布策略通过环境分支管理不同环境的代码版本，适用于多环境项目和高度定制化项目，保证了环境配置的一致性和可控性。特性分支开发-发布分支发布策略通过发布分支管理不同版本的发布，适用于需要长期支持和版本并行维护的项目，提高了版本管理和发布的灵活性和可靠性。
在选择适合自身项目的版本管理分支策略时，需要考虑团队规模、项目复杂度、发布频率、环境管理需求等因素，并根据实际情况做出合理的决策。无论采用何种策略，都需要团队成员之间的密切合作和有效沟通，以确保代码质量、项目进度和团队效率的持续提升。
随着软件开发领域的不断发展和变化，版本管理的分支策略也将不断演进和完善。希望本文对读者理解版本管理分支策略的原理和实践提供了一定的帮助，并能够在实际项目中取得更好的成果。
参考文献
[1] Vincent Driessen. "A successful Git branching model." nvie.com. Available online: https://nvie.com/posts/a-successful-git-branching-model/
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第十二期：7月20日（即将满班） -
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