作者：北京真視通科技股份有限公司 王樂

本文發(fā)表于《InfoAV China》2023年1/2月刊

【摘要】：隨著世界科技信息的飛速發(fā)展，分布式系統(tǒng)變得越來越普遍，它是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的一個龐大而復(fù)雜的領(lǐng)域。一個分布式系統(tǒng)是一些獨(dú)立的計(jì)算機(jī)的集合，但是對于該系統(tǒng)的用戶來說，系統(tǒng)就像一臺計(jì)算機(jī)一樣。與集中式系統(tǒng)相比，分布式系統(tǒng)相對更為復(fù)雜，在建設(shè)一個分布式系統(tǒng)時在資源的透明性、系統(tǒng)容錯性、可伸縮性、配置管理等方面需要特別關(guān)注。配置管理是用管理和技術(shù)的手段對項(xiàng)目的工作成果進(jìn)行管理，保證工作成果的完整性和可跟蹤性。分布式系統(tǒng)項(xiàng)目研發(fā)過程中面臨著持續(xù)不斷的變化，變化可能導(dǎo)致版本混亂，目前GIT分布式配置管理系統(tǒng)就是用于控制變化，記錄軟件產(chǎn)品的演化過程，確保開發(fā)者在軟件生命周期中的各個階段都能得到精確的產(chǎn)品配置，最終保證軟件產(chǎn)品的完整性、一致性、可追溯性。

【關(guān)鍵詞】：分布式系統(tǒng)；配置管理；GIT

隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展，采用數(shù)字技術(shù)的分布式系統(tǒng)變得越來越普遍，分布式系統(tǒng)把任務(wù)分散在多個處理節(jié)點(diǎn)上（通常是分布在一地或多地的多臺計(jì)算設(shè)備上）進(jìn)行處理并獲得結(jié)果的系統(tǒng)。政府企事業(yè)單位中大型信息服務(wù)平臺因?yàn)闃I(yè)務(wù)形式多樣，會包含多個子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)由不同研發(fā)廠家提供，通常總集成商通過統(tǒng)籌調(diào)度按時保質(zhì)保量完成系統(tǒng)交付和平穩(wěn)運(yùn)行。在大型分布式系統(tǒng)建設(shè)過程中，對于版本控制、變更控制、權(quán)限控制、協(xié)作開發(fā)和資產(chǎn)管理方面，提出了更高的要求，此時需要一套穩(wěn)定成熟的版本管理系統(tǒng)來支撐分布式系統(tǒng)的研發(fā)管理，記錄項(xiàng)目研發(fā)的演化過程，確保開發(fā)者在軟件生命周期中的各個階段都能得到精確的產(chǎn)品配置，保證工作成果的完整性和可跟蹤性。

一，配置管理系統(tǒng)簡介

常用的軟件配置管理系統(tǒng)分為兩大類，一類是付費(fèi)商業(yè)軟件，一類是開源軟件。付費(fèi)軟件配置管理工具有Rational ClearCase，Microsoft VSS等。開源免費(fèi)軟件配置管理工具有SVN和GIT，目前在國內(nèi)IT領(lǐng)域使用最廣泛，當(dāng)屬GIT軟件，在一些傳統(tǒng)企業(yè)中也有組織繼續(xù)采用開源軟件SVN。

SVN是Subversion的簡稱，是一個開放源代碼的版本控制系統(tǒng)，用于多個人共同開發(fā)同一個項(xiàng)目，達(dá)到共享資源，實(shí)現(xiàn)最終集中式的管理。集中式管理的核心是服務(wù)器，所有開發(fā)者在開始新一天的工作之前必須從服務(wù)器獲取代碼，然后開發(fā)，最后解決沖突，提交。所有的版本信息都放在服務(wù)器上。如果脫離了服務(wù)器，開發(fā)者基本上是無法工作的。SVN優(yōu)點(diǎn)是對中文支持好，使用界面統(tǒng)一，功能完善，操作簡單。

GIT是一個開源的分布式版本控制系統(tǒng)，最初由Linus Torvalds編寫，用于Linux內(nèi)核開發(fā)的版本控制。GIT支持離線工作，在本地可以進(jìn)行很多操作，包括分支功能。分布式相比于集中式的最大區(qū)別在于開發(fā)者可以提交到本地，每個開發(fā)者通過克隆，在本地機(jī)器上拷貝一個完整的GIT倉庫。GIT命令多意味著功能多，若我們能掌握大部分 GIT的功能，體會到其中的奧妙，會發(fā)現(xiàn)再也回不去 SVN 的時代了。

二，分布式配置管理系統(tǒng)主要功能

配置項(xiàng)為配置管理設(shè)計(jì)的硬件、軟件或者二者的集合，在配置管理過程中作為一個單個實(shí)體來對待。典型配置項(xiàng)包括項(xiàng)目計(jì)劃書、需求文檔、設(shè)計(jì)文檔、源代碼、可執(zhí)行代碼、測試用例、運(yùn)行軟件所需的各種數(shù)據(jù)，它們經(jīng)評審和檢查通過后進(jìn)入配置管理。

配置庫（Configuration Library）存放配置項(xiàng)并記錄與配置項(xiàng)相關(guān)的所有信息，是配置管理的有力工具，利用庫中的信息可回答許多配置管理的問題。例如哪些客戶已提交了特定的系統(tǒng)版本，運(yùn)行一個特定的系統(tǒng)版本需要什么硬件和系統(tǒng)軟件等。使用配置庫可以幫助配置管理員把分布式系統(tǒng)開發(fā)過程的各種工作產(chǎn)品，包括半成品或節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品和最終產(chǎn)品管理得井井有條，使其不致管亂、管混、管丟。

配置庫可以分為開發(fā)庫、受控庫、產(chǎn)品庫3種類型。開發(fā)庫（Development Library）用于保存開發(fā)人員當(dāng)前正在開發(fā)的配置實(shí)體，如：新模塊、文檔、數(shù)據(jù)元素或進(jìn)行修改的已有元素，開發(fā)人員可以隨意修改；受控庫（Controlled Library）是包含當(dāng)前的基線加上對基線的變更，在分布式系統(tǒng)開發(fā)的某個階段工作結(jié)束時，將當(dāng)前的工作產(chǎn)品存入受控庫。受控庫存放測試版本的代碼，需要開發(fā)組長提交測試申請修改。產(chǎn)品庫（Product Library）包含已發(fā)布使用的各種基線的存檔，被置于完全的配置管理之下。在分布式系統(tǒng)完成系統(tǒng)測試后，作為最終產(chǎn)品存入產(chǎn)品庫中，等待交付用戶或現(xiàn)場安裝。

分布式版本管理系統(tǒng)對本地?cái)?shù)據(jù)管理，分為三個區(qū)，分別是工作區(qū)，暫存區(qū)和倉庫區(qū)。工作區(qū)（Working Directory）是你在電腦里能看到的目錄，直接編輯的地方，肉眼可見，直接操作，任何對象都是在工作區(qū)中誕生和被修改。暫存區(qū)（Staging）類似于緩存區(qū)域，臨時保存你的改動，會記錄git add添加文件的相關(guān)信息（文件名、文件大小、timestamp…），不保存文件實(shí)體，通過id指向每個文件實(shí)體。可以使用git status查看暫存區(qū)的狀態(tài)，任何修改都是從進(jìn)入暫存區(qū)才開始被版本控制。倉庫區(qū)（Repository）分為本地倉庫和遠(yuǎn)程倉庫，本地倉庫保存了對象被提交過的各個版本，比起工作區(qū)和暫存區(qū)的內(nèi)容,它要更早一些。git commit后同步Staging的目錄樹到本地倉庫，自動初始化為本地倉庫，同時它會新建“.git”目錄方便從下一步通過git push同步本地倉庫與遠(yuǎn)程倉庫。只有把修改提交到本地倉庫，該修改才能在倉庫中留下痕跡。可以在任何地方新建本地倉庫，只需要在目標(biāo)目錄下執(zhí)行“git init”指令,就會將此目錄自動初始化為本地倉庫。遠(yuǎn)程倉庫內(nèi)容可能與本地倉庫同步，也可能不同步，但是它的內(nèi)容是最早的。與協(xié)作者分享本地的修改，可以把它們push到遠(yuǎn)程倉庫來共享。三個區(qū)之間的工作流及對應(yīng)使用的指令如下圖所示：

三、分布式系統(tǒng)配置管理最佳實(shí)踐和關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)

分支(Branch)是軟件版本演化圖中的一條路徑，是軟件的一個獨(dú)立演化的版本序列。在配置庫中，各分支是獨(dú)立存儲的。在軟件版本演化圖的眾多分支中，有一條是主線（master）,也稱主干。所有其它分支都從主線分出，并有可能會合并回主線。使用分支原因是需要創(chuàng)建一個不同的版本，或者一組人員需要在一個相對獨(dú)立的環(huán)境中互相配合共同完成一個大的任務(wù)。深層次原因是軟件開發(fā)進(jìn)程面臨著兩個基本問題，即適當(dāng)隔離和適當(dāng)共享。適當(dāng)隔離是在工作過程中，各人或各組需獨(dú)立地工作，不希望被別人意外地干擾，也不希望干擾別人。適當(dāng)共享是各人或各組的工作，在適當(dāng)?shù)臅r候，以適當(dāng)?shù)姆绞剑蚕砗图伞７种瑫r對隔離和共享提供了支持。一條分支被創(chuàng)建后，它的生長是獨(dú)立的，工作在一條分支上，不會與主線或其它分支相互影響。分支的起點(diǎn)是分支的基礎(chǔ)，是分支繼承的內(nèi)容，不同分支上的工作成果，可在適當(dāng)?shù)臅r候合并。

通常對于小型分布式系統(tǒng)項(xiàng)目或產(chǎn)品，尤其成員大部分是熟悉GIT系統(tǒng)的研發(fā)人員，筆者最佳實(shí)踐是使用 GIT建立 dev, cont和 prod 三個分支分別對應(yīng)開發(fā)庫、受控庫和產(chǎn)品庫，不需要建 3 個庫，這樣通過簡單的合并操作就可以實(shí)現(xiàn)從開發(fā)庫到受控庫、從受控庫到產(chǎn)品庫的代碼復(fù)制，而且可以從合并記錄中看出 3 個分支之間的關(guān)系。在分支中進(jìn)行權(quán)限控制，進(jìn)入要管理的項(xiàng)目倉庫，在分支頁簽下建好所需的分支，然后進(jìn)入保護(hù)分支管理菜單，設(shè)置保護(hù)分支，按照提示操作具體分支，可以實(shí)現(xiàn)只允許管理員或者特定人員向這些分支提交/合并，從而實(shí)現(xiàn)了受控庫和產(chǎn)品庫受控。

對于中大型分布式系統(tǒng)項(xiàng)目研發(fā)，尤其涉及多個廠家共同合作開發(fā)并最終集成的情況，最佳實(shí)踐是采用分組管理方式，來實(shí)現(xiàn)開發(fā)區(qū)、受控庫、產(chǎn)品庫的獨(dú)立管理，目錄結(jié)構(gòu)跟傳統(tǒng)SVN后臺配置管理的結(jié)構(gòu)類似。組（Group）是一個父子結(jié)構(gòu)的目錄，其每一級都可以設(shè)置關(guān)聯(lián)的成員（Member），同時每一級下都可以創(chuàng)建項(xiàng)目（Project），組關(guān)聯(lián)的Member和Member對應(yīng)的權(quán)限，會繼承到Group下的所有子項(xiàng)目和子組上，Project中除了繼承Group的Member，還可以單獨(dú)設(shè)置新的Member。這種方式可以為每個廠家分配自己負(fù)責(zé)的子項(xiàng)目，相對于完全分支管理，分組管理可以實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的權(quán)限控制，當(dāng)然也可以根據(jù)需要再做某個Project下單獨(dú)分支管理。客戶端方面，盡量選擇GUI客戶端，比如TortoiseGit，減少對GIT具體指令的依賴，這種前后端組合對于合作的各廠家版本配置技能要求會低很多。建議采用的配置管理流程圖如下：

結(jié)束語：

真視通云視頻工程實(shí)驗(yàn)室在研發(fā)分布式系統(tǒng)產(chǎn)品時，使用成熟穩(wěn)定的分布式配置管理系統(tǒng)，在自主研發(fā)模塊中，采用分支版本管理方式；在主導(dǎo)國內(nèi)中大型分布式系統(tǒng)工程項(xiàng)目時，涉及多個合作單位，使用創(chuàng)新性的分組管理模式， 降低合作研發(fā)單位的配置管理技術(shù)要求，提高研發(fā)效率，保證軟件產(chǎn)品的完整性、一致性、可追溯性。

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