Verzweigungen im Versionsmanagement beherrschen

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1 Embedded Computing Conference 2014 Verzweigungen im Versionsmanagement beherrschen 1. Juli 2014 Winterthur / ZH Ralf Gronkowski, Perforce Software Ihr lokaler Perforce Partner EVOCEAN GmbH Seite 1 von 10

2 Idealweltliche Vorstellung von Entwicklung und Realität im Codeline Management In der idealen Welt wünschen wir uns folgende Dinge: Es gibt keine Software-Fehler (bugs) Wir haben alle Zeit der Welt Termine werden eingehalten Das erste Release ist perfekt und vollständig Kunden führen immer ein Upgrade durch wenn wir sie dazu auffordern. Leider hält sich die Realität nicht ganz an diese Idealvorstellung und im Folgenden sollen einige relevante Realitäten betrachtet und bewertet werden. Releases In der idealen Welt erstellen wir nur ein Release? Tatsächlich ist ein Release nicht genug und es gäbe so ja auch keine Innovation. Die Gründe für mehrere Releases sind vielfältig und offensichtlich: Kunden wollen neue Features Die Anforderungen wurden nicht gänzlich erfüllt oder verstanden Die Anforderungen haben sich geändert. In der einfachsten Form würde es dann ausreichen, am Ende (Meilenstein) einer Entwicklungsperiode ein Release zu erzeugen. Auf diesen Meilenstein folgt eine neuerliche Entwicklungsperiode, welche wiederum mit einem Release abschließt. Auch hierbei gibt es eine Diskrepanz zwischen der Vorstellung von der idealen Welt und der Realität. Seite 2 von 10

3 Fehler Zunächst gibt es tatsächlich Bugs Fehler, die beseitigt werden müssen und deren Beseitigung Zeit in Anspruch nimmt. Zeit, in der die Weiterentwicklung nicht angehalten werden kann, da natürlich für diese in der Realität auch Terminvorgaben existieren. Andererseits ist auf Fehler zu testen und sind solche zu beseitigen, während und auch nach einem Release. Einerseits, da Entwicklung immer wieder neue Fehler erzeugt. Andererseits, weil Kunden den Anspruch erheben, Fehler in einem Release beseitigt zu bekommen, ohne auf das nächste Release warten zu müssen bzw. verlässlich auf jedes neue Release umsteigen zu können. Dies sind die wesentlichen Gründe die dazu führen, dass wir für Releases Verzweigungen (Branches) erzeugen. Diese Branches (oder auch Release Codelines) sind der Ort, in welchem wir Fehler beseitigen und die Releases stabilisieren. Releases werden von diesen Branches ausgehend erzeugt. Die Codeline, von der wir einen solchen Release Branch erzeugen, nennen wir im Folgenden die Mainline. Fehlerbeseitigungen in Release Codelines werden in Form sogenannter Merges in die Mainline übertragen. Daraus folgt praktischerweise: Die jeweilige Release Codeline nähert sich der idealen Vorstellung von einem fehlerfreien Release. Entwicklung in der Mainline kann ununterbrochen fortschreiten. Ganz so, als hätten wir keine Bugs. Gleichzeitung profitiert die Mainline von der Stabilisierung der Release Codeline durch die eingemischten Fehlerbeseitigungen. Wenn wir unterschiedliche Release Codelines pflegen, können wir (konservativen) Kundenbedürfnissen Rechnung tragen. Wobei echte Neuentwicklungen auch nur in neue Releases einfließen und so Kunden einen Anreiz zum updaten liefern. Seite 3 von 10

4 Exkurs Terminologie Codeline, Branch, Mainline, Baseline Was ist der Unterschied zwischen Codeline und Branch? o Codeline (oder auch Stream) = Konzept o Branch = Implementierung In einer Eltern-Kind-Beziehung ist die Eltern-Codeline einer Codeline ihre Baseline. Alternative Namen sind z.b. o Backing Stream o Integration Branch o Basis/Base o Origin Die Mainline ist eine Codeline ohne Baseline. Alternativ zuweilen auch als Trunk bezeichnet. Kurze Release-Zyklen Da wir in der realen Welt Liefertermine und somit nicht alle Zeit der Welt haben, werden Release-Zyklen ständig kürzer. Die wohl Kürzesten finden sich bei Online-Diensten (Cloud-Lösungen). Der Ansatz, für jedes Release einen Branch zu erzeugen, ist hierbei nicht unbedingt der beste Weg. Als Alternative bietet es sich an, eine definierte (möglichst geringe) Zahl von wiederverwertbaren Branches als Container für das Veröffentlichen von Erweiterungen im Zuge eines sogenannten Stagings vorzusehen. Welche und wie viele Stages das sind, ist vom Einzelfall abhängig. Das gängigste Beispiel ist sicher Entwicklung -> Test -> Produktion. Entwicklung ist dann gleichbedeutend mit Mainline. Ein Staging-Modell eignet sich sehr gut für hochfrequente Releasewenn wir über Zyklen bei Online-Services. Es kommt jedoch an seine Grenzen, eine Produktentwicklung reden, in der mehrfache Releases im praktischen Einsatz sind und dies möglicherweise noch in Form von Varianten. Seite 4 von 10

5 Entwicklung Bis jetzt sind wir davon ausgegangen, dass jegliche Entwicklung von neuen Funktionalitäten im Kontext der Mainline stattfindet, da wir Branches bislang nur als Implementierung für Release Codelines vorgesehen haben. Wiederum sind es einfache, reale Gegebenheiten, die dies als nicht sinnvoll erscheinen lassen. Da die Idealvorstellung, dass Entwicklung verlässlich zum geplanten Termin abschließt, in der Realität leider nicht existiert, ergeben sich folgende, beispielhafte Probleme: Verspätete oder unvollständige Lieferungen können komplette Releases aufhalten. Fehlerhafte Software (Komponenten) einzelner Entwickler(-Teams) können den Fortschritt anderer Entwickler behindern oder ganz aufhalten. Beide Effekte sind praktisch nicht akzeptabel und wir können diese nur dadurch adressieren, indem wir die Entwicklung entkoppeln. In der Praxis bedeutet Entkoppeln, dass wir separate Entwicklungsprojekte definieren und für diese Projekte unsere (Main-)Codeline branchen, um den Projekt- Codelines eine technische Heimat zu geben. Exkurs Agile Aus der Sicht des Codeline-Managements sind die Differenzierungen in der agilen Entwicklung mit ihren Sprints und Product Backlog Items schlicht Entkopplungen, die ihrerseits Grund für Development-Branches sind. Gleiches gilt im Prinzip für Task-Driven-Devolopment. Sicherlich wird die Anzahl der erforderlichen Branches von solchen modernen Vorgehensweisen massiv beeinflusst in der Regel erhöht. Deshalb werden zwei Dinge wichtig: 1. Die Technik des Codeline-Managements (Versionierung) muss zuverlässig funktionieren performant und einfach zu verwenden. 2. Wichtiger noch: Der Änderungsfluss zwischen Codelines muss einer fundierten Methode folgen. Diese Methode ist die Mainline-Methode. Wenn die Entkopplung bei großen Produkten nicht gelingt oder wenn die Beteiligten sagen, dass diese nicht möglich ist so hat man es mit Software zu tun, welche oft als monolithisch oder auch als historisch gewachsen bezeichnet wird. Die Dimension dieses Problems kann dabei nicht überschätzt werden! Seite 5 von 10

6 Wenn nun unterschiedliche Development Codelines in Branches getrennt werden, so kommen wir der Vorstellung von der idealen Welt wiederum ein Stück näher: Neuentwicklungen werden erst an die Mainline ausgeliefert, wenn sie einen definierten Qualitätsstand haben. Der Code muss zum Beispiel kompiliert werden können und eine definierte Menge von Tests muss erfolgreich abschließen. Entwicklung in den jeweiligen Branches kann unabhängig von fehlerhaften Zwischenständen in den jeweils anderen Branches erfolgen. Das macht es leichter, die Software zu erstellen, da Fremdeinflüsse ausgeschlossen werden. Mit der technischen Entkopplung geht eine zeitliche Entkopplung einher. So kann ein Teilprojekt an die Mainline ausliefern, auch wenn ein anderes Projekt möglicherweise gänzlich festgefahren ist. Natürlich setzt das ein Mindestmass an Unabhängigkeit der jeweiligen Funktionalität voraus. Seite 6 von 10

7 Das Mainline Modell Von hier an lässt sich das Mainline Modell l in seinen wesentlichen Ausmaßen skizzieren. Eine zentrale Codeline (der Trunk) bildet die Basis, von der Release Codelines und Development Codelines abgeleitet werden. An den Schnittpunkten liegt eine Eltern-Kind-Beziehung vor. Development Codelines werden bei Bedarf mit Hilfe von Branches weiter unterteilt. Release Codeline erlauben es auch, Varianten abzubilden. CHAOS? Bei der Zahl der vielleicht zu erwartenden Branches lässt sich leicht vermuten, dass ob der vielfachen Kopien Chaos einzieht. Die Befürchtung ist sicherlich berechtigt und auch gedeckt durch manche Erfahrungsberichte. Nun ist das Bild oben auch nicht unübersichtlicher als der Stadtplan von Sindelfingen und trotzdem ist es möglich, dass wir uns dort selbst mit gefährlichen Werkzeugen wie Autos sicher bewegen. Grund dafür sind Hilfsmittel wie Pläne, Protokolle und Konventionen. Das Mainline Modell l leistet dies im Codeline Management. Das obige Diagramm ist dabei ein erster Plan, welcher die Branches aufzeigt und in den Kontext der horizontal anliegenden Zeitachse setzt. Betrachten wir es näher, so beschäftigen wir uns anschließend mit der sogenannten Tofu-Skala. Seite 7 von 10

8 Die Tofu-Skala Diese unterscheidet Codelines hinsichtlich ihrer Stabilität in Firm Codelines o Sehr stabil, intensiv getestet, nahe am Release Soft Codelines o Instabil, wenig getestet, große Distanz zum Release- Termin. An der Tofu-Skala kann man ablesen, wie riskant eine Änderung am betreffenden Code ist. Ist die Codeline firm ist das Risiko hoch, ist sie soft so ist das Risiko gering; jeweils relativ zur Stabilität. Angewandt auf unser großes Bild ergibt sich somit dieses: Jede Codeline hat eine relative Stabilität: Release 1.x ist stabiler als die Mainline. Der Code ist intensiver getestet. Die Kundenauslieferung ist, falls noch nicht geschehen, in naher Zukunft. Project Z ist softer als die Mainline. Noch softer ist z.b. Project Z-1. Änderungen haben eine dementsprechende Risiko-Bewertung: Eine Änderung an Patch ist extrem riskant. Eine Änderung an Project hingegen nicht. Seite 8 von 10

9 Die Baseline Map Zunächst haben wir in den Diagrammen immer die Zeitachse berücksichtigt. Für das weitere methodische Vorgehen ist diese jedoch unerheblich und zum Teil hinderlich. Die Platzierung von Codelines auf der Tofu-Skala hinsichtlich ihrer relativen Stabilität bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Eltern-Kind- Beziehung lässt sich mit der sogenannten Baseline Map leichter visualisieren. Das Baseline Protokoll In diesem Protokoll wird festgelegt, wie der Strom von Änderungen zwischen den Codelines konkret zu erfolgen hat. Folgende Tabelle erläutert dies: Codeline ist... Firmer als Baseline Änderungen fließen zur Baseline kontinuierlich Änderungen fließen von der Baseline NIE Softer als Baseline An definierten Punkten der Fertigstellung kontinuierlich Grundsätzlich gelten folgende goldenen Regeln der Zusammenarbeit: Akzeptiere immer stabilisierende Änderungen. Erzwinge niemals destabilisierende Änderungen. Seite 9 von 10

10 Zusammenfassung Die Realität in der Entwicklung komplexer Produkte und Systeme entspricht leider meistens nicht unseren Idealvorstellungen. Daher ist ein strukturiertes, geplantes und professionelles Codeline Management von zentraler Bedeutung. Der Einsatz entsprechender Tools kann maßgeblich dazu beitragen, die Verzweigungen im Versionsmanagement von komplexen Projekten im Griff zu behalten. Ausschlaggebend ist in jedem Fall eine fundierte Methodologie wie die des vorbeschriebenen Mainline Modells. Für Fragen oder weitergehende Ausführungen stehen wir Ihnen jederzeit gerne zur Verfügung. Seite 10 von 10

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