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GitLab CI/CD 教程（软件测试人员专用）

本教程面向软件测试工程师，讲解如何使用 GitLab CI/CD 搭建持续集成流水线，自动化执行测试、生成报告、通知团队。

📕 高级难度 ⏱ 约 1.5 天 📋 前置：Git 基础、自动化测试基础 🎯 目标：使用 GitLab CI/CD 搭建自动化测试流水线
项目 要求 获取方式
Git 基础 熟悉 clone、pull、push、分支管理 Git版本控制教程-软件测试版
GitLab 账号 有 GitLab.com 账号或私有 GitLab 实例 gitlab.com
自动化测试基础 了解至少一种自动化测试框架（Pytest/Selenium/Playwright） Selenium-Web自动化教程 或 Playwright自动化测试教程

新手导读

GitLab CI/CD 是 GitLab 内置的 CI/CD 工具，与 GitLab 代码仓库深度集成，无需额外配置即可使用。

第一遍建议只完成一个最小流水线：

  1. 创建一个简单的测试脚本。
  2. 编写 .gitlab-ci.yml 配置文件。
  3. 推送代码触发流水线。
  4. 查看执行结果和日志。

先跑通最小闭环，再学习缓存、Artifacts、Variables、多环境部署和 DAG 流水线。

版本与维护说明

项目 说明
适用平台 GitLab.com、自托管 GitLab 实例
使用建议 GitLab.com 免费版有 400 分钟/月额度，自托管无限制
更新提醒 GitLab CI/CD 持续更新，关注 GitLab Blog 获取最新功能

一、GitLab CI/CD 基础

1.1 什么是 GitLab CI/CD

GitLab CI/CD 是 GitLab 内置的持续集成、持续交付和持续部署平台，直接集成在 GitLab 代码仓库中。

核心优势：

优势 说明
深度集成 与 GitLab 代码仓库、Issues、Registry 深度集成
零配置 无需额外服务器，GitLab 内置
Auto DevOps 自动检测项目类型并配置流水线
强大的 Runner 支持共享 Runner、项目 Runner、群组 Runner
DAG 流水线 支持有向无环图定义复杂依赖关系

1.2 核心概念

概念 说明
Pipeline 流水线，包含多个 Stage
Stage 流水线阶段，如 build、test、deploy
Job 阶段中的任务，包含具体执行步骤
Runner 执行 Job 的代理（GitLab 提供或自托管）
Artifact Job 产生的文件，可在 Job 间传递
Cache 跨 Pipeline 保留的依赖文件
Variable 环境变量，用于配置和传递参数

1.3 .gitlab-ci.yml 文件结构

stages:          # 定义阶段
  - build
  - test
  - deploy

variables:       # 全局变量
  PYTHON_VERSION: "3.11"

build:           # Job 名称
  stage: build   # 所属阶段
  script:        # 执行脚本
    - echo "Building..."

test:
  stage: test
  script:
    - echo "Testing..."

deploy:
  stage: deploy
  script:
    - echo "Deploying..."
  only:          # 触发条件
    - main

二、快速入门：第一个 Pipeline

2.1 创建 .gitlab-ci.yml

在仓库根目录创建 .gitlab-ci.yml：

stages:
  - test

variables:
  PIP_CACHE_DIR: "$CI_PROJECT_DIR/.cache/pip"

cache:
  paths:
    - .cache/pip/
    - venv/

test:
  stage: test
  image: python:3.11
  before_script:
    - python -m pip install --upgrade pip
    - pip install -r requirements.txt
  script:
    - pytest tests/ -v --tb=short
  artifacts:
    when: always
    reports:
      junit: pytest-results.xml
    paths:
      - htmlcov/
    expire_in: 30 days

2.2 推送触发

git add .gitlab-ci.yml
git commit -m "Add GitLab CI/CD"
git push origin main

2.3 查看执行结果

  1. 打开 GitLab 仓库页面
  2. 点击 CI/CD → Pipelines
  3. 查看 Pipeline 执行状态和日志

三、常用配置详解

3.1 触发条件（Rules）

test:
  stage: test
  script:
    - pytest tests/ -v
  rules:
    # 推送到 main 分支时执行
    - if: $CI_COMMIT_BRANCH == "main"
    # PR 时执行
    - if: $CI_PIPELINE_SOURCE == "merge_request_event"
    # 定时执行
    - if: $CI_PIPELINE_SOURCE == "schedule"
    # 手动执行
    - if: $CI_PIPELINE_SOURCE == "web"
    # 标签时执行
    - if: $CI_COMMIT_TAG

3.2 阶段（Stages）

stages:
  - build
  - test
  - deploy

build:
  stage: build
  script:
    - echo "Building..."
  rules:
    - if: $CI_COMMIT_BRANCH == "main"

test:
  stage: test
  script:
    - pytest tests/ -v

deploy:
  stage: deploy
  script:
    - echo "Deploying..."
  rules:
    - if: $CI_COMMIT_BRANCH == "main"
      when: manual  # 手动触发

3.3 并行测试

test:
  stage: test
  parallel: 4  # 并行 4 个 Job
  script:
    - pytest tests/ -v --shard=$CI_NODE_INDEX/$CI_NODE_TOTAL

3.4 矩阵测试

test:
  stage: test
  parallel:
    matrix:
      - PYTHON_VERSION: ["3.9", "3.10", "3.11", "3.12"]
        OS: ["ubuntu-latest", "windows-latest"]
  image: python:$PYTHON_VERSION
  script:
    - pytest tests/ -v

3.5 缓存（Cache）

cache:
  key: ${CI_COMMIT_REF_SLUG}
  paths:
    - .cache/pip/
    - venv/
    - node_modules/

test:
  stage: test
  script:
    - pip install -r requirements.txt
    - pytest tests/ -v

3.6 Artifacts

test:
  stage: test
  script:
    - pytest tests/ -v --junitxml=report.xml --cov=src --cov-report=html
  artifacts:
    when: always
    reports:
      junit: report.xml
      coverage_report:
        coverage_format: cobertura
        path: coverage.xml
    paths:
      - htmlcov/
    expire_in: 30 days

deploy:
  stage: deploy
  needs:
    - test  # 依赖 test Job 的 Artifacts
  script:
    - echo "Deploying..."

3.7 Variables

variables:
  # 全局变量
  PYTHON_VERSION: "3.11"
  DATABASE_URL: "postgresql://user:pass@localhost/db"

test:
  stage: test
  variables:
    # Job 级别变量
    TEST_ENV: "ci"
  script:
    - echo "Python version: $PYTHON_VERSION"
    - echo "Database: $DATABASE_URL"
    - pytest tests/ -v
  rules:
    - if: $CI_COMMIT_BRANCH == "main"
      variables:
        # 条件变量
        DEPLOY_ENV: "production"

预定义变量：

变量 说明
CI_COMMIT_BRANCH 当前分支名
CI_COMMIT_TAG 当前标签
CI_PIPELINE_SOURCE 流水线触发源
CI_PROJECT_DIR 项目目录
CI_NODE_INDEX 并行 Job 索引
CI_NODE_TOTAL 并行 Job 总数
CI_REGISTRY_IMAGE 镜像地址

四、测试场景实战

4.1 Pytest + Allure 报告

stages:
  - test
  - report

variables:
  ALLURE_RESULTS: "allure-results"

test:
  stage: test
  image: python:3.11
  before_script:
    - pip install -r requirements.txt
    - pip install allure-pytest
  script:
    - pytest tests/ -v --alluredir=$ALLURE_RESULTS
  artifacts:
    paths:
      - $ALLURE_RESULTS
    expire_in: 30 days

generate-report:
  stage: report
  image: frankescobar/allure-docker-service
  needs:
    - test
  script:
    - allure generate $ALLURE_RESULTS -o allure-report --clean
  artifacts:
    paths:
      - allure-report
    expire_in: 30 days

4.2 Selenium UI 自动化测试

stages:
  - test

variables:
  DISPLAY: ":99"

test:
  stage: test
  image: python:3.11
  services:
    - name: selenium/standalone-chrome:latest
      alias: selenium
  before_script:
    - apt-get update && apt-get install -y wget unzip
    - wget -q -O - https://dl.google.com/linux/linux_signing_key.pub | apt-key add -
    - echo "deb [arch=amd64] http://dl.google.com/linux/chrome/deb/ stable main" >> /etc/apt/sources.list.d/google.list
    - apt-get update && apt-get install -y google-chrome-stable
    - pip install -r requirements.txt
    - pip install selenium webdriver-manager
  script:
    - pytest tests/ui/ -v --tb=short
  artifacts:
    when: failure
    paths:
      - tests/ui/screenshots/
    expire_in: 7 days

4.3 Playwright 测试

stages:
  - test

test:
  stage: test
  image: mcr.microsoft.com/playwright:v1.40.0-jammy
  before_script:
    - cd frontend
    - npm ci
  script:
    - npx playwright test
  artifacts:
    when: always
    paths:
      - frontend/playwright-report/
      - frontend/test-results/
    expire_in: 30 days

4.4 API 接口自动化测试

stages:
  - test

services:
  - name: postgres:15
    alias: db
    variables:
      POSTGRES_USER: test
      POSTGRES_PASSWORD: test
      POSTGRES_DB: testdb

variables:
  DATABASE_URL: "postgresql://test:test@db:5432/testdb"

test:
  stage: test
  image: python:3.11
  before_script:
    - pip install -r requirements.txt
    - pip install pytest-html requests
  script:
    - pytest tests/api/ -v --html=api-report.html --self-contained-html
  artifacts:
    when: always
    paths:
      - api-report.html
    expire_in: 30 days

4.5 Docker 镜像构建与测试

stages:
  - build
  - test
  - deploy

variables:
  IMAGE_TAG: $CI_REGISTRY_IMAGE:$CI_COMMIT_SHORT_SHA

build:
  stage: build
  image: docker:24.0
  services:
    - docker:24.0-dind
  script:
    - docker login -u $CI_REGISTRY_USER -p $CI_REGISTRY_PASSWORD $CI_REGISTRY
    - docker build -t $IMAGE_TAG .
    - docker push $IMAGE_TAG
  rules:
    - if: $CI_COMMIT_BRANCH == "main"

test:
  stage: test
  image: $IMAGE_TAG
  needs:
    - build
  script:
    - pytest tests/ -v
  rules:
    - if: $CI_COMMIT_BRANCH == "main"

deploy:
  stage: deploy
  image: bitnami/kubectl:latest
  needs:
    - test
  script:
    - kubectl set image deployment/myapp myapp=$IMAGE_TAG
  rules:
    - if: $CI_COMMIT_BRANCH == "main"
      when: manual

五、高级功能

5.1 DAG 流水线（有向无环图）

stages:
  - build
  - test
  - deploy

build-frontend:
  stage: build
  script:
    - echo "Building frontend..."
  rules:
    - if: $CI_COMMIT_BRANCH == "main"

build-backend:
  stage: build
  script:
    - echo "Building backend..."
  rules:
    - if: $CI_COMMIT_BRANCH == "main"

test-frontend:
  stage: test
  needs:
    - build-frontend  # 只依赖 build-frontend
  script:
    - echo "Testing frontend..."

test-backend:
  stage: test
  needs:
    - build-backend  # 只依赖 build-backend
  script:
    - echo "Testing backend..."

deploy:
  stage: deploy
  needs:
    - test-frontend
    - test-backend
  script:
    - echo "Deploying..."

5.2 环境（Environments）

deploy-staging:
  stage: deploy
  environment:
    name: staging
    url: https://staging.example.com
  script:
    - echo "Deploying to staging..."
  rules:
    - if: $CI_COMMIT_BRANCH == "main"

deploy-production:
  stage: deploy
  environment:
    name: production
    url: https://example.com
  script:
    - echo "Deploying to production..."
  rules:
    - if: $CI_COMMIT_BRANCH == "main"
      when: manual

5.3 动态子流水线

generate-child:
  stage: build
  script:
    - |
      cat > child-pipeline.yml << EOF
      test:
        stage: test
        script:
          - echo "Running child pipeline tests"
      EOF
  artifacts:
    paths:
      - child-pipeline.yml

run-child:
  stage: test
  trigger:
    include:
      - artifact: child-pipeline.yml
        job: generate-child
  needs:
    - generate-child

5.4 定时流水线

在 GitLab 项目设置中配置：

  1. 进入项目 → Settings → CI/CD
  2. 展开 Pipeline schedules
  3. 点击 Add schedule
  4. 配置描述、间隔和目标分支

在 .gitlab-ci.yml 中使用：

nightly-tests:
  stage: test
  script:
    - pytest tests/ -v --slow
  rules:
    - if: $CI_PIPELINE_SOURCE == "schedule"

5.5 Secret 管理

使用 CI/CD Variables：

  1. 进入项目 → Settings → CI/CD
  2. 展开 Variables
  3. 点击 Add variable
  4. 输入 Key、Value，选择保护和掩码选项

在 .gitlab-ci.yml 中使用：

deploy:
  stage: deploy
  script:
    - echo "Deploying with token $DEPLOY_TOKEN"
  rules:
    - if: $CI_COMMIT_BRANCH == "main"

使用 Vault：

deploy:
  stage: deploy
  id_tokens:
    VAULT_ID_TOKEN:
      aud: https://vault.example.com
  script:
    - export VAULT_TOKEN=$(vault write -field=token auth/jwt/login role=myapp jwt=$VAULT_ID_TOKEN)
    - export SECRET=$(vault kv get -field=value secret/myapp/secret)

六、最佳实践

6.1 文件组织

.gitlab/
├── ci/
│   ├── test.yml        # 测试相关 Job
│   ├── deploy.yml      # 部署相关 Job
│   └── templates/      # 模板
│       └── .test-template.yml
.gitlab-ci.yml          # 主配置文件

使用 include：

include:
  - local: '.gitlab/ci/test.yml'
  - local: '.gitlab/ci/deploy.yml'
  - template: Security/SAST.gitlab-ci.yml

stages:
  - build
  - test
  - deploy

6.2 安全最佳实践

实践 说明
保护变量 标记为 "Protect variable" 只在保护分支使用
掩码变量 标记为 "Mask variable" 在日志中隐藏
审计日志 启用 CI/CD 审计日志
镜像扫描 使用 Container Scanning 扫描镜像漏洞

6.3 性能优化

优化 方法
缓存依赖 使用 cache 缓存 pip、npm 等依赖
并行执行 使用 parallel 并行测试
DAG 流水线 使用 needs 定义依赖关系
镜像选择 使用轻量级镜像
自托管 Runner 大量构建使用自托管 Runner

6.4 调试技巧

test:
  stage: test
  script:
    - echo "CI_COMMIT_BRANCH: $CI_COMMIT_BRANCH"
    - echo "CI_PIPELINE_SOURCE: $CI_PIPELINE_SOURCE"
    - echo "CI_PROJECT_DIR: $CI_PROJECT_DIR"
    - env | grep CI_
    - pytest tests/ -v
  rules:
    - if: $CI_COMMIT_BRANCH == "main"

使用 CI_DEBUG_TRACE：

variables:
  CI_DEBUG_TRACE: "true"

七、常见问题

7.1 Pipeline 不触发

可能原因：

原因 解决方案
.gitlab-ci.yml 语法错误 使用 CI Lint 工具验证
Runner 未配置 检查项目 Runner 设置
分支保护 检查分支保护规则
CI/CD 未启用 检查项目设置中的 CI/CD

7.2 Job 超时

test:
  stage: test
  timeout: 30 minutes
  script:
    - pytest tests/ -v

7.3 依赖安装失败

test:
  stage: test
  retry:
    max: 2
    when:
      - runner_system_failure
      - stuck_or_timeout_failure
  script:
    - pip install -r requirements.txt
    - pytest tests/ -v

7.4 Artifacts 传递

build:
  stage: build
  script:
    - echo "Building..."
  artifacts:
    paths:
      - dist/
    expire_in: 1 hour

test:
  stage: test
  needs:
    - build  # 使用 build 的 Artifacts
  script:
    - ls dist/
    - pytest tests/ -v

八、与 GitHub Actions 对比

特性 GitLab CI/CD GitHub Actions
配置文件 .gitlab-ci.yml .github/workflows/*.yml
触发条件 rules / only/except on
并行测试 parallel strategy.matrix
缓存 cache actions/cache
Artifacts artifacts actions/upload-artifact
环境 environment environment
子流水线 trigger workflow_dispatch
学习曲线 中等 较低

选择建议：

  • 使用 GitLab CI/CD：代码在 GitLab、企业内网、需要私有部署、复杂流水线
  • 使用 GitHub Actions：代码在 GitHub、开源项目、快速上手

九、练习题

练习 1：基础 Pipeline

创建一个 GitLab CI/CD Pipeline，实现：

  1. 当推送到 main 分支时触发
  2. 运行 Python 测试
  3. 上传测试报告作为 Artifact

练习 2：多阶段 Pipeline

创建一个 Pipeline，实现：

  1. build 阶段：构建 Docker 镜像
  2. test 阶段：运行测试
  3. deploy 阶段：手动触发部署

练习 3：DAG 流水线

创建一个 DAG 流水线，实现：

  1. 前端和后端并行构建
  2. 前端和后端并行测试
  3. 测试通过后部署

十、参考资源

资源 链接
官方文档 docs.gitlab.com/ee/ci
CI Lint https://gitlab.com/<project>/-/ci/lint
模板库 gitlab.com/gitlab-org/gitlab/-/tree/master/lib/gitlab/ci/templates
Auto DevOps docs.gitlab.com/ee/topics/autodevops
GitLab Blog about.gitlab.com/blog/

总结

GitLab CI/CD 是 GitLab 内置的 CI/CD 工具，核心优势是深度集成、零配置、强大的 Runner 和 DAG 流水线。

测试人员使用 GitLab CI/CD 的核心流程：

  1. 创建 .gitlab-ci.yml：定义 stages、jobs、script
  2. 配置触发条件：使用 rules 或 only/except
  3. 配置测试步骤：安装依赖、运行测试、上传报告
  4. 使用高级功能：缓存、Artifacts、Variables、DAG
  5. 优化和调试：并行执行、重试、调试技巧

建议从最小 Pipeline 开始，逐步添加功能。

推荐下一步

根据你的学习进度，选择下一步：

  1. 如果你想学其他 CI 工具：学习 GitHub Actions 或 Jenkins CI/CD
  2. 如果你想做 CI/CD 实战：进入 CI/CD 自动化回归实战，搭建完整流水线
  3. 如果你想准备面试：进入 面试专题，准备项目经验表达

通关检查

完成本阶段后，使用 第5阶段-项目面试通关 检查是否可以进入下一阶段。