免费的 CI/CD 服务，了解一下 GitHub Actions ？ - 详解

前言

最近做了一个 apk，每次更新都要手动进行打包，再把 apk 分发出去，麻烦！

上网冲浪的时候，发现了这个 android_builder，发现 GitHub Actions 还是很香的，了解一下。

什么是 GitHub Actions

GitHub Actions 是 GitHub 推出的持续集成（CI/CD）服务，于 2018 年 10 月推出。它允许开发者在 GitHub 仓库中直接自动化软件开发工作流程。

核心概念：

• Workflow（工作流）：自动化流程，由一个或多个 Job 组成
• Job（任务）：一组在同一运行器上执行的步骤（Step）
• Step（步骤）：单个任务，可以运行命令或使用 Action
• Action（动作）：可复用的工作流代码单元，是最小的可移植构建块
• Runner（运行器）：执行工作流的服务器，GitHub 提供托管运行器（Ubuntu、Windows、macOS）

主要优势：

• 与 GitHub 深度集成，无需第三方 CI/CD 工具
• 对公开仓库免费，私有仓库每月有免费额度
• 丰富的预构建 Actions 可直接使用
• 支持多种操作系统和编程语言
• 社区驱动，有大量开源 Actions 可用

基础语法

GitHub Actions 使用 YAML 格式配置文件，存放在仓库的 .github/workflows/ 目录下。

基本结构

name: 工作流名称
# 触发条件
on:
push:
branches: [ main ]
pull_request:
branches: [ main ]
# 任务列表
jobs:
build:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- name: 检出代码
uses: actions/checkout@v3
- name: 运行命令
run: echo "Hello, GitHub Actions!"

触发器（Triggers）

1. Push 事件

on:
push:
branches:
- main
- 'releases/**'
paths:
- '**.js'

2. Pull Request 事件

on:
pull_request:
types: [opened, synchronize, reopened]

3. 定时触发（Cron）

on:
schedule:
- cron: '0 0 * * *'  # 每天午夜运行

4. 手动触发

on:
workflow_dispatch:
inputs:
environment:
description: '部署环境'
required: true
default: 'staging'

5. 多个事件组合

on: [push, pull_request, workflow_dispatch]

常用配置项

环境变量

env:
NODE_VERSION: '18'
jobs:
build:
runs-on: ubuntu-latest
env:
DATABASE_URL: ${{ secrets.DATABASE_URL }}
steps:
- run: echo $NODE_VERSION

矩阵策略（Matrix）

jobs:
test:
runs-on: ${{ matrix.os }}
strategy:
matrix:
os: [ubuntu-latest, windows-latest, macos-latest]
node-version: [14, 16, 18]
steps:
- uses: actions/setup-node@v3
with:
node-version: ${{ matrix.node-version }}

条件执行

steps:
- name: 仅在主分支运行
if: github.ref == 'refs/heads/main'
run: echo "这是主分支"

依赖关系

jobs:
build:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- run: npm run build
deploy:
needs: build  # 等待 build 完成
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- run: npm run deploy

实际应用示例

1. 前端项目 CI/CD

场景： React 项目的自动化测试、构建和部署

name: Frontend CI/CD
on:
push:
branches: [ main ]
pull_request:
branches: [ main ]
jobs:
test:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- uses: actions/checkout@v3
- name: 设置 Node.js
uses: actions/setup-node@v3
with:
node-version: '18'
cache: 'npm'
- name: 安装依赖
run: npm ci
- name: 代码检查
run: npm run lint
- name: 运行测试
run: npm test
- name: 构建项目
run: npm run build
- name: 部署到 GitHub Pages
if: github.ref == 'refs/heads/main'
uses: peaceiris/actions-gh-pages@v3
with:
github_token: ${{ secrets.GITHUB_TOKEN }}
publish_dir: ./build

2. 后端测试

场景： Go 语言项目的自动化测试和代码覆盖率

name: Go API Tests
on: [push, pull_request]
jobs:
test:
runs-on: ubuntu-latest
services:
postgres:
image: postgres:14
env:
POSTGRES_PASSWORD: postgres
options: >-
--health-cmd pg_isready
--health-interval 10s
--health-timeout 5s
--health-retries 5
steps:
- uses: actions/checkout@v3
- name: 设置 Go 环境
uses: actions/setup-go@v4
with:
go-version: '1.21'
- name: 下载依赖
run: go mod download
- name: 运行测试
run: go test -v -race -coverprofile=coverage.txt -covermode=atomic ./...
- name: 上传代码覆盖率
uses: codecov/codecov-action@v3
with:
files: ./coverage.txt

3. 自动发布版本

场景： 创建 Tag 时自动发布 Release

name: Release
on:
push:
tags:
- 'v*'
jobs:
release:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- uses: actions/checkout@v3
- name: 构建二进制文件
run: |
GOOS=linux GOARCH=amd64 go build -o app-linux-amd64
GOOS=windows GOARCH=amd64 go build -o app-windows-amd64.exe
GOOS=darwin GOARCH=amd64 go build -o app-darwin-amd64
- name: 创建 Release
uses: softprops/action-gh-release@v1
with:
files: |
app-linux-amd64
app-windows-amd64.exe
app-darwin-amd64
body: |
## 更新内容
- 功能改进
- Bug 修复
draft: false
prerelease: false
env:
GITHUB_TOKEN: ${{ secrets.GITHUB_TOKEN }}

4. 定时任务

场景： 每天自动爬取数据并提交

name: Daily Data Sync
on:
schedule:
- cron: '0 2 * * *'  # 每天凌晨 2 点
workflow_dispatch:  # 支持手动触发
jobs:
sync:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- uses: actions/checkout@v3
- name: 设置 Python
uses: actions/setup-python@v4
with:
python-version: '3.11'
- name: 安装依赖
run: pip install -r requirements.txt
- name: 运行爬虫
run: python scraper.py
- name: 提交更改
run: |
git config --local user.email "action@github.com"
git config --local user.name "GitHub Action"
git add data/
git diff --quiet && git diff --staged --quiet || (git commit -m "chore: update data [skip ci]" && git push)

5. Docker 镜像构建与发布

场景： 自动构建并推送 Docker 镜像到 Docker Hub

name: Docker Build and Push
on:
push:
branches: [ main ]
tags: [ 'v*' ]
jobs:
docker:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- uses: actions/checkout@v3
- name: 设置 Docker Buildx
uses: docker/setup-buildx-action@v2
- name: 登录 Docker Hub
uses: docker/login-action@v2
with:
username: ${{ secrets.DOCKER_USERNAME }}
password: ${{ secrets.DOCKER_PASSWORD }}
- name: 提取元数据
id: meta
uses: docker/metadata-action@v4
with:
images: myusername/myapp
- name: 构建并推送
uses: docker/build-push-action@v4
with:
context: .
push: true
tags: ${{ steps.meta.outputs.tags }}
labels: ${{ steps.meta.outputs.labels }}
cache-from: type=gha
cache-to: type=gha,mode=max

6. 代码质量检查

场景： 自动进行代码审查和安全扫描

name: Code Quality
on: [push, pull_request]
jobs:
lint:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- uses: actions/checkout@v3
- name: 运行 ESLint
uses: reviewdog/action-eslint@v1
with:
github_token: ${{ secrets.GITHUB_TOKEN }}
reporter: github-pr-review
security:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- uses: actions/checkout@v3
- name: 运行安全扫描
uses: aquasecurity/trivy-action@master
with:
scan-type: 'fs'
scan-ref: '.'
format: 'sarif'
output: 'trivy-results.sarif'
- name: 上传扫描结果
uses: github/codeql-action/upload-sarif@v2
with:
sarif_file: 'trivy-results.sarif'

运行机制

工作原理

1. 事件触发：当仓库中发生特定事件（push、PR、issue 等）时，GitHub 会检查是否有对应的工作流配置

2. Runner 分配：GitHub 从 Runner 池中分配一个可用的运行器（或使用自托管 Runner）

3. 环境准备：

   • 创建虚拟环境（VM 或容器）
   • 克隆仓库代码
   • 设置环境变量

4. 执行步骤：

   • 按顺序执行每个 Step
   • 每个 Step 可以是 Shell 命令或 Action
   • Step 之间共享文件系统但不共享环境变量（除非显式传递）

5. 结果报告：

   • 收集执行日志
   • 报告成功/失败状态
   • 可选：发送通知、创建 Check Run

Action 复用机制

Action 可以通过三种方式引用：

1. 公共仓库：uses: actions/checkout@v3
2. 私有仓库：uses: owner/repo@ref
3. 本地路径：uses: ./.github/actions/my-action

Action 本质是：

• JavaScript Action：Node.js 脚本
• Docker Action：Docker 容器
• Composite Action：组合多个步骤

Secrets 管理

GitHub Actions 使用加密存储来保护敏感信息：

• Secrets 在传输和存储时都经过加密
• 日志输出会自动屏蔽 Secrets 内容
• Secrets 仅对有权限的工作流可见
• 支持仓库级、组织级和环境级 Secrets

并发与限制

并发限制：

• 公共仓库：20 个并发任务
• 私有仓库：根据计费方案不同（5-180 个）

使用限制：

• 每个工作流最多运行 72 小时
• 每个 Job 最多 6 小时
• API 请求限制：1000 次/小时
• Artifact 存储：90 天自动删除

免费额度（私有仓库）：

• Linux：2000 分钟/月
• Windows：1000 分钟/月（2 倍计费）
• macOS：200 分钟/月（10 倍计费）

参考

• 阮一峰的网络日志 GitHub Actions 入门教程
• 官方文档
• awesome-actions
• GitHub 官方市场
• GitHub Actions 使用限制
• 工作流语法参考