【ITニュース解説】🚀 Day 14 of My DevOps Journey: GitHub Actions — CI/CD Made Easy in the Cloud ☁️

システムエンジニアを目指すあなたへ、ソフトウェア開発の現場で非常に重要な「継続的インテグレーション・継続的デリバリー（CI/CD）」をクラウド上で簡単に行うためのツール、GitHub Actionsについて解説する。

CI/CDとは、ソフトウェア開発におけるコードの統合、テスト、デプロイといった一連の工程を自動化し、開発の効率とソフトウェアの品質を高めるためのアプローチだ。これまでのCI/CDツールには、Jenkinsのように専用のサーバーを自分で構築・運用する必要があるものが多く、その管理には手間とコストがかかった。しかし、GitHub Actionsは、このCI/CDの概念をクラウド上で、しかも多くの開発者が利用するコード管理プラットフォームであるGitHubに直接組み込むことで、より手軽に利用できるようにした、画期的なソリューションだ。

GitHub Actionsがなぜ重要なのか、その最大の理由は、従来のCI/CDツールの管理にかかる手間を大幅に削減できる点にある。Jenkinsのようなツールでは、サーバーの構築、メンテナンス、セキュリティ対策といったインフラ管理の作業が必要だった。しかし、GitHub Actionsは、GitHubリポジトリに完全に統合されているため、追加のサーバーを用意したり、特別なセットアップを行ったりする必要がない。コードをGitHubにプッシュしたり、プルリクエストを作成したりといった、リポジトリ上での特定のイベントをトリガーとして、あらかじめ定義された処理が自動的にクラウド上で実行される。これにより、開発者はインフラ管理の負担から解放され、本来のソフトウェア開発に集中できるようになる。

さらに、GitHub Actionsには数多くのメリットがある。第一に、GitHubにネイティブに組み込まれているため、追加のセットアップなしで、すぐにCI/CDパイプラインを構築し始められる。第二に、パブリックリポジトリであれば、ある程度の実行時間（分単位）を無料で利用できるため、個人開発やオープンソースプロジェクトで気軽に試すことが可能だ。第三に、GitHub Marketplaceには1万を超える「アクション」と呼ばれる、再利用可能な事前定義済みの処理が公開されており、これらを組み合わせることで、複雑なCI/CDパイプラインも効率的に構築できる。そして、コードのビルド、テスト、デプロイといった一連の作業を、GitHubのユーザーインターフェースから直接実行し、その状況を監視・管理できるのも非常に便利な点だ。

GitHub Actionsを理解するために、いくつかのコアな概念を押さえておこう。まず「ワークフロー」とは、CI/CDパイプライン全体を定義する設計図のことである。これはYAMLという形式のファイルで記述され、通常はGitHubリポジトリ内の.github/workflows/ディレクトリに配置される。例えば、ci.ymlといったファイル名が使われることが多い。次に「ジョブ」は、ワークフロー内で実行される一連の処理ステップのまとまりを指す。一つのワークフローには複数のジョブを含めることができ、それぞれが特定の目的（例えば、コードのビルド、テストの実行、アプリケーションのデプロイなど）を持つ。これらのジョブは「ランナー」と呼ばれる仮想マシン上で実行される。ランナーはGitHubが管理するクラウド上の環境であり、Linux、Windows、macOSなど、さまざまなオペレーティングシステムに対応しているため、開発者は実行環境の詳細を意識することなく、ジョブを実行できる。そして「アクション」とは、特定のタスクを実行するための再利用可能な処理単位だ。例えば、リポジトリのコードをランナーにチェックアウトする「actions/checkout」や、Node.jsの実行環境をセットアップする「actions/setup-node」などがあり、これらを組み合わせることで、複雑な処理も簡潔に記述できる。

実際のワークフローがどのように記述されるか、簡単な例を見てみよう。例えば、ci.ymlというファイルに次のような内容を記述すると、シンプルなCIパイプラインが完成する。name: CI Pipelineでワークフローの名前を定義する。on:セクションでは、このワークフローがいつ実行されるかを指定する。この例では、mainブランチへのpushイベント（コードの変更がmainブランチに反映された時）やpull_requestイベント（mainブランチへの変更を提案するプルリクエストが作成された時）が発生した際に実行されるように設定されている。つまり、コードの変更がmainブランチにプッシュされたり、mainブランチへのプルリクエストが作成されたりすると、このパイプラインが自動的に動き出す。jobs:セクションには、実行したいジョブを記述する。この例ではbuildという名前のジョブが一つ定義されている。runs-on: ubuntu-latestは、このジョブが最新版のUbuntuランナー上で実行されることを意味する。そして、steps:セクションには、そのジョブ内で具体的に何を行うかを順番に記述する。最初のステップであるCheckout codeでは、uses: actions/checkout@v3と記述することで、GitHubリポジトリのコードをランナー上にチェックアウトする。次のSet up Node.jsでは、uses: actions/setup-node@v3を使ってNode.jsの実行環境をセットアップし、with: node-version: '18'でNode.jsのバージョンを18に指定している。Install dependenciesでは、run: npm installというコマンドを実行し、プロジェクトに必要なライブラリをインストールする。Run testsでは、run: npm testでユニットテストなどを実行し、コードが正しく機能するかを確認する。最後のDeployステップでは、run: echo "Deploying application..."と記述されているが、実際にはここにアプリケーションをAWSやAzureなどのクラウドサービスにデプロイする具体的なコマンドが記述されることになる。このように作成したci.ymlファイルを.github/workflows/ディレクトリに保存し、リポジトリにプッシュすれば、指定されたイベントをトリガーに自動的にワークフローが実行され、GitHubの「Actions」タブでその実行状況やログを確認できるようになる。

GitHub Actionsは、DevOpsのさまざまなユースケースで活用できる。例えば、プルリクエストが作成されるたびに、自動的にコードのビルドとテストを実行し、問題がないことを確認できる。これにより、バグの早期発見やコード品質の維持に貢献する。また、AWS、Azure、GCPといった各種クラウド環境やKubernetesなどのコンテナオーケストレーションシステムへのアプリケーションデプロイも自動化できる。これにより、手動でのデプロイに伴うミスを減らし、デプロイ時間を短縮できる。さらに、TrivyやSnykのようなツールを使って、コードや依存関係のセキュリティスキャンを自動的に実行したり、Dockerイメージのビルドとコンテナレジストリへのプッシュを自動化したりすることも可能だ。マイクロサービスアーキテクチャを採用している場合でも、それぞれのサービスごとにCI/CDワークフローを管理できるため、複雑なシステム全体の開発プロセスを効率的に進められる。

GitHub Actionsをさらに効果的に使うためのヒントもいくつかある。例えば「マトリックスビルド」という機能を使えば、複数のオペレーティングシステムやプログラミング言語のバージョンに対して、同時にテストを実行できる。これにより、異なる環境での互換性を効率的に確認できる。また、APIキーやパスワードといった機密性の高い情報は「GitHub Secrets」に安全に保存し、ワークフローから参照するようにする。これにより、機密情報がコード内に直接記述されることを防ぎ、セキュリティを高めることができる。GitHub Marketplaceには非常に多くの便利なアクションが公開されているので、既存のタスクを自動化したい場合は、まずマーケットプレイスで適切なアクションを探してみるのが良いだろう。さらに、GitHub Packagesと組み合わせることで、ビルドしたコンテナイメージやライブラリをGitHub上で管理し、他のプロジェクトやサービスで再利用することも可能になる。

実際にGitHub Actionsを体験するには、簡単なミニラボを試すのが一番だ。まず、新しいGitHubリポジトリを作成するか、既存のリポジリを活用する。次に、そのリポジトリの.github/workflows/ディレクトリの下に、先ほど紹介したようなci.ymlファイルを作成して保存する。ファイルをコミットしてリポジトリにプッシュすると、GitHub Actionsが自動的に起動し、定義したワークフローが実行されるはずだ。GitHubリポジトリのナビゲーションバーにある「Actions」タブをクリックすると、現在実行中のワークフローや過去の実行履歴、そして各ステップの詳細なログを確認できる。このログを確認することで、問題が発生した際に原因を特定しやすくなる。

まとめると、GitHub Actionsはサーバーのセットアップや管理なしに、CI/CDを直接GitHubのワークフローに組み込むことができる、非常に強力なツールだ。軽量でスケーラブルであり、クラウドネイティブなDevOpsの実践に最適なソリューションと言える。システムエンジニアとしてキャリアをスタートするにあたり、このような自動化ツールを使いこなす能力は非常に重要となるだろう。ぜひ実際に触れて、その便利さを体験してほしい。