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ビルド自動化とは、ソフトウェアシステムを比較的無人で構築する手法です。ビルドは、ソフトウェア開発者の介入を最小限に抑えるか、あるいは全く介入せずに、開発者の個人用コンピュータを使用せずに実行されるように構成されます。ビルド自動化には、ビルドシステムと結果として得られるシステムの構成作業が含まれます。
ビルド自動化には、非対話型インターフェースツールによるビルド操作のシーケンス化と、共有サーバー上でのビルドの実行の両方が含まれます。[ 1 ]
ビルド自動化ツールは、非対話型インターフェースを介してソフトウェア構築のタスクを順序付けすることを可能にします。ビルドシステムまたはビルド自動化ツール[ 2 ]は、ソースコードのコンパイルとリンクを自動化して実行可能なプログラムまたはライブラリにするプログラミングツールまたはツールセットです。これらは、依存関係の管理、競合の解決、および異なる環境間での一貫したビルドの保証によって、ソフトウェア開発プロセスを効率化します。
ソフトウェアプロジェクトが複雑化すると、ビルド手順に複数のプログラミング言語やコンパイル単位が関わるようになり、手動ビルドプロセスはますます面倒になります。コードコンポーネント間の依存関係により、各コンポーネントの順序を慎重に指定する必要があり、場合によっては異なるツールが必要になります。これらの依存関係を手動で管理すると、すぐにバージョン競合、古いバイナリ、更新の追跡の困難さにつながり、シェルスクリプトなどのソリューションは保守が困難になります。[ 3 ]
個々の開発者はコードを直接コンパイルするかもしれませんが、堅牢なビルドシステムは、自動化されたビルドが一般的になり、ほとんどのビルドが手動ではなく自動的にトリガーされる大規模な組織やチームでの効率的なソフトウェア開発の基盤となります。[ 4 ]ビルドシステムの重要な役割を考えると、それらは「重要なビルド知識のリポジトリ」として機能すると言われています。[ 5 ]それらは、エンジニアがリソースと結果を共有できるようにすることで、障害を効果的に排除し、開発速度を加速します。[ 6 ]
インクリメンタルビルドとは、ビルドシステム内のプロセスで、ビルドツールがインクリメンタルコンパイラを使用して、ソフトウェアプロジェクト全体を最初から再構築するのではなく、前回のビルド以降に変更された部分のみを再コンパイルするものです。この最適化により、依存関係の追跡、キャッシュ、選択的コンパイルを活用することでビルド時間が短縮されます。 [ 7 ]
インクリメンタルビルドは、大規模なソフトウェアプロジェクトにおいて特に有効です。大規模なプロジェクトでは、コードベース全体を再コンパイルすると時間とリソースを大量に消費してしまうからです。ビルドシステムは、ソースファイル、ライブラリ、モジュールなど、変更されたコンポーネントのみを識別してコンパイルすることで、イテレーションサイクルを高速化し、開発者が変更をより効率的にテストおよびデバッグできるようにします。
このプロセスは、プロジェクト内のファイル、モジュール、またはコンポーネント間の関係をマッピングする依存関係グラフに依存しています。変更が検出されると、ビルドシステムはこのグラフをたどって、プロジェクトのどの部分が影響を受け、再コンパイルする必要があるかを判断します。Make 、Gradle 、Bazelなどの最新のビルドツールは、開発ワークフローを効率化するために、インクリメンタルビルド機能を組み込んでいることがよくあります。[ 8 ] [ 9 ]
インクリメンタルビルドはパフォーマンス面で大きなメリットをもたらしますが、依存関係の追跡の正確性を確保したり、古くなったビルド成果物や一貫性のないビルド成果物を回避するなど、課題も生じます。これらの問題に対処するため、一部のビルドシステムでは、必要に応じてプロジェクト全体を最初から再構築して正確性を保証する「クリーンビルド」のメカニズムを提供しています。[ 10 ]このような問題があるため、コンパイル速度よりも正確性が優先される継続的インテグレーションシステムでは、インクリメンタルビルドはほとんど使用されません。[ 11 ]
ほとんどのビルドシステムには、大規模プロジェクトの構築を容易にする機能が備わっています。
Makeなどのツールは、カスタム設定ファイルまたはコマンドラインを使用して使用できます。シェルスクリプトなどのカスタムツールも使用できますが、コードベースが複雑になるにつれて扱いにくくなります。[ 12 ]
シェルスクリプトなどのツールは、タスク指向の宣言型プログラミングです。これらは、通常最小限の条件ロジックで実行する一連のコマンドを記述します。
Makeのようなツールは製品指向です。それらは、設定された依存関係に基づいて製品（ターゲットとも呼ばれる）を構築します。[ 13 ]
ビルドサーバーとは、ビルドを実行するために設定されたサーバーのことです。パーソナルコンピュータとは異なり、サーバーを使用することで、より安定した、可用性の高いビルド環境を実現できます。
従来、ビルドサーバーは、個人用コンピュータとしてではなく、共有リソースとして専用のローカルコンピュータでした。今日では、クラウドコンピューティングやSaaS（Software as a Service ）を利用したビルドサーバーを提供するウェブサイトが数多く存在します。
ビルドサーバーがない場合、開発者は通常、ビルドに個人のコンピュータを使用しますが、以下のようないくつかの欠点が生じます（ただし、これらに限定されません）。
継続的インテグレーションサーバーとは、比較的頻繁に、多くの場合コードコミットごとにビルドを実行するように設定されたビルドサーバーのことです。ビルドサーバーは、アプリケーションリリース自動化（ARA）ツールやアプリケーションライフサイクル管理（ALM）ツールに組み込まれる場合もあります。
一般的なビルドトリガーオプションには以下が含まれます。
ビルドプロセスの自動化は、ソフトウェア開発のベストプラクティスとされる継続的インテグレーションと継続的デリバリー（CI/CD）を実装するために必要なステップです。 [ 14 ]
ビルド自動化の利点には以下が含まれます。[ 15 ]