無料ツールで構築する、実践的なDevOpsパイプライン構築術：エンゲージメント最大化ガイド

DevOpsは高コスト？そんな心配は不要です。無料ツールだけで、プロレベルのパイプラインを構築できます。本記事では、コストをかけずに、より洗練されたDevOps環境を構築する方法をステップごとに解説します。

はじめに：無料でDevOpsは可能か？

DevOpsと聞くと、高価なツールやインフラが必須だと思われがちです。しかし、実際には自動化、一貫性、セキュリティ、可視化といったDevOpsの基本要素は、すべて無料ツールで実現可能です。

この記事では、費用をかけずに実践的なDevOpsパイプラインを構築する方法を解説します。CRUDアプリケーションを例に、構築プロセスを詳細にご紹介します。

前提条件

Gitの基本知識（リポジトリのクローン、ブランチ作成、コミット、プルリクエストなど）
コマンドライン操作の基礎知識（Docker、Terraform、Kubernetesなど）
CI/CDの基本的な理解（継続的インテグレーションとデリバリーの概念）

必要なアカウント

GitHubアカウント
クラウドプロバイダー（AWS Free Tier推奨、Oracle Cloud Free Tier、またはGoogle Cloud/Azureの無料クレジット）
Terraform Cloud（無料プラン）
Grafana Cloud（無料プラン）
UptimeRobot（無料プラン）

インストールしておくと便利なツール

VS Codeなどのコードエディタ
PostmanなどのAPIテストツール
YAMLとDockerfileの知識

ソース管理とプロジェクト構成のセットアップ

1. 整理されたリポジトリを作成

パイプラインの基盤となるのは、整理されたリポジトリです。

frontend、backend、infrastructureの各フォルダを作成
ワークフロー設定用の.githubフォルダを作成
明確な命名規則とREADME.mdを作成

hashnode

2. 無料機能でブランチ保護

GitHub Proの高度なルールは不要です。

マージ前にプルリクエストを必須に
ステータスチェックを有効化して問題のあるコードのマージを防止
リニアな履歴を強制してバージョン管理をより明確に

3. PRテンプレートと自動チェック

レビューをスムーズにしましょう。

PULL_REQUEST_TEMPLATE.mdを作成して貢献者をガイド
GitHub Actions（後述）で、lint、テスト、フォーマットチェックを自動化

4. GitHub Issueテンプレートとプロジェクトボード

個人開発者にもIssue追跡は役立ちます。

バグや機能に関するIssueテンプレートを追加
GitHub Projectsで、カンバンボードを使って作業を管理

5. 高度なテクニック：Pre-commitフックでカスタム検証スクリプトを設定

GitHubにコードをプッシュする前に、ローカルで問題を検出できます。

Huskyなどのツールで、コミット前にコードをlint
テストやフォーマッタを自動的に実行
誤ってシークレットがコミットされるのを防止

# Huskyを初期化し、必要な依存関係をインストール
npx husky-init && npm install
npx husky add .husky/pre-commit "npm test"

6. サンプルCRUDアプリの構成

今回は、ユーザー管理（CRUD）機能を持つシンプルなアプリを例に説明します。

以下は、最低限のコードサンプルです。

crud-app/
├── backend/
│   ├── package.json
│   └── index.js
├── frontend/
│   ├── package.json
│   └── src/App.js
├── infra/
│   └── db.sql
├── .github/
│   └── workflows/
└── README.md

GitHub ActionsによるCIパイプライン構築

1. 最初のGitHub Actionsワークフローを設定

コードをプッシュまたはプルリクエストを開くたびに、ビルド、テスト、lintを自動的に実行する基本的なワークフローを作成します。これにより、アプリの状態を常に健全に保ち、問題を早期に発見できます。

.github/workflows/ci.ymlファイルを作成し、以下を追加します。

name: CI Pipeline
on:
  push:
    branches: [ main ]
  pull_request:
    branches: [ main ]
jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      - name: Set up Node.js
        uses: actions/setup-node@v3
        with:
          node-version: '18'
      - name: Cache dependencies
        uses: actions/cache@v3
        with:
          path: ~/.npm
          key: ${{ runner.os}}-node-${{ hashFiles('**/package-lock.json')}}
      - run: npm ci
      - run: npm test
      - run: npm run lint

2. マルチステージビルドパイプラインの作成

CIパイプラインを、install、test、lintなどの明確なステージに分割します。

jobs:
  install:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      - run: npm ci
  test:
    needs: install
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      - run: npm test
  lint:
    needs: install
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      - run: npm run lint

3. マトリックスビルドによるクロス環境テスト

異なるNode.jsバージョンやデータベースでテストを実行します。

jobs:
  test:
    runs-on: ubuntu-latest
    strategy:
      matrix:
        node-version: [ 14.x, 16.x, 18.x ]
        database: [ postgres, mysql ]
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      - name: Use Node.js ${{ matrix.node-version }}
        uses: actions/setup-node@v3
        with:
          node-version: ${{ matrix.node-version }}
      - run: npm install
      - run: npm test

4. 依存関係のキャッシュによるワークフローの最適化

依存関係をキャッシュして、ビルド時間を短縮します。

- name: Cache node modules
  uses: actions/cache@v3
  with:
    path: |
      ~/.npm
      node_modules
    key: ${{ runner.os}}-node-${{ hashFiles('**/package-lock.json')}}
    restore-keys: |
      ${{ runner.os}}-node-

Docker Buildの最適化

CIでDockerイメージをビルドする際、ビルド時間がボトルネックになることがあります。マルチステージビルド、レイヤーキャッシュ、BuildKitを有効活用しましょう。

1. 基本的なDockerfileの作成

まずは、アプリの依存関係をインストールして実行するシンプルなDockerfileを作成します。

FROM node:18-alpine
WORKDIR /app
COPY . .
RUN npm ci
CMD [ "npm", "start" ]

2. マルチステージDockerビルド

ビルドプロセスとプロダクションイメージを分離します。

FROM node:18-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm ci
COPY . .
RUN npm run build

FROM node:18-alpine
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/dist ./dist
COPY --from=builder /app/package*.json ./
RUN npm ci --production
CMD [ "node", "dist/server.js" ]

3. レイヤーキャッシュの最適化

Dockerfileの命令順序を最適化します。

COPY package*.json ./
RUN npm ci
COPY . .

結論

この記事では、無料ツールを使って、実践的かつ効率的なDevOpsパイプラインを構築する方法を解説しました。これらのテクニックを活用することで、コストを抑えながら、より洗練されたDevOps環境を構築できます。