Git

Git各指令的本质,真是通俗易懂啊


作为当前世界上最强大的代码管理工具Git相信大家都很熟悉,但据我所知有很大一批人停留在clone、commit、pull、push……的阶段,是不是对rebase心里没底只敢用merge?碰见版本回退就抓瞎?别问我怎么知道的,问就是:“我曾经就是这样啊~~”。针对这些问题,今天我就将这几年对Git的认知和理解分享出来,尽可能的从本质去讲解Git,帮助你一步一步去了解Git的底层原理,相信读完本篇文章你便可以换种姿态,更加风骚得使用Git各种指令。

基本概念

Git的优势

Git是一个分布式代码管理工具,在讨论分布式之前避免不了提及一下什么是中央式代码管理仓库:
  • 中央式:所有的代码保存在中央服务器,所以提交必须依赖网络,并且每次提交都会带入到中央仓库,如果是协同开发可能频繁触发代码合并,进而增加提交的成本和代价。最典型的就是SVN。
  • 分布式:可以在本地提交,不需要依赖网络,并且会将每次提交自动备份到本地。每个开发者都可以把远程仓库clone一份到本地,并会把提交历史一并拿过来。代表就是Git。


Git相比于SVN有什么优势呢?打个比方:“巴拉巴拉写了一大堆代码,突然发现写的有问题,我想回到一个小时之前”,对于这种情况Git的优势就很明显了,因为commit的成本比较小并且本地会保存所有的提交记录,随时随刻可以进行回退。在这并不是说SVN的不能完成这种操作,只是Git的回退会显得更加的优雅。Git相比于中央式工具还有很多优点,就不一一列举了,感兴趣的可自行了解。

文件状态

在Git中文件大概分为三种状态:已修改(modified)、已暂存(staged)、已提交(committed)
  • 修改:Git可以感知到工作目录中哪些文件被修改了,然后把修改的文件加入到modified区域
  • 暂存:通过add命令将工作目录中修改的文件提交到暂存区,等候被commit
  • 提交:将暂存区文件commit至Git目录中永久保存


commit节点

为了便于表述,本篇文章我会通过节点代称commit提交

在Git中每次提交都会生成一个节点,而每个节点都会有一个哈希值作为唯一标示,多次提交会形成一个线性节点链(不考虑merge的情况),如图1。
1.jpg

图1

节点上方是通过SHA1计算的哈希值。

C2节点包含C1提交内容,同样C3节点包含C1、C2提交内容。

HEAD

HEAD是Git中非常重要的一个概念,你可以称它为指针或者引用,它可以指向任意一个节点,并且指向的节点始终为当前工作目录,换句话说就是当前工作目录(也就是你所看到的代码)就是HEAD指向的节点。

还以图1举例,如果HEAD指向C2那工作目录对应的就是C2节点。具体如何移动HEAD指向后面会讲到,此处不要纠结。

同时HEAD也可以指向一个分支,间接指向分支所指向的节点

远程仓库

虽然Git会把代码以及历史保存在本地,但最终还是要提交到服务器上的远程仓库。通过clone命令可以把远程仓库的代码下载到本地,同时也会将提交历史分支HEAD等状态一并同步到本地,但这些状态并不会实时更新,需要手动从远程仓库去拉取,至于何时拉、怎么拉后面章节会讲到。

通过远程仓库为中介,你可以和你的同事进行协同开发,开发完新功能后可以申请提交至远程仓库,同时也可以从远程仓库拉取你同事的代码。

注意点:因为你和你的同事都会以远程仓库的代码为基准,所以要时刻保证远程仓库的代码质量,切记不要将未经检验测试的代码提交至远程仓库。

分支

什么是分支?

分支也是Git中相当重要的一个概念,当一个分支指向一个节点时,当前节点的内容即是该分支的内容,它的概念和HEAD非常接近同样也可以视为指针引用,不同的是分支可以存在多个,而HEAD只有一个。通常会根据功能版本建立不同的分支。

那分支有什么用呢?

举个例子:你们的App经历了千辛万苦终于发布了v1.0版本,由于需求紧急v1.0上线之后便马不停蹄的开始v1.1,正当你开发的兴起时,QA同学说用户反馈了一些bug,需要修复然后重新发版,修复v1.0肯定要基于v1.0的代码,可是你已经开发了一部分v1.1了,此时怎么搞?

面对上面的问题通过引入分支概念便可优雅的解决,如图2:
2.jpg

图2
  • 先看左边示意图,假设C2节点既是v1.0版本代码,上线后在C2的基础上新建一个分支ft-1.0
  • 再看右边示意图,在v1.0上线后可在master分支开发v1.1内容,收到QA同学反馈后提交v1.1代码生成节点C3,随后切换到ft-1.0分支做bug修复,修复完成后提交代码生成节点C4,然后再切换到master分支并合并ft-1.0分支,到此我们就解决了上面提出的问题


除此之外利用分支还可以做很多事情,比如现在有一个需求不确定要不要上线,但是得先做,此时可以单独创建一个分支开发该功能,等到啥时候需要上线直接合并到主分支即可。分支适用的场景很多就不一一列举了。

注意点:当在某个节点创建一个分支后,并不会把该节点对应的代码复制一份出来,只是将新分支指向该节点,因此可以很大程度减少空间上的开销。一定要记着不管是HEAD还是分支它们都只是引用而已,量级非常轻。

命令详解

提交相关

前面我们提到过,想要对代码进行提交必须得先加入到暂存区,Git中是通过命令 add 实现。

添加某个文件到暂存区:
git add 文件路径

添加所有文件到暂存区:
git add .

同时Git也提供了撤销工作区暂存区命令。

撤销工作区改动:
git checkout -- 文件名

清空暂存区:
git reset HEAD 文件名

提交:

将改动文件加入到暂存区后就可以进行提交了,提交后会生成一个新的提交节点,具体命令如下:
git commit -m "该节点的描述信息"

分支相关

创建分支:

创建一个分支后该分支会与HEAD指向同一节点,说通俗点就是HEAD指向哪创建的新分支就指向哪,命令如下:
git branch 分支名

切换分支:

当切换分支后,默认情况下HEAD会指向当前分支,即HEAD间接指向当前分支指向的节点。
git checkout 分支名

同时也可以创建一个分支后立即切换,命令如下:
git checkout -b 分支名

删除分支:

为了保证仓库分支的简洁,当某个分支完成了它的使命后应该被删除。比如前面所说的单独开一个分支完成某个功能,当这个功能被合并到主分支后应该将这个分支及时删除。

删除命令如下:
git branch -d 分支名

合并相关

关于合并的命令是最难掌握同时也是最重要的。我们常用的合并命令大概有三个mergerebasecherry-pick

merge:

merge是最常用的合并命令,它可以将某个分支或者某个节点的代码合并至当前分支。具体命令如下:
git merge 分支名/节点哈希值

如果需要合并的分支完全领先于当前分支,如图3所示:
3.jpg

图3

由于分支ft-1完全领先分支ft-2ft-1完全包含ft-2,所以ft-2执行了“git merge ft-1”后会触发fast forward(快速合并),此时两个分支指向同一节点,这是最理想的状态。但是实际开发中我们往往碰到的是下面这种情况:如图4(左)。
4.jpg

图4

这种情况就不能直接合了,当ft-2执行了“git merge ft-1”后Git会将节点C3C4合并随后生成一个新节点C5,最后将ft-2指向C5 如图4(右)。

注意点:如果C3C4同时修改了同一个文件中的同一句代码,这个时候合并会出错,因为Git不知道该以哪个节点为标准,所以这个时候需要我们自己手动合并代码。

rebase:

rebase也是一种合并指令,命令行如下:
git rebase 分支名/节点哈希值

merge不同的是rebase合并看起来不会产生新的节点(实际上是会产生的,只是做了一次复制),而是将需要合并的节点直接累加,如图5。
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图5

当左边示意图的ft-1.0执行了git rebase master后会将C4节点复制一份到C3后面,也就是C4'C4C4'相对应,但是哈希值却不一样。

rebase相比于merge提交历史更加线性、干净,使并行的开发流程看起来像串行,更符合我们的直觉。既然rebase这么好用是不是可以抛弃merge了?其实也不是了,下面我罗列一些mergerebase的优缺点:

merge优缺点:
  • 优点:每个节点都是严格按照时间排列。当合并发生冲突时,只需要解决两个分支所指向的节点的冲突即可
  • 缺点:合并两个分支时大概率会生成新的节点并分叉,久而久之提交历史会变成一团乱麻


rebase优缺点:
  • 优点:会使提交历史看起来更加线性、干净
  • 缺点:虽然提交看起来像是线性的,但并不是真正的按时间排序,比如图3-3中,不管C4早于或者晚于C3提交它最终都会放在C3后面。并且当合并发生冲突时,理论上来讲有几个节点rebase到目标分支就可能处理几次冲突


对于网络上一些只用rebase的观点,作者表示不太认同,如果不同分支的合并使用rebase可能需要重复解决冲突,这样就得不偿失了。但如果是本地推到远程并对应的是同一条分支可以优先考虑rebase。所以我的观点是 根据不同场景合理搭配使用mergerebase,如果觉得都行那优先使用rebase

cherry-pick:

cherry-pick的合并不同于mergerebase,它可以选择某几个节点进行合并,如图6。

命令行:
git cherry-pick 节点哈希值

6.jpg

图6

假设当前分支是master,执行了git cherry-pick C3(哈希值),C4(哈希值)命令后会直接将C3C4节点抓过来放在后面,对应C3'C4'

回退相关

分离HEAD:

在默认情况下HEAD是指向分支的,但也可以将HEAD从分支上取下来直接指向某个节点,此过程就是分离HEAD,具体命令如下:
git checkout 节点哈希值
//也可以直接脱离分支指向当前节点
git checkout --detach

由于哈希值是一串很长很长的乱码,在实际操作中使用哈希值分离HEAD很麻烦,所以Git也提供了HEAD基于某一特殊位置(分支/HEAD)直接指向前一个前N个节点的命令,也即相对引用,如下:
//HEAD分离并指向前一个节点
git checkout 分支名/HEAD^

//HEAD分离并指向前N个节点
git checkout 分支名~N

HEAD分离出来指向节点有什么用呢?举个例子:如果开发过程发现之前的提交有问题,此时可以将HEAD指向对应的节点,修改完毕后再提交,此时你肯定不希望再生成一个新的节点,而你只需在提交时加上--amend即可,具体命令如下:
git commit --amend

回退:

回退场景在平时开发中还是比较常见的,比如你巴拉巴拉写了一大堆代码然后提交,后面发现写的有问题,于是你想将代码回到前一个提交,这种场景可以通过reset解决,具体命令如下:
//回退N个提交
git reset HEAD~N

reset相对引用很像,区别是reset会使分支HEAD一并回退。

远程相关

当我们接触一个新项目时,第一件事情肯定是要把它的代码拿下来,在Git中可以通过clone从远程仓库复制一份代码到本地,具体命令如下:
git clone 仓库地址

前面的章节我也有提到过,clone不仅仅是复制代码,它还会把远程仓库的引用(分支/HEAD)一并取下保存在本地,如图7所示:
7.jpg

图7

其中origin/masterorigin/ft-1为远程仓库的分支,而远程的这些引用状态是不会实时更新到本地的,比如远程仓库origin/master分支增加了一次提交,此时本地是感知不到的,所以本地的origin/master分支依旧指向C4节点。我们可以通过fetch命令来手动更新远程仓库状态。

小提示:并不是存在服务器上的才能称作是远程仓库,你也可以clone本地仓库作为远程,当然实际开发中我们不可能把本地仓库当作公有仓库,说这个只是单纯的帮助你更清晰的理解分布式

fetch:

说的通俗一点,fetch命令就是一次下载操作,它会将远程新增加的节点以及引用(分支/HEAD)的状态下载到本地,具体命令如下:
git fetch 远程仓库地址/分支名

pull:

pull命令可以从远程仓库的某个引用拉取代码,具体命令如下:
git pull 远程分支名

其实pull的本质就是fetch+merge,首先更新远程仓库所有状态到本地,随后再进行合并。合并完成后本地分支会指向最新节点

另外pull命令也可以通过rebase进行合并,具体命令如下:
git pull --rebase 远程分支名

push:

push命令可以将本地提交推送至远程,具体命令如下:
git push 远程分支名

如果直接push可能会失败,因为可能存在冲突,所以在push之前往往会先pull一下,如果存在冲突本地解决。push成功后本地的远程分支引用会更新,与本地分支指向同一节点。

综上所述

  • 不管是HEAD还是分支,它们都只是引用而已,引用+节点是 Git 构成分布式的关键
  • merge相比于rebase有更明确的时间历史,而rebase会使提交更加线性应当优先使用
  • 通过移动HEAD可以查看每个提交对应的代码
  • clonefetch都会将远程仓库的所有提交引用保存在本地一份
  • pull的本质其实就是fetch+merge,也可以加入--rebase通过rebase方式合并


原文链接:https://juejin.cn/post/6895246702614806542,作者:Bezier

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