图解Git工作原理

Git 是程序员学习和工作都离不开的开发工具,也是非程序员好用的文档版本管理工具。本文图解 Git 中的最常用命令。如果你稍微理解 Git 的工作原理,这篇文章能够让你理解得更透彻。

原文链接:https://marklodato.github.io/visual-git-guide/index-zh-cn.html

基本用法

上面的四条命令在工作目录、暂存目录(也叫做索引)和仓库之间复制文件。

  • git add files 把当前文件放入暂存区域。
  • git commit 给暂存区域生成快照并提交。
  • git reset -- files 用来撤销最后一次 git add files,你也可以用 git reset 撤销所有暂存区域文件。
  • git checkout -- files 把文件从暂存区域复制到工作目录,用来丢弃本地修改。

你可以用 git reset -p, git checkout -p, or git add -p 进入交互模式。

也可以跳过暂存区域直接从仓库取出文件或者直接提交代码。

  • git commit -a 相当于运行 git add 把所有当前目录下的文件加入暂存区域再运行。git commit.
  • git commit files 进行一次包含最后一次提交加上工作目录中文件快照的提交。并且文件被添加到暂存区域。
  • git checkout HEAD -- files 回滚到复制最后一次提交。

约定

后文中以下面的形式使用图片。

绿色的 5 位字符表示提交的 ID,分别指向父节点。分支用橘色显示,分别指向特定的提交。当前分支由附在其上的 HEAD 标识。这张图片里显示最后 5 次提交,ed489 是最新提交。main 分支指向此次提交,另一个 stable 分支指向祖父提交节点。

命令详解

Diff

有许多种方法查看两次提交之间的变动。下面是一些示例。

Commit

提交时,git 用暂存区域的文件创建一个新的提交,并把此时的节点设为父节点。然后把当前分支指向新的提交节点。下图中,当前分支是 main。在运行命令之前,main 指向 ed489,提交后,main 指向新的节点 f0cec 并以 ed489 作为父节点。

即便当前分支是某次提交的祖父节点,git 会同样操作。下图中,在 main 分支的祖父节点 stable 分支进行一次提交,生成了 1800b。这样,stable 分支就不再是 main 分支的祖父节点。此时,合并 (或者衍合) 是必须的。

如果想更改一次提交,使用 git commit --amend。git 会使用与当前提交相同的父节点进行一次新提交,旧的提交会被取消。

另一个例子是分离 HEAD 提交,后文讲。

Checkout

checkout 命令用于从历史提交(或者暂存区域)中拷贝文件到工作目录,也可用于切换分支。

当给定某个文件名(或者打开-p 选项,或者文件名和-p 选项同时打开)时,git 会从指定的提交中拷贝文件到暂存区域和工作目录。比如,git checkout HEAD~ foo.c 会将提交节点 HEAD~(即当前提交节点的父节点)中的 foo.c 复制到工作目录并且加到暂存区域中。(如果命令中没有指定提交节点,则会从暂存区域中拷贝内容。)注意当前分支不会发生变化。

当不指定文件名,而是给出一个(本地)分支时,那么 HEAD 标识会移动到那个分支(也就是说,我们“切换”到那个分支了),然后暂存区域和工作目录中的内容会和 HEAD 对应的提交节点一致。新提交节点(下图中的 a47c3)中的所有文件都会被复制(到暂存区域和工作目录中);只存在于老的提交节点(ed489)中的文件会被删除;不属于上述两者的文件会被忽略,不受影响。

如果既没有指定文件名,也没有指定分支名,而是一个标签、远程分支、SHA-1 值或者是像 main~3 类似的东西,就得到一个匿名分支,称作 detached HEAD(被分离的 HEAD 标识)。这样可以很方便地在历史版本之间互相切换。比如说你想要编译 1.6.6.1 版本的 git,你可以运行 git checkout v1.6.6.1(这是一个标签,而非分支名),编译,安装,然后切换回另一个分支,比如说 git checkout main。然而,当提交操作涉及到“分离的 HEAD”时,其行为会略有不同,详情见在下面。

HEAD 标识处于分离状态时的提交操作

当 HEAD 处于分离状态(不依附于任一分支)时,提交操作可以正常进行,但是不会更新任何已命名的分支。(你可以认为这是在更新一个匿名分支。)

一旦此后你切换到别的分支,比如说 main,那么这个提交节点(可能)再也不会被引用到,然后就会被丢弃掉了。注意这个命令之后就不会有东西引用 2eecb。

但是,如果你想保存这个状态,可以用命令 git checkout -b name 来创建一个新的分支。

Reset

reset 命令把当前分支指向另一个位置,并且有选择的变动工作目录和索引。也用来在从历史仓库中复制文件到索引,而不动工作目录。

如果不给选项,那么当前分支指向到那个提交。如果用--hard 选项,那么工作目录也更新,如果用--soft 选项,那么都不变。

如果没有给出提交点的版本号,那么默认用 HEAD。这样,分支指向不变,但是索引会回滚到最后一次提交,如果用--hard 选项,工作目录也同样。

如果给了文件名(或者 -p 选项), 那么工作效果和带文件名的 checkout 差不多,除了索引被更新。

Merge

merge 命令把不同分支合并起来。合并前,索引必须和当前提交相同。如果另一个分支是当前提交的祖父节点,那么合并命令将什么也不做。另一种情况是如果当前提交是另一个分支的祖父节点,就导致 fast-forward 合并。指向只是简单地移动,并生成一个新的提交。

否则就是一次真正的合并。默认把当前提交(ed489 如下所示)和另一个提交(33104)以及他们的共同祖父节点(b325c)进行一次三方合并。结果是先保存当前目录和索引,然后和父节点 33104 一起做一次新提交。

Cherry Pick

cherry-pick 命令"复制"一个提交节点并在当前分支做一次完全一样的新提交。

Rebase

衍合是合并命令的另一种选择。合并把两个父分支合并进行一次提交,提交历史不是线性的。衍合在当前分支上重演另一个分支的历史,提交历史是线性的。本质上,这是线性化的自动的 cherry-pick

上面的命令都在 topic 分支中进行,而不是 main 分支,在 main 分支上重演,并且把分支指向新的节点。注意旧提交没有被引用,将被回收。

要限制回滚范围,使用--onto 选项。下面的命令在 main 分支上重演当前分支从 169a6 以来的最近几个提交,即 2c33a。

同样有 git rebase --interactive 让你更方便地完成一些复杂操作,比如丢弃、重排、修改、合并提交。

技术说明

文件内容并没有真正存储在索引(.git/index)或者提交对象中,而是以 blob 的形式分别存储在数据库中(.git/objects),并用 SHA-1 值来校验。索引文件用识别码列出相关的 blob 文件以及别的数据。对于提交来说,以树(tree)的形式存储,同样用对于的哈希值识别。树对应着工作目录中的文件夹,树中包含的 树或者 blob 对象对应着相应的子目录和文件。每次提交都存储下它的上一级树的识别码。

如果用 detached HEAD 提交,那么最后一次提交会被 the reflog for HEAD 引用。但是过一段时间就失效,最终被回收,与 git commit --amend 或者 git rebase 很像。

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  • 首发地址https://www.infoq.cn/article/569b3ae29da0c9d85f3483b33
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