图解Git工作原理

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8 f2 G4 Y- a0 h" X2 _9 n
9 S" m3 O, |* P( J1 x) F7 I

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的更透彻。

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基本用法

d2 k6 z' u# c- ~$ _7 t; Y& T
" b. M& C+ _9 ~: s2 E

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。

" b, l8 v9 M; Z' J- @# s

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。

7 x3 B, P% C* m
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 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。

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6 J0 H2 X" h' p) a0 N8 r

约定

) w) U. S: x- O- L/ L |% F! c

后文中以下面的形式使用图片。

# C" Y1 x' }* u4 S2 J
- g# {* r5 A' e

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。master分支指向此次提交,另一个maint分支指向祖父提交节点。

' b: w/ [, H5 X/ X# f

—3—

9 M5 o) ~ v) G6 ~: Z) ~# ?

命令详解

|) o, P4 c4 [+ Z1 k5 @3 ^

Diff

5 L; }( {' p) e" f

有许多种方法查看两次提交之间的变动,下面是一些示例。

4 C( n5 p3 e# X4 ?4 ^) z: i
3 b D9 e: R( ]2 X. z/ e0 e

Commit

4 J3 x+ T$ A: d3 z

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master。在运行命令之前,master指向ed489,提交后,master指向新的节点f0cec并以ed489作为父节点。

8 Y4 W+ e7 V' O+ }
7 u) ?0 ?; v% f# ?0 L

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master分支的祖父节点maint分支进行一次提交,生成了1800b。这样,maint分支就不再是master分支的祖父节点。此时,合并[1](或者衍合[2])是必须的。

0 v5 f0 w- u. I# f5 N
$ x# J4 j7 G. m- ~4 D9 Z

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。

6 m) I6 K3 b( l" U6 b
5 e) t/ Y; x+ @+ @8 @! a

另一个例子是分离HEAD提交[3],后文讲。

4 \; x7 E. \: r; ] L$ P

Checkout

3 Y' ?# Y4 O% K7 b5 t; N

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。

K" f9 T( t( M/ x3 |4 x) |

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。

* y1 i, |5 O4 I/ ~
* C3 n7 y/ t( \- f9 o. q

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。

( Z7 v2 x) O& j. V+ }: k

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。

3 r- h: ?$ M, F+ J5 \, B
' Y4 a+ k$ r) ^8 P1 [$ q

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master~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)。

; P# E. m, _" V4 z2 x3 O

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 master。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。

# W _- j( z) [: Q, O- X
8 D }' Q$ M: ^% u

HEAD标识处于分离状态时的提交操作

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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。)

- v) n$ g' ~+ w3 m5 W' |
' o- w* g! v( }' t4 z

一旦此后你切换到别的分支,比如说master,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。

1 i& a' }- D$ B, I$ B( F
+ J0 |8 ]! q# O+ n# y+ u; n

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。

5 ~' o9 r7 s, P& s
% i( \$ d5 H @

Reset

; `$ M* I3 G7 H9 W2 u2 Q( I* n, h

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。

, b7 T2 a% o2 w8 g* h8 r5 p

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。

( X+ Y% Y2 N1 N5 ?
! r* J7 S/ ]6 v5 l* i2 e4 W' J

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。

5 b2 h) ?9 |$ w+ a
+ {/ D/ }8 T. R1 f! c9 C# g3 T

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。

" z% q0 s: A7 M" ?- f
! G, R" V1 x4 _6 ?3 j

Merge

; m: @* p9 D/ n+ e

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。指向只是简单的移动,并生成一个新的提交。

& c& x8 g! X% I _! x9 r' a" {
3 h# [; [- M J9 A8 r. e: Z

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[4]。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。

4 X1 F/ y' Q) [, \& p I
" f- ?7 G& W" @9 G6 g

Cherry Pick

2 L6 ]! }, o. |& }7 {( T; n* [* }

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。

* y1 }! g2 M0 W0 T3 ^) X7 G
! O6 L0 i1 }9 x( s/ g. s. Q

Rebase

* n5 }) ^; |$ U! o7 q% G

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。

{7 X: }! ^4 Z, K
6 t' M0 }8 h3 T3 P% ?

上面的命令都在topic分支中进行,而不是master分支,在master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。

9 ~4 w1 n+ G* A0 A5 _6 P7 o

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

. X" T( V8 a j% O6 d( {* |
6 _( H8 ~$ C W' E& h, P' x. {

同样有git rebase –interactive让你更方便的完成一些复杂操作,比如丢弃、重排、修改、合并提交。没有图片体现这些,细节看这里:git-rebase(1)[5]。

: @1 H5 P6 Y: W# q

—4—

( s2 z* N' i" G

技术说明

3 W7 E0 D% r! \* ?) r5 O

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。

2 X( Q% q* L9 {

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。

/ a9 k/ X, ]: \. i4 T

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。

8 L/ u" L& d! ^! e, g

相关链接:

http://marklodato.github.io/visual-git-guide/index-zh-cn.html#mergehttp://marklodato.github.io/visual-git-guide/index-zh-cn.html#rebasehttp://marklodato.github.io/visual-git-guide/index-zh-cn.html#detachedhttp://en.wikipedia.org/wiki/Three-way_mergehttp://www.kernel.org/pub/software/scm/git/docs/git-rebase.html#_interactive_mode 1 S1 k( |, k) o1 `& j

- END -

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海阔天蓝
活跃在2025-1-27
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