3.1 Git 分支 - 分支简介

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-11-20 05:52 172阅读 0赞

几乎所有的版本控制系统都以某种形式支持分支。 使用分支意味着你可以把你的工作从开发主线上分离开来，以免影响开发主线。 在很多版本控制系统中，这是一个略微低效的过程——常常需要完全创建一个源代码目录的副本。对于大项目来说，这样的过程会耗费很多时间。

有人把 Git 的分支模型称为它的“必杀技特性”，也正因为这一特性，使得 Git 从众多版本控制系统中脱颖而出。 为何 Git 的分支模型如此出众呢？ Git 处理分支的方式可谓是难以置信的轻量，创建新分支这一操作几乎能在瞬间完成，并且在不同分支之间的切换操作也是一样便捷。 与许多其它版本控制系统不同，Git 鼓励在工作流程中频繁地使用分支与合并，哪怕一天之内进行许多次。 理解和精通这一特性，你便会意识到 Git 是如此的强大而又独特，并且从此真正改变你的开发方式。

## 分支简介 ##

为了真正理解 Git 处理分支的方式，我们需要回顾一下 Git 是如何保存数据的。

或许你还记得 [起步][Link 1] 的内容， Git 保存的不是文件的变化或者差异，而是一系列不同时刻的 **快照** 。

在进行提交操作时，Git 会保存一个提交对象（commit object）。 知道了 Git 保存数据的方式，我们可以很自然的想到——该提交对象会包含一个指向暂存内容快照的指针。 但不仅仅是这样，该提交对象还包含了作者的姓名和邮箱、提交时输入的信息以及指向它的父对象的指针。 首次提交产生的提交对象没有父对象，普通提交操作产生的提交对象有一个父对象， 而由多个分支合并产生的提交对象有多个父对象，

为了更加形象地说明，我们假设现在有一个工作目录，里面包含了三个将要被暂存和提交的文件。 暂存操作会为每一个文件计算校验和（使用我们在 [起步][Link 1] 中提到的 SHA-1 哈希算法），然后会把当前版本的文件快照保存到 Git 仓库中 （Git 使用 *blob* 对象来保存它们），最终将校验和加入到暂存区域等待提交：

$ git add README test.rb LICENSE
    $ git commit -m 'The initial commit of my project'

当使用 `git commit` 进行提交操作时，Git 会先计算每一个子目录（本例中只有项目根目录）的校验和， 然后在 Git 仓库中这些校验和保存为树对象。随后，Git 便会创建一个提交对象， 它除了包含上面提到的那些信息外，还包含指向这个树对象（项目根目录）的指针。 如此一来，Git 就可以在需要的时候重现此次保存的快照。

现在，Git 仓库中有五个对象：三个 *blob* 对象（保存着文件快照）、一个 **树** 对象 （记录着目录结构和 blob 对象索引）以及一个 **提交** 对象（包含着指向前述树对象的指针和所有提交信息）。

![首次提交对象及其树结构。][1c2b35a719e668725a35ec1cd91e18b5.png]

Figure 9. 首次提交对象及其树结构

做些修改后再次提交，那么这次产生的提交对象会包含一个指向上次提交对象（父对象）的指针。

![提交对象及其父对象。][6dfc5b35300f9e90850b26737ecebfa2.png]

Figure 10. 提交对象及其父对象

Git 的分支，其实本质上仅仅是指向提交对象的可变指针。 Git 的默认分支名字是 `master`。 在多次提交操作之后，你其实已经有一个指向最后那个提交对象的 `master` 分支。 `master` 分支会在每次提交时自动向前移动。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>Note</p> </td> 
   <td> <p>Git 的&nbsp;<code>master</code>&nbsp;分支并不是一个特殊分支。 它就跟其它分支完全没有区别。 之所以几乎每一个仓库都有 master 分支，是因为&nbsp;<code>git init</code>&nbsp;命令默认创建它，并且大多数人都懒得去改动它。</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

![分支及其提交历史。][f34ce7141554f0848ab1fac12a3f7288.png]

Figure 11. 分支及其提交历史

### 分支创建 ###

Git 是怎么创建新分支的呢？ 很简单，它只是为你创建了一个可以移动的新的指针。 比如，创建一个 testing 分支， 你需要使用 `git branch` 命令：

$ git branch testing

这会在当前所在的提交对象上创建一个指针。

![两个指向相同提交历史的分支。][9950f3e0bfc2c0056963d2fbebfb2afd.png]

Figure 12. 两个指向相同提交历史的分支

那么，Git 又是怎么知道当前在哪一个分支上呢？ 也很简单，它有一个名为 `HEAD` 的特殊指针。 请注意它和许多其它版本控制系统（如 Subversion 或 CVS）里的 `HEAD` 概念完全不同。 在 Git 中，它是一个指针，指向当前所在的本地分支（译注：将 `HEAD` 想象为当前分支的别名）。 在本例中，你仍然在 `master` 分支上。 因为 `git branch` 命令仅仅 **创建** 一个新分支，并不会自动切换到新分支中去。

![HEAD 指向当前所在的分支。][HEAD]

Figure 13. HEAD 指向当前所在的分支

你可以简单地使用 `git log` 命令查看各个分支当前所指的对象。 提供这一功能的参数是 `--decorate`。

$ git log --oneline --decorate
    f30ab (HEAD -> master, testing) add feature #32 - ability to add new formats to the central interface
    34ac2 Fixed bug #1328 - stack overflow under certain conditions
    98ca9 The initial commit of my project

正如你所见，当前 `master` 和 `testing` 分支均指向校验和以 `f30ab` 开头的提交对象。

### 分支切换 ###

要切换到一个已存在的分支，你需要使用 `git checkout` 命令。 我们现在切换到新创建的 `testing` 分支去：

$ git checkout testing

这样 `HEAD` 就指向 `testing` 分支了。

![HEAD 指向当前所在的分支。][HEAD 1]

Figure 14. HEAD 指向当前所在的分支

那么，这样的实现方式会给我们带来什么好处呢？ 现在不妨再提交一次：

$ vim test.rb
    $ git commit -a -m 'made a change'

![HEAD 分支随着提交操作自动向前移动。][HEAD 2]

Figure 15. HEAD 分支随着提交操作自动向前移动

如图所示，你的 `testing` 分支向前移动了，但是 `master` 分支却没有，它仍然指向运行 `git checkout` 时所指的对象。 这就有意思了，现在我们切换回 `master` 分支看看：

$ git checkout master

![检出时 HEAD 随之移动。][HEAD 3]

Figure 16. 检出时 HEAD 随之移动

这条命令做了两件事。 一是使 HEAD 指回 `master` 分支，二是将工作目录恢复成 `master` 分支所指向的快照内容。 也就是说，你现在做修改的话，项目将始于一个较旧的版本。 本质上来讲，这就是忽略 `testing` 分支所做的修改，以便于向另一个方向进行开发。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>Note</p> </td> 
   <td> <p>分支切换会改变你工作目录中的文件</p> <p>在切换分支时，一定要注意你工作目录里的文件会被改变。 如果是切换到一个较旧的分支，你的工作目录会恢复到该分支最后一次提交时的样子。 如果 Git 不能干净利落地完成这个任务，它将禁止切换分支。</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

我们不妨再稍微做些修改并提交：

$ vim test.rb
    $ git commit -a -m 'made other changes'

现在，这个项目的提交历史已经产生了分叉（参见 [项目分叉历史][Link 2]）。 因为刚才你创建了一个新分支，并切换过去进行了一些工作，随后又切换回 master 分支进行了另外一些工作。 上述两次改动针对的是不同分支：你可以在不同分支间不断地来回切换和工作，并在时机成熟时将它们合并起来。 而所有这些工作，你需要的命令只有 `branch`、`checkout` 和 `commit`。

![项目分叉历史。][815bdf9614775ec87f5c5abaf678cbf6.png]

Figure 17. 项目分叉历史

你可以简单地使用 `git log` 命令查看分叉历史。 运行 `git log --oneline --decorate --graph --all` ，它会输出你的提交历史、各个分支的指向以及项目的分支分叉情况。

$ git log --oneline --decorate --graph --all
    * c2b9e (HEAD, master) made other changes
    | * 87ab2 (testing) made a change
    |/
    * f30ab add feature #32 - ability to add new formats to the
    * 34ac2 fixed bug #1328 - stack overflow under certain conditions
    * 98ca9 initial commit of my project

由于 Git 的分支实质上仅是包含所指对象校验和（长度为 40 的 SHA-1 值字符串）的文件，所以它的创建和销毁都异常高效。 创建一个新分支就相当于往一个文件中写入 41 个字节（40 个字符和 1 个换行符），如此的简单能不快吗？

这与过去大多数版本控制系统形成了鲜明的对比，它们在创建分支时，将所有的项目文件都复制一遍，并保存到一个特定的目录。 完成这样繁琐的过程通常需要好几秒钟，有时甚至需要好几分钟。所需时间的长短，完全取决于项目的规模。 而在 Git 中，任何规模的项目都能在瞬间创建新分支。 同时，由于每次提交都会记录父对象，所以寻找恰当的合并基础（译注：即共同祖先）也是同样的简单和高效。 这些高效的特性使得 Git 鼓励开发人员频繁地创建和使用分支。

接下来，让我们看看你为什么应该这样做。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>Note</p> </td> 
   <td> <p>创建新分支的同时切换过去</p> <p>通常我们会在创建一个新分支后立即切换过去，这可以用&nbsp;<code>git checkout -b &lt;newbranchname&gt;</code>&nbsp;一条命令搞定。</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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[Link 1]: https://git-scm.com/book/zh/v2/ch00/ch01-getting-started
[1c2b35a719e668725a35ec1cd91e18b5.png]: /images/20221120/e945ee28897b46d3ab32deb92172b705.png
[6dfc5b35300f9e90850b26737ecebfa2.png]: /images/20221120/a4a2220385ea40838445df84f4d4e37d.png
[f34ce7141554f0848ab1fac12a3f7288.png]: /images/20221120/499c63e6148c4cad93e31e45be5d32f6.png
[9950f3e0bfc2c0056963d2fbebfb2afd.png]: /images/20221120/64995cf9356e4db3900ad4105c1f01f6.png
[HEAD]: /images/20221120/ae246b0e24344c1eb0b183656cf19b59.png
[HEAD 1]: /images/20221120/30aebcba33bb4f9c9acc91b3c816f50d.png
[HEAD 2]: /images/20221120/8b7e6108489244e79eed82a9d2932ec3.png
[HEAD 3]: /images/20221120/085a16897c464f8ba58298a77410c3b0.png
[Link 2]: https://git-scm.com/book/zh/v2/ch00/divergent_history
[815bdf9614775ec87f5c5abaf678cbf6.png]: /images/20221120/19bdeb8c0f814b84b145b927751673fc.png
[prev]: https://git-scm.com/book/zh/v2/Git-%E5%9F%BA%E7%A1%80-%E6%80%BB%E7%BB%93
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