Git 各指令的本质，真是通俗易懂啊

小灰灰 2023-01-19 04:44 36阅读 0赞

文章编辑 PHP开发者

## 前言 ##

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。

## 目录 ##

*  **1. 基本概念**
 *   *  1.1 Git的优势
     *  1.2 文件状态
     *  1.3 commit 节点
     *  1.4 HEAD
     *  1.5 远程仓库
 *  **2. 分支**
 *   *  2.1 什么是分支？
 *  **3. 命令详解**
 *   *  3.1 提交相关
     *  3.2 分支相关
     *  3.3 合并相关
     *  3.4 回退相关
     *  3.5 远程相关

## 1. 基本概念 ##

### 1.1 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

那`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。

### 1.2 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

### 1.3 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

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`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

### 1.4 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1-1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`

### 1.5 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

## 2. 分支 ##

### 2.1 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`或`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`或`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2-1

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>  *  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

## 3. 命令详解 ##

### 3.1 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`和`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"

### 3.2 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

### 3.3 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`merge`、`rebase`、`cherry-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3-1所示

![578fcea74f86478cfd69c36e7a682912.png][]

由于分支`ft-1`完全领先分支`ft-2`即`ft-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是是下面这种情况：如图3-2(左)

![8c0586547d43a0359ff37f69194ced75.png][]

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`C3`、`C4`合并随后生成一个新节点`C5`，最后将`ft-2`指向`C5` 如图3-2(右)

`注意点：`

> 如果`C3`、`C4`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

与`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3-3

![fa09ec58fd1dd938e07e863a36cf7526.png][]

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'`，`C4`与`C4'`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`merge`和`rebase`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`merge`和`rebase`，如果觉得都行那优先使用`rebase`

#### cherry-pick ####

`cherry-pick`的合并不同于`merge`和`rebase`，它可以选择某几个节点进行合并，如图3-4

命令行：

git cherry-pick 节点哈希值

![a3f88d7f9e3d0711cccba4f46e3ba1b8.png][]

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`C3`、`C4`节点抓过来放在后面，对应`C3'`和`C4'`

### 3.4 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`或`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

将`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`和`相对引用`很像，区别是`reset`会使`分支`和`HEAD`一并回退。

### 3.5 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3-5所示：

![25d1863d093ad97e16841cdfd4f2316b.png][]

其中`origin/master`和`origin/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**
 *  **`clone`或`fetch`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**

> 转自：掘金  Bezier
> 
> https://juejin.cn/post/6895246702614806542

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