版本控制（Git）

版本控制系统

版本控制系统 (VCSs) 是一类用于追踪源代码（或其他文件、文件夹）改动的工具。

• 管理代码的修改历史
• 让协作编码变得更方便
• VCS 通过一系列的快照将某个文件夹及其内容保存了起来，每个快照都包含了顶级目录中所有的文件或文件夹的完整状态。
• 还维护了快照创建者的信息以及每个快照的相关信息

Git的数据模型

通过一种自底向上的方式向您介绍 Git。我们会从数据模型开始，最后再学习它的接口。

Git 拥有一个经过精心设计的模型，这使其能够支持版本控制所需的所有特性，例如维护历史记录、支持分支和促进协作。

快照

• Git 将顶级目录中的文件和文件夹作为集合，并通过一系列快照来管理其历史记录。

  • 在 Git 的术语里，文件被称作 Blob 对象（数据对象），也就是一组数据。
  • 目录则被称之为“树”，它将名字与 Blob 对象或树对象进行映射（使得目录中可以包含其他目录）
  • 快照则是被追踪的最顶层的树

  <root> (tree)
  |
  +- foo (tree)
  |  |
  |  + bar.txt (blob, contents = "hello world")
  |
  +- baz.txt (blob, contents = "git is wonderful")
  

  顶层的树包含了两个元素，一个名为 “foo” 的树（它本身包含了一个 blob 对象 “bar.txt”），以及一个 blob 对象 “baz.txt”

历史记录建模：关联快照

在 Git 中，历史记录是一个由快照组成的有向无环图

这代表 Git 中的每个快照都有一系列的“父辈”，也就是其之前的一系列快照。注意，快照具有多个“父辈”而非一个，因为某个快照可能由多个父辈而来。

在 Git 中，这些快照被称为“提交”。

o <-- o <-- o <-- o
            ^
             \
              --- o <-- o

箭头指向了当前提交的父辈（这是一种“在…之前”，而不是“在…之后”的关系）

第三次提交之后，历史记录分岔成了两条独立的分支。开发完成后，这些分支可能会被合并并创建一个新的提交，这个新的提交会同时包含这些特性。新的提交会创建一个新的历史记录：

o <-- o <-- o <-- o <----  o 
            ^            /
             \          v
              --- o <-- o

Git 中的提交是不可改变的，“修改”实际上是创建了一个全新的提交记录。引用（参见下文）则被更新为指向这些新的提交。

数据模型及其伪代码表示

// 文件就是一组数据
type blob = array<byte>

// 一个包含文件和目录的目录
type tree = map<string, tree | blob>

// 每个提交都包含一个父辈，元数据和顶层树
type commit = struct {
    parents: array<commit>
    author: string
    message: string
    snapshot: tree
}

这是一种简洁的历史模型。

对象和内存寻址

Git 中的对象可以是 blob、树或提交：

type object = blob | tree | commit

Git 在储存数据时，所有的对象都会基于它们的 SHA-1 哈希 进行寻址。

objects = map<string, object>

def store(object):
    id = sha1(object)
    objects[id] = object

def load(id):
    return objects[id]

Blobs、树和提交都一样，它们都是对象。硬盘上仅仅保存了它们的哈希值作为引用。

[!tip]

通过 git cat-file -p 698281bc680d1995c5f4caaf3359721a5a58d48d 来进行可视化），看上去是这样的：

100644 blob 4448adbf7ecd394f42ae135bbeed9676e894af85    baz.txt
040000 tree c68d233a33c5c06e0340e4c224f0afca87c8ce87    foo

git cat-file -p 4448adbf7ecd394f42ae135bbeed9676e894af85，即通过哈希值查看 baz.txt 的内容

引用

Git 的解决方法是给这些哈希值赋予人类可读的名字，也就是引用（references）

• 引用是指向提交的指针。与对象不同的是，它是可变的（引用可以被更新，指向新的提交）
• master 引用通常会指向主分支的最新一次提交。

references = map<string, string>

def update_reference(name, id):
    references[name] = id

def read_reference(name):
    return references[name]

def load_reference(name_or_id):
    if name_or_id in references:
        return load(references[name_or_id])
    else:
        return load(name_or_id)

通常情况下，我们会想要知道“我们当前所在位置”，并将其标记下来。这样当我们创建新的快照的时候，我们就可以知道它的相对位置（如何设置它的“父辈”）。在 Git 中，我们当前的位置有一个特殊的索引，它就是 “HEAD”。

仓库

粗略地给出 Git 仓库的定义了：对象 和 引用。

Git 仅存储对象和引用：因为其数据模型仅包含这些东西。

git 命令都对应着对提交树的操作，例如增加对象，增加或删除引用

暂存区

暂存区：Git 中还包括一个和数据模型完全不相关的概念，但它确是创建提交的接口的一部分。

使用一种叫做 “暂存区（staging area）”的机制，它允许您指定下次快照中要包括那些改动。

1. 希望创建两个独立的提交，其中第一个提交仅包含第一个特性，而第二个提交仅包含第二个特性
2. 设您在调试代码时添加了很多打印语句，然后您仅仅希望提交和修复 bug 相关的代码而丢弃所有的打印语句。

Git的命令行接口

基础

• sgit help <command>: 获取 git 命令的帮助信息

• git init: 创建一个新的 git 仓库，其数据会存放在一个名为 .git 的目录下

• git status: 显示当前的仓库状态

• git add <filename>: 添加文件到暂存区

• git commit
  

  : 创建一个新的提交

  • 如何编写 良好的提交信息!
  • 为何要 编写良好的提交信息

• git log: 显示历史日志

• git log --all --graph --decorate: 可视化历史记录（有向无环图）

• git diff <filename>: 显示与暂存区文件的差异

• git diff <revision> <filename>: 显示某个文件两个版本之间的差异

• git checkout <revision>: 更新 HEAD 和目前的分支

分支和合并

• git branch: 显示分支

• git branch <name>: 创建分支

• git checkout -b <name>
  

  : 创建分支并切换到该分支

  • 相当于 git branch <name>; git checkout <name>

• git merge <revision>: 合并到当前分支

• git mergetool: 使用工具来处理合并冲突

• git rebase: 将一系列补丁变基（rebase）为新的基线

远端操作

• git remote: 列出远端
• git remote add <name> <url>: 添加一个远端
• git push <remote> <local branch>:<remote branch>: 将对象传送至远端并更新远端引用
• git branch --set-upstream-to=<remote>/<remote branch>: 创建本地和远端分支的关联关系
• git fetch: 从远端获取对象/索引
• git pull: 相当于 git fetch; git merge
• git clone: 从远端下载仓库

撤销

• git commit --amend: 编辑提交的内容或信息
• git reset HEAD <file>: 恢复暂存的文件
• git checkout -- <file>: 丢弃修改
• git restore: git2.32 版本后取代 git reset 进行许多撤销操作

Git 高级操作

• git config: Git 是一个 高度可定制的 工具
• git clone --depth=1: 浅克隆（shallow clone），不包括完整的版本历史信息
• git add -p: 交互式暂存
• git rebase -i: 交互式变基
• git blame: 查看最后修改某行的人
• git stash: 暂时移除工作目录下的修改内容
• git bisect: 通过二分查找搜索历史记录
• .gitignore: 指定 故意不追踪的文件