Git 各指令的本質 - 網安 - 專業的網絡安全產業、社區、知識平臺

1 基本概念

1.1 Git的優勢

Git是一個分布式代碼管理工具，在討論分布式之前避免不了提及一下什么是中央式代碼管理倉庫

中央式：所有的代碼保存在中央服務器，所以提交必須依賴網絡，并且每次提交都會帶入到中央倉庫，如果是協同開發可能頻繁觸發代碼合并，進而增加提交的成本和代價。最典型的就是svn
分布式：可以在本地提交，不需要依賴網絡，并且會將每次提交自動備份到本地。每個開發者都可以把遠程倉庫clone一份到本地，并會把提交歷史一并拿過來。代表就是Git

那Git相比于svn有什么優勢呢？

打個比方："巴拉巴拉寫了一大堆代碼，突然發現寫的有問題，我想回到一個小時之前"，對于這種情況Git的優勢就很明顯了，因為commit的成本比較小并且本地會保存所有的提交記錄，隨時隨刻可以進行回退。

在這并不是說svn的不能完成這種操作，只是Git的回退會顯得更加的優雅。Git相比于中央式工具還有很多優點，就不一一列舉了，感興趣的可自行了解。

1.2 文件狀態

在Git中文件大概分為三種狀態：已修改（modified）、已暫存（staged）、已提交（committed）

修改：Git可以感知到工作目錄中哪些文件被修改了，然后把修改的文件加入到modified區域
暫存：通過add命令將工作目錄中修改的文件提交到暫存區，等候被commit
提交：將暫存區文件commit至Git目錄中永久保存

1.3 commit節點

為了便于表述，本篇文章我會通過節點代稱commit提交

在Git中每次提交都會生成一個節點,而每個節點都會有一個哈希值作為唯一標示，多次提交會形成一個線性節點鏈（不考慮merge的情況），如圖1-1

節點上方是通過 SHA1計算的哈希值

C2節點包含C1提交內容,同樣C3節點包含C1、C2提交內容

1.4 HEAD

HEAD是Git中非常重要的一個概念，你可以稱它為指針或者引用，它可以指向任意一個節點，并且指向的節點始終為當前工作目錄，換句話說就是當前工作目錄(也就是你所看到的代碼)就是HEAD指向的節點。

還以圖1-1舉例，如果HEAD指向C2那工作目錄對應的就是C2節點。具體如何移動HEAD指向后面會講到，此處不要糾結。

同時HEAD也可以指向一個分支，間接指向分支所指向的節點。

1.5 遠程倉庫

雖然Git會把代碼以及歷史保存在本地，但最終還是要提交到服務器上的遠程倉庫。通過clone命令可以把遠程倉庫的代碼下載到本地，同時也會將提交歷史、分支、HEAD等狀態一并同步到本地，但這些狀態并不會實時更新，需要手動從遠程倉庫去拉取，至于何時拉、怎么拉后面章節會講到。

通過遠程倉庫為中介，你可以和你的同事進行協同開發，開發完新功能后可以申請提交至遠程倉庫，同時也可以從遠程倉庫拉取你同事的代碼。

注意點

因為你和你的同事都會以遠程倉庫的代碼為基準，所以要時刻保證遠程倉庫的代碼質量，切記不要將未經檢驗測試的代碼提交至遠程倉庫

2 分支

2.1 什么是分支？

分支也是Git中相當重要的一個概念，當一個分支指向一個節點時，當前節點的內容即是該分支的內容，它的概念和HEAD非常接近同樣也可以視為指針或引用，不同的是分支可以存在多個，而HEAD只有一個。通常會根據功能或版本建立不同的分支。

那分支有什么用呢？

舉個例子：你們的 App 經歷了千辛萬苦終于發布了v1.0版本，由于需求緊急v1.0上線之后便馬不停蹄的開始v1.1，正當你開發的興起時，QA同學說用戶反饋了一些bug，需要修復然后重新發版，修復v1.0肯定要基于v1.0的代碼，可是你已經開發了一部分v1.1了，此時怎么搞？

面對上面的問題通過引入分支概念便可優雅的解決，如圖2-1

先看左邊示意圖，假設C2節點既是v1.0版本代碼，上線后在C2的基礎上新建一個分支ft-1.0
再看右邊示意圖，在v1.0上線后可在master分支開發v1.1內容，收到QA同學反饋后提交v1.1代碼生成節點C3，隨后切換到ft-1.0分支做bug修復，修復完成后提交代碼生成節點C4，然后再切換到master分支并合并ft-1.0分支，到此我們就解決了上面提出的問題

除此之外利用分支還可以做很多事情，比如現在有一個需求不確定要不要上線，但是得先做，此時可以單獨創建一個分支開發該功能，等到啥時候需要上線直接合并到主分支即可。分支適用的場景很多就不一一列舉了。

注意點

當在某個節點創建一個分支后，并不會把該節點對應的代碼復制一份出來，只是將新分支指向該節點，因此可以很大程度減少空間上的開銷。一定要記著不管是HEAD還是分支它們都只是引用而已，量級非常輕

3 命令詳解

3.1 提交相關

前面我們提到過，想要對代碼進行提交必須得先加入到暫存區，Git中是通過命令 add 實現

添加某個文件到暫存區：

git add 文件路徑

添加所有文件到暫存區：

git add .

同時Git也提供了撤銷工作區和暫存區命令

撤銷工作區改動：

git checkout -- 文件名

清空暫存區：

git reset HEAD 文件名

提交：

將改動文件加入到暫存區后就可以進行提交了，提交后會生成一個新的提交節點，具體命令如下：

git commit -m "該節點的描述信息"

3.2 分支相關

創建分支

創建一個分支后該分支會與HEAD指向同一節點，說通俗點就是HEAD指向哪創建的新分支就指向哪，命令如下：

git branch 分支名

切換分支

當切換分支后，默認情況下HEAD會指向當前分支，即HEAD間接指向當前分支指向的節點

git checkout 分支名

同時也可以創建一個分支后立即切換，命令如下：

git checkout -b 分支名

刪除分支

為了保證倉庫分支的簡潔，當某個分支完成了它的使命后應該被刪除。比如前面所說的單獨開一個分支完成某個功能，當這個功能被合并到主分支后應該將這個分支及時刪除。

刪除命令如下：

git branch -d 分支名

3.3 合并相關

關于合并的命令是最難掌握同時也是最重要的。我們常用的合并命令大概有三個merge、rebase、cherry-pick

merge

merge是最常用的合并命令，它可以將某個分支或者某個節點的代碼合并至當前分支。具體命令如下：

git merge 分支名/節點哈希值

如果需要合并的分支完全領先于當前分支，如圖3-1所示

由于分支ft-1完全領先分支ft-2即ft-1完全包含ft-2，所以ft-2執行了“git merge ft-1”后會觸發fast forward(快速合并)，此時兩個分支指向同一節點，這是最理想的狀態。

但是實際開發中我們往往碰到是是下面這種情況：如圖3-2(左)

這種情況就不能直接合了，當ft-2執行了“git merge ft-1”后Git會將節點C3、C4合并隨后生成一個新節點C5，最后將ft-2指向C5 如圖3-2(右)

注意點：

如果C3、C4同時修改了同一個文件中的同一句代碼，這個時候合并會出錯，因為Git不知道該以哪個節點為標準，所以這個時候需要我們自己手動合并代碼

rebase

rebase也是一種合并指令，命令行如下：

git rebase 分支名/節點哈希值

與merge不同的是rebase合并看起來不會產生新的節點(實際上是會產生的，只是做了一次復制)，而是將需要合并的節點直接累加如圖3-3

當左邊示意圖的ft-1.0執行了git rebase master后會將C4節點復制一份到C3后面，也就是C4'，C4與C4'相對應，但是哈希值卻不一樣。

rebase相比于merge提交歷史更加線性、干凈，使并行的開發流程看起來像串行，更符合我們的直覺。既然rebase這么好用是不是可以拋棄merge了？其實也不是了，下面我羅列一些merge和rebase的優缺點：

merge優缺點：

優點：每個節點都是嚴格按照時間排列。當合并發生沖突時，只需要解決兩個分支所指向的節點的沖突即可
缺點：合并兩個分支時大概率會生成新的節點并分叉，久而久之提交歷史會變成一團亂麻

rebase優缺點：

優點：會使提交歷史看起來更加線性、干凈
缺點：雖然提交看起來像是線性的，但并不是真正的按時間排序，比如圖3-3中，不管C4早于或者晚于C3提交它最終都會放在C3后面。并且當合并發生沖突時，理論上來講有幾個節點rebase到目標分支就可能處理幾次沖突

對于網絡上一些只用rebase的觀點，作者表示不太認同，如果不同分支的合并使用rebase可能需要重復解決沖突，這樣就得不償失了。但如果是本地推到遠程并對應的是同一條分支可以優先考慮rebase。所以我的觀點是根據不同場景合理搭配使用merge和rebase，如果覺得都行那優先使用rebase

cherry-pick

cherry-pick的合并不同于merge和rebase，它可以選擇某幾個節點進行合并，如圖3-4

命令行：

git cherry-pick 節點哈希值

假設當前分支是master，執行了git cherry-pick C3(哈希值)，C4(哈希值)命令后會直接將C3、C4節點抓過來放在后面，對應C3'和C4'

3.4 回退相關

分離HEAD

在默認情況下HEAD是指向分支的，但也可以將HEAD從分支上取下來直接指向某個節點，此過程就是分離HEAD，具體命令如下：

git checkout 節點哈希值
//也可以直接脫離分支指向當前節點
git checkout --detach

由于哈希值是一串很長很長的亂碼，在實際操作中使用哈希值分離HEAD很麻煩，所以Git也提供了HEAD基于某一特殊位置(分支/HEAD)直接指向前一個或前N個節點的命令，也即相對引用，如下：

//HEAD分離并指向前一個節點
git checkout 分支名/HEAD^

//HEAD分離并指向前N個節點
git checkout 分支名～N

將HEAD分離出來指向節點有什么用呢？舉個例子：如果開發過程發現之前的提交有問題，此時可以將HEAD指向對應的節點，修改完畢后再提交，此時你肯定不希望再生成一個新的節點，而你只需在提交時加上--amend即可，具體命令如下：

git commit --amend

回退

回退場景在平時開發中還是比較常見的，比如你巴拉巴拉寫了一大堆代碼然后提交，后面發現寫的有問題，于是你想將代碼回到前一個提交，這種場景可以通過reset解決，具體命令如下：

//回退N個提交
git reset HEAD~N

reset和相對引用很像，區別是reset會使分支和HEAD一并回退。

3.5 遠程相關

當我們接觸一個新項目時，第一件事情肯定是要把它的代碼拿下來，在Git中可以通過clone從遠程倉庫復制一份代碼到本地，具體命令如下：

git clone 倉庫地址

前面的章節我也有提到過，clone不僅僅是復制代碼，它還會把遠程倉庫的引用(分支/HEAD)一并取下保存在本地，如圖3-5所示：

其中origin/master和origin/ft-1為遠程倉庫的分支，而遠程的這些引用狀態是不會實時更新到本地的，比如遠程倉庫origin/master分支增加了一次提交，此時本地是感知不到的，所以本地的origin/master分支依舊指向C4節點。我們可以通過fetch命令來手動更新遠程倉庫狀態

小提示：

并不是存在服務器上的才能稱作是遠程倉庫，你也可以clone本地倉庫作為遠程，當然實際開發中我們不可能把本地倉庫當作公有倉庫，說這個只是單純的幫助你更清晰的理解分布式

fetch

說的通俗一點，fetch命令就是一次下載操作，它會將遠程新增加的節點以及引用(分支/HEAD)的狀態下載到本地，具體命令如下：

git fetch 遠程倉庫地址/分支名

pull

pull命令可以從遠程倉庫的某個引用拉取代碼，具體命令如下：

git pull 遠程分支名

其實pull的本質就是fetch+merge，首先更新遠程倉庫所有狀態到本地，隨后再進行合并。合并完成后本地分支會指向最新節點

另外pull命令也可以通過rebase進行合并，具體命令如下：

git pull --rebase 遠程分支名

push

push命令可以將本地提交推送至遠程，具體命令如下：

git push 遠程分支名

如果直接push可能會失敗，因為可能存在沖突，所以在push之前往往會先pull一下，如果存在沖突本地解決。push成功后本地的遠程分支引用會更新，與本地分支指向同一節點。

綜上所述

不管是HEAD還是分支，它們都只是引用而已，引用+節點是 Git 構成分布式的關鍵
merge相比于rebase有更明確的時間歷史，而rebase會使提交更加線性應當優先使用
通過移動HEAD可以查看每個提交對應的代碼
clone或fetch都會將遠程倉庫的所有提交、引用保存在本地一份
pull的本質其實就是fetch+merge，也可以加入--rebase通過rebase方式合并