圖解 Git 工作原理

本文圖解Git中的最常用命令。如果你稍微理解Git的工作原理，這篇文章能夠讓你理解的更透徹。

基本用法

上面的四條命令在工作目錄、暫存目錄（也叫做索引）和倉庫之間復(fù)制文件。

• git add files把當(dāng)前文件放入暫存區(qū)域。

• git commit給暫存區(qū)域生成快照并提交。

• git reset – files用來撤銷最后一次git add files，你也可以用git reset撤銷所有暫存區(qū)域文件。

• git checkout – files把文件從暫存區(qū)域復(fù)制到工作目錄，用來丟棄本地修改。

你可以用git reset -p，git checkout -p，or git add -p進(jìn)入交互模式。

也可以跳過暫存區(qū)域直接從倉庫取出文件或者直接提交代碼。

git commit -a相當(dāng)于運(yùn)行g(shù)it add把所有當(dāng)前目錄下的文件加入暫存區(qū)域再運(yùn)行。

git commit files進(jìn)行一次包含最后一次提交加上工作目錄中文件快照的提交。并且文件被添加到暫存區(qū)域。

git checkout HEAD – files回滾到復(fù)制最后一次提交。

約定

后文中以下面的形式使用圖片。

綠色的5位字符表示提交的ID，分別指向父節(jié)點(diǎn)。分支用橘色顯示，分別指向特定的提交。當(dāng)前分支由附在其上的HEAD標(biāo)識(shí)。這張圖片里顯示最后5次提交，ed489是最新提交。master分支指向此次提交，另一個(gè)maint分支指向祖父提交節(jié)點(diǎn)。

命令詳解

Diff

有許多種方法查看兩次提交之間的變動(dòng)，下面是一些示例。

Commit

提交時(shí)，Git用暫存區(qū)域的文件創(chuàng)建一個(gè)新的提交，并把此時(shí)的節(jié)點(diǎn)設(shè)為父節(jié)點(diǎn)。然后把當(dāng)前分支指向新的提交節(jié)點(diǎn)。下圖中，當(dāng)前分支是master。在運(yùn)行命令之前，master指向ed489，提交后，master指向新的節(jié)點(diǎn)f0cec并以ed489作為父節(jié)點(diǎn)。

即便當(dāng)前分支是某次提交的祖父節(jié)點(diǎn)，git會(huì)同樣操作。下圖中，在master分支的祖父節(jié)點(diǎn)maint分支進(jìn)行一次提交，生成了1800b。這樣，maint分支就不再是master分支的祖父節(jié)點(diǎn)。此時(shí)，合并[1]（或者衍合[2]）是必須的。

如果想更改一次提交，使用git commit –amend。Git會(huì)使用與當(dāng)前提交相同的父節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一次新提交，舊的提交會(huì)被取消。

另一個(gè)例子是分離HEAD提交[3]，后文講。

Checkout

Checkout命令用于從歷史提交（或者暫存區(qū)域）中拷貝文件到工作目錄，也可用于切換分支。

當(dāng)給定某個(gè)文件名（或者打開-p選項(xiàng)，或者文件名和-p選項(xiàng)同時(shí)打開）時(shí)，Git會(huì)從指定的提交中拷貝文件到暫存區(qū)域和工作目錄。比如，git checkout HEAD~ foo.c會(huì)將提交節(jié)點(diǎn)HEAD~（即當(dāng)前提交節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)）中的foo.c復(fù)制到工作目錄并且加到暫存區(qū)域中。（如果命令中沒有指定提交節(jié)點(diǎn)，則會(huì)從暫存區(qū)域中拷貝內(nèi)容。）注意當(dāng)前分支不會(huì)發(fā)生變化。

當(dāng)不指定文件名，而是給出一個(gè)（本地）分支時(shí)，那么HEAD標(biāo)識(shí)會(huì)移動(dòng)到那個(gè)分支（也就是說，我們“切換”到那個(gè)分支了），然后暫存區(qū)域和工作目錄中的內(nèi)容會(huì)和HEAD對(duì)應(yīng)的提交節(jié)點(diǎn)一致。新提交節(jié)點(diǎn)（下圖中的a47c3）中的所有文件都會(huì)被復(fù)制（到暫存區(qū)域和工作目錄中）；只存在于老的提交節(jié)點(diǎn)（ed489）中的文件會(huì)被刪除；不屬于上述兩者的文件會(huì)被忽略，不受影響。

如果既沒有指定文件名，也沒有指定分支名，而是一個(gè)標(biāo)簽、遠(yuǎn)程分支、SHA-1值或者是像master~3類似的東西，就得到一個(gè)匿名分支，稱作detached HEAD（被分離的HEAD標(biāo)識(shí)）。這樣可以很方便地在歷史版本之間互相切換。比如說你想要編譯1.6.6.1版本的Git，你可以運(yùn)行g(shù)it checkout v1.6.6.1（這是一個(gè)標(biāo)簽，而非分支名），編譯，安裝，然后切換回另一個(gè)分支，比如說git checkout master。然而，當(dāng)提交操作涉及到“分離的HEAD”時(shí)，其行為會(huì)略有不同，詳情見在下面。

HEAD標(biāo)識(shí)處于分離狀態(tài)時(shí)的提交操作

當(dāng)HEAD處于分離狀態(tài)（不依附于任一分支）時(shí)，提交操作可以正常進(jìn)行，但是不會(huì)更新任何已命名的分支。（你可以認(rèn)為這是在更新一個(gè)匿名分支。）

一旦此后你切換到別的分支，比如說master，那么這個(gè)提交節(jié)點(diǎn)（可能）再也不會(huì)被引用到，然后就會(huì)被丟棄掉了。注意這個(gè)命令之后就不會(huì)有東西引用2eecb。

但是，如果你想保存這個(gè)狀態(tài)，可以用命令git checkout -b name來創(chuàng)建一個(gè)新的分支。

Reset

Reset命令把當(dāng)前分支指向另一個(gè)位置，并且有選擇的變動(dòng)工作目錄和索引。也用來在從歷史倉庫中復(fù)制文件到索引，而不動(dòng)工作目錄。

如果不給選項(xiàng)，那么當(dāng)前分支指向到那個(gè)提交。如果用–hard選項(xiàng)，那么工作目錄也更新，如果用–soft選項(xiàng)，那么都不變。

如果沒有給出提交點(diǎn)的版本號(hào)，那么默認(rèn)用HEAD。這樣，分支指向不變，但是索引會(huì)回滾到最后一次提交，如果用–hard選項(xiàng)，工作目錄也同樣。

如果給了文件名（或者-p選項(xiàng)），那么工作效果和帶文件名的checkout差不多，除了索引被更新。

Merge

Merge命令把不同分支合并起來。合并前，索引必須和當(dāng)前提交相同。如果另一個(gè)分支是當(dāng)前提交的祖父節(jié)點(diǎn)，那么合并命令將什么也不做。另一種情況是如果當(dāng)前提交是另一個(gè)分支的祖父節(jié)點(diǎn)，就導(dǎo)致fast-forward合并。指向只是簡(jiǎn)單的移動(dòng)，并生成一個(gè)新的提交。

否則就是一次真正的合并。默認(rèn)把當(dāng)前提交（ed489 如下所示）和另一個(gè)提交（33104）以及他們的共同祖父節(jié)點(diǎn)（b325c）進(jìn)行一次三方合并[4]。結(jié)果是先保存當(dāng)前目錄和索引，然后和父節(jié)點(diǎn)33104一起做一次新提交。

Cherry Pick

cherry-pick命令“復(fù)制”一個(gè)提交節(jié)點(diǎn)并在當(dāng)前分支做一次完全一樣的新提交。

Rebase

衍合是合并命令的另一種選擇。合并把兩個(gè)父分支合并進(jìn)行一次提交，提交歷史不是線性的。衍合在當(dāng)前分支上重演另一個(gè)分支的歷史，提交歷史是線性的。本質(zhì)上，這是線性化的自動(dòng)的 cherry-pick。

上面的命令都在topic分支中進(jìn)行，而不是master分支，在master分支上重演，并且把分支指向新的節(jié)點(diǎn)。注意舊提交沒有被引用，將被回收。

要限制回滾范圍，使用–onto選項(xiàng)。下面的命令在master分支上重演當(dāng)前分支從169a6以來的最近幾個(gè)提交，即2c33a。

同樣有g(shù)it rebase –interactive讓你更方便的完成一些復(fù)雜操作，比如丟棄、重排、修改、合并提交。沒有圖片體現(xiàn)這些，細(xì)節(jié)看這里：git-rebase(1)[5]。

技術(shù)說明

文件內(nèi)容并沒有真正存儲(chǔ)在索引（.git/index）或者提交對(duì)象中，而是以blob的形式分別存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中（.git/objects），并用SHA-1值來校驗(yàn)。索引文件用識(shí)別碼列出相關(guān)的blob文件以及別的數(shù)據(jù)。對(duì)于提交來說，以樹（tree）的形式存儲(chǔ)，同樣用對(duì)于的哈希值識(shí)別。樹對(duì)應(yīng)著工作目錄中的文件夾，樹中包含的 樹或者blob對(duì)象對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的子目錄和文件。每次提交都存儲(chǔ)下它的上一級(jí)樹的識(shí)別碼。

如果用detached HEAD提交，那么最后一次提交會(huì)被the reflog for HEAD引用。但是過一段時(shí)間就失效，最終被回收，與git commit –amend或者git rebase很像。

相關(guān)鏈接：

http://marklodato.github.io/visual-git-guide/index-zh-cn.html#merge

http://marklodato.github.io/visual-git-guide/index-zh-cn.html#rebase

http://marklodato.github.io/visual-git-guide/index-zh-cn.html#detached

http://en.wikipedia.org/wiki/Three-way_merge

http://www.kernel.org/pub/software/scm/git/docs/git-rebase.html#_interactive_mode