通俗易懂的Git各指令的本質(zhì)

0前言

作為當(dāng)前世界上最強大的代碼管理工具Git相信大家都很熟悉，但據(jù)我所知有很大一批人停留在clone、commit、pull、push.。。的階段，是不是對rebase心里沒底只敢用merge？

碰見版本回退就抓瞎？別問我怎么知道的，問就是：“我曾經(jīng)就是這樣啊～～”。

針對這些問題，今天我就將這幾年對Git的認(rèn)知和理解分享出來，盡可能的從本質(zhì)去講解Git，幫助你一步一步去了解Git的底層原理，相信讀完本篇文章你便可以換種姿態(tài)，更加風(fēng)騷得使用Git各種指令。

1基本概念

1.1 Git的優(yōu)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(wù)器，所以提交必須依賴網(wǎng)絡(luò)，并且每次提交都會帶入到中央倉庫，如果是協(xié)同開發(fā)可能頻繁觸發(fā)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(wǎng)絡(luò)，并且會將每次提交自動備份到本地。每個開發(fā)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(yōu)勢呢？

打個比方：“巴拉巴拉寫了一大堆代碼，突然發(fā)現(xiàn)寫的有問題，我想回到一個小時之前”，對于這種情況Git的優(yōu)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(yōu)雅。Git相比于中央式工具還有很多優(yōu)點，就不一一列舉了，感興趣的可自行了解。

1.2 文件狀態(tài)

在Git中文件大概分為三種狀態(tài)：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(qū)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(qū)，等候被commit

提交：將暫存區(qū)文件commit至Git目錄中永久保存

1.3 commit節(jié)點

為了便于表述，本篇文章我會通過節(jié)點代稱commit提交

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

節(jié)點上方是通過 SHA1計算的哈希值

C2節(jié)點包含C1提交內(nèi)容，同樣C3節(jié)點包含C1、C2提交內(nèi)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(jié)點，并且指向的節(jié)點始終為當(dāng)前工作目錄，換句話說就是當(dāng)前工作目錄（也就是你所看到的代碼）就是HEAD指向的節(jié)點。

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

同時HEAD也可以指向一個分支，間接指向分支所指向的節(jié)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(wù)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(tài)一并同步到本地，但這些狀態(tài)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(jié)會講到。

通過遠程倉庫為中介，你可以和你的同事進行協(xié)同開發(fā)，開發(fā)完新功能后可以申請?zhí)峤恢吝h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(zhǔn)，所以要時刻保證遠程倉庫的代碼質(zhì)量，切記不要將未經(jīng)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(dāng)重要的一個概念，當(dāng)一個分支指向一個節(jié)點時，當(dāng)前節(jié)點的內(nèi)容即是該分支的內(nèi)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(jù)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(jīng)歷了千辛萬苦終于發(fā)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(dāng)你開發(fā)的興起時，QA同學(xué)說用戶反饋了一些bug，需要修復(fù)然后重新發(fā)版，修復(fù)v1.0肯定要基于v1.0的代碼，可是你已經(jīng)開發(fā)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(yōu)雅的解決。

先看左邊示意圖，假設(shè)C2節(jié)點既是v1.0版本代碼，上線后在C2的基礎(chǔ)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(fā)v1.1內(nèi)容，收到QA同學(xué)反饋后提交v1.1代碼生成節(jié)點C3，隨后切換到ft-1.0分支做bug修復(fù)，修復(fù)完成后提交代碼生成節(jié)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(xiàn)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(chuàng)建一個分支開發(fā)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(dāng)在某個節(jié)點創(chuàng)建一個分支后，并不會把該節(jié)點對應(yīng)的代碼復(fù)制一份出來，只是將新分支指向該節(jié)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(guān)

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(qū)，Git中是通過命令 add 實現(xiàn)

添加某個文件到暫存區(qū)：

git add 文件路徑

添加所有文件到暫存區(qū)：

git add 。

同時Git也提供了撤銷工作區(qū)和暫存區(qū)命令

撤銷工作區(qū)改動：

git checkout -- 文件名

清空暫存區(qū)：

git reset HEAD 文件名

提交：

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

git commit -m “該節(jié)點的描述信息”

3.2 分支相關(guān)

創(chuàng)建分支

創(chuàng)建一個分支后該分支會與HEAD指向同一節(jié)點，說通俗點就是HEAD指向哪創(chuàng)建的新分支就指向哪，命令如下：

git branch 分支名

切換分支

當(dāng)切換分支后，默認(rèn)情況下HEAD會指向當(dāng)前分支，即HEAD間接指向當(dāng)前分支指向的節(jié)點

git checkout 分支名

同時也可以創(chuàng)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(dāng)某個分支完成了它的使命后應(yīng)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(dāng)這個功能被合并到主分支后應(yīng)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(guān)

關(guān)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(jié)點的代碼合并至當(dāng)前分支。具體命令如下：

git merge 分支名/節(jié)點哈希值

如果需要合并的分支完全領(lǐng)先于當(dāng)前分支。

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

這種情況就不能直接合了，當(dāng)ft-2執(zhí)行了“git merge ft-1”后Git會將節(jié)點C3、C4合并隨后生成一個新節(jié)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(jié)點為標(biāo)準(zhǔn)，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(jié)點哈希值

與merge不同的是rebase合并看起來不會產(chǎn)生新的節(jié)點（實際上是會產(chǎn)生的，只是做了一次復(fù)制），而是將需要合并的節(jié)點直接累加。

ft-1.0執(zhí)行了git rebase master后會將C4節(jié)點復(fù)制一份到C3后面，也就是C4‘，C4與C4’相對應(yīng)，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(fā)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(yōu)缺點：

merge優(yōu)缺點：

優(yōu)點：每個節(jié)點都是嚴(yán)格按照時間排列。當(dāng)合并發(fā)生沖突時，只需要解決兩個分支所指向的節(jié)點的沖突即可

缺點：合并兩個分支時大概率會生成新的節(jié)點并分叉，久而久之提交歷史會變成一團亂麻

rebase優(yōu)缺點：

優(yōu)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(dāng)合并發(fā)生沖突時，理論上來講有幾個節(jié)點rebase到目標(biāo)分支就可能處理幾次沖突

對于網(wǎng)絡(luò)上一些只用rebase的觀點，作者表示不太認(rèn)同，如果不同分支的合并使用rebase可能需要重復(fù)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(yīng)的是同一條分支可以優(yōu)先考慮rebase。所以我的觀點是 根據(jù)不同場景合理搭配使用merge和rebase，如果覺得都行那優(yōu)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(jié)點進行合并，如圖3-4

命令行：

git cherry-pick 節(jié)點哈希值

假設(shè)當(dāng)前分支是master，執(zhí)行了git cherry-pick C3（哈希值），C4（哈希值）命令后會直接將C3、C4節(jié)點抓過來放在后面，對應(yīng)C3‘和C4’

3.4 回退相關(guān)

分離HEAD

在默認(rèn)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(jié)點，此過程就是分離HEAD，具體命令如下：

git checkout 節(jié)點哈希值

//也可以直接脫離分支指向當(dāng)前節(jié)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(jié)點的命令，也即相對引用，如下：

//HEAD分離并指向前一個節(jié)點

git checkout 分支名/HEAD^

//HEAD分離并指向前N個節(jié)點

git checkout 分支名～N

將HEAD分離出來指向節(jié)點有什么用呢？舉個例子：如果開發(fā)過程發(fā)現(xiàn)之前的提交有問題，此時可以將HEAD指向?qū)?yīng)的節(jié)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(jié)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(fā)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(fā)現(xiàn)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(qū)別是reset會使分支和HEAD一并回退。

3.5 遠程相關(guān)

當(dāng)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(fù)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(jié)我也有提到過，clone不僅僅是復(fù)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(tài)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(jié)點。我們可以通過fetch命令來手動更新遠程倉庫狀態(tài)

小提示：

并不是存在服務(wù)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(dāng)然實際開發(fā)中我們不可能把本地倉庫當(dāng)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(jié)點以及引用（分支/HEAD）的狀態(tài)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(zhì)就是fetch+merge，首先更新遠程倉庫所有狀態(tài)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(jié)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(jié)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(jié)點是 Git 構(gòu)成分布式的關(guān)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(yīng)當(dāng)優(yōu)先使用

通過移動HEAD可以查看每個提交對應(yīng)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(zhì)其實就是fetch+merge，也可以加入--rebase通過rebase方式合并

作者：掘金-Bezier

鏈接：https://juejin.cn/post/6895246702614806542

編輯：jq