Git工作原理和常见问题处理方案

  • 博客定位
  • Git工作区域
            • 工作区域划分
            • 暂存区设计目的
  • Git基本操作
            • 核心操作
            • 初始化和配置指令
  • HEAD指针
  • Git版本回滚
            • 指令介绍
            • reset模式
            • reset hard使用场景
            • reset soft使用场景
            • reset mixed使用场景
            • reset使用注意事项
            • checkout使用场景
  • Git分支管理
            • 什么是分支
            • 分支应用场景
            • 分支相关指令
            • 被合并分支和目标分支
            • merge模式
            • merge和rebase的区别
            • 分支合并的正确方式
            • merge合并完整流程
            • rebase合并完整流程
            • 常见的分支划分方案
  • Git分支仓库
            • fork操作完整流程
            • 本地仓库
  • 版本号标签
  • 文件对比
  • Git常见问题处理方案
            • Git是如何判断和解决冲突的
            • 提交代码的正确步骤是
            • 为什么push代码前,一定要先pull
            • 为什么pull代码前,一定要先commit
            • 怎么减少冲突的可能性
            • 想pull远程代码,又不想commit本地改动,怎么办

博客定位

本篇博客主要讲解Git应用场景和工作原理,以及核心用法

Git的每一个指令,都有非常多灵活的用法,这里不会将单个指令细化讲解

但是会比较全面地涵盖所有常用知识,对于非深度用户来说,用一辈子已经够了

Git工作区域

工作区域划分
  • Remote:远程仓库
  • Repository:本地仓库
  • Index:暂存区
  • Workspace:工作区
暂存区设计目的
  • 不必立刻将代码改动提交到仓库,可以等用户确认无误后再一次性提交
  • 可以有效减少错误提交的次数,并且可以随时通过Index查看改动了哪些代码

Git基本操作

上面的图片基本包含了Git系统的核心需求,其它需求都是围绕这些,在多人多仓库的情景下产生的

核心操作
  • add:将工作目录中新增或修改的内容,提交到暂存区
  • commit:将暂存区中所有的改动,一次性提交到本地仓库
  • push:将本地仓库中所有的改动,推送给远程仓库
  • fetch:将远程仓库的最新改动拉取到本地,但并不会将代码合并到本地,用于查看其他人对远程仓库的改动
  • merge:将一个仓库的代码合并到指定仓库,并更新工作区(准确说是合并分支,后面再说)
  • checkout:将工作区文件恢复到最近一次add/commit时的状态(也可用于分支切换,后面再说)
  • pull:拉取远程仓库代码,再合并到本地仓库,同时更新工作区,相当于fetch+merge
初始化和配置指令
  • init:在空目录创建一个Git仓库
  • config:配置或查询变量值,如配置账号
  • remote:添加或修改远程仓库,本地仓库可以同时和多个远程仓库进行互动
  • clone:从远程克隆仓库到本地,相当于init+remote+pull

HEAD指针

HEAD指针,是为了方便描述Git中的复杂操作,而抽象出来的一个概念

再Git系统中,所有仓库、所有分支中代码版本,都是用commit-id来表示的

Git系统简单概述起来,就是一个文本对比系统+commit-id-tree管理系统

HEAD指针,指向的就是本地仓库当前的commit-id

所有的Git合作,无非就是仓库切换,分支切换,pull到本地,push到远程

这些操作都要经过本地仓库,因此HEAD指针在描述复杂操作时,十分重要,但它本身仅仅代表本地仓库的commit-id而已

HEAD指针可以通过以下方式进行移动

  • 移动本地HEAD指针:git checkout commit-id
  • 移动特定分支的HEAD指针:git branch -f branch-name commit-id

Git版本回滚

Git用于版本回滚的有reset,revert,checkout三个指令,查看版本记录用log指令

指令介绍
  • log:查看提交历史,可以拿到每次提交对应的commit-id
  • reset:将本地仓库代码回退到指定的版本,并将中间的commit记录全部删除。此时在push,远程记录也会被删除
  • revert:将本地仓库代码回退到指定的版本,并保留所有更改记录。本质是将旧代码拉到本地,作为一个新版本去提交
  • checkout:将工作区代码回退到暂存区或本地仓库中的状态,即最近一次add/commit时的状态,不影响本地仓库和远程仓库代码
  • revert会产生新的commit-id,但reset不会

reset有三种模式,它们对本地仓库的改动都是一样的,但是对暂存区和工作区的处理方式有所不同

reset模式
  • hard模式:暂存区和工作区也会被重置
  • soft模式:暂存区和工作区仍然保留改动
  • mixed模式:暂存区被重置,工作区被保留
reset hard使用场景
  • 将本地所有改动回退到目标版本,并清除中间所有的提交记录
  • 使用方式:git reset --hard commit-id
reset soft使用场景
  • 提交了错误的commit,想要撤回记录
  • 发现merge处理方式错误,但想保留工作区最新代码
  • commit提交到错误的分支
reset mixed使用场景
  • 想保留工作区最新代码,同时想清空暂存区add记录
reset使用注意事项
  • reset只会回退本地代码,并不会回退远程仓库,如果想回退远程仓库,必须手动push本地代码
  • 由于HEAD指向的是已存在的旧版commit-id,远程仓库出于保护并不允许直接push,需要强制push
  • 强制推送指令:git push origin:main -f
  • GitLab会开启ForcePush保护,push -f 可能会识别,需要自己去网页关闭Repository Protect
checkout使用场景
  • checkout用于恢复工作区文件,指令不改变本地仓库和暂存区
  • 如果暂存区有未提交的add记录,则将工作区回退到上次add时的状态
  • 如果暂存区无记录,则将工作区回退到上次commit时的状态
  • 回退全部文件:git checkout – .
  • 回退指定文件:git checkout file1 file2

Git分支管理

什么是分支
  • 在单人开发、单版本开发的情景下,Git的版本记录是一个链表结构,版本要么新增,要么回退
  • 在多人开发、多个子功能同时开发、不同版本之间需要进行功能合并的情景下,链表结构的版本管理便无法再满足需求
  • 于是便诞生了树结构的版本管理方式,版本号允许新开分支进行单独的版本管理,而不影响主分支版本
  • 需要合并不同分支功能的时候,允许不同分支之间进行代码合并
分支应用场景
  • 开发版本和发布版本要独立维护
  • BUG修复和新功能开发需要独立进行
  • 两个小组开发不同功能,功能完成之前,不想同步彼此的代码
  • 不同服务器、不同客户的产品版本号不一样,需要独立维护
分支相关指令
  • 查看分支:git branch
  • 创建分支:git branch branch-name
  • 切换分支:git checkout branch-name
  • 合并分支:git merge branch-name 注意,merge只是将分支合并到本地仓库,并不会自动push到远程仓库
  • 删除分支:git branch -d branch-name
  • 取消分支合并:git reset --hard HEAD~
被合并分支和目标分支
  • 假定我们现在有两个分支,master和bugfix
  • bugfix分支修复了一些问题,现在要将这些修复合并到master
  • 此时我们称bugfix为被合并分支(merged-branch),master为目标分支(target-branch)
merge模式
  • fast-forward模式:当master分支没变动过时,如果想要合并bugfix的改动,直接将master头指针移动到bugfix头指针位置
  • no-fast-forward模式:即使master分支没有变动,仍然生成一个新的合并版本号,而不是快速移动指针
  • squash模式:合并方式和no-fast-forward一致,但合并时会将bugfix的所有中间提交记录合并成一个commit
  • git合并默认采用的是fast-forward模式,通过–no-ff,–squash参数指定另外两个模式
  • 这三种模式都是针对master本身没有变动的情况,在master有变动时,处理方式都是一样的
  • 在master有变动时,会采用类似于squash的方式,将bugfix所有改动合并成一个commit,合并到master
merge和rebase的区别
  • 合并指令除了merge之外,还有rebase指令,他们的主要区别在于生成commit记录的方式不同
  • merge会将bugfix的所有commit合并成一个新commit,合并到master上,同时移动master的HEAD指针到最新commit节点上
  • rebase会将bugfix的所有commit逐个合并到master上,形成多个新的commit节点,同时移动bugfix的HEAD指针到最新commit节点上
  • merge的目的在于将bugfix的改动合并到master,rebase的目的在于将master的改动合并到bugfix
  • merge和rebase,都只会改变其中一个分支的HEAD,如果想将两个分支合而为一,需要手动将另外一个分支的HEAD指针也移动到最新的commit节点
  • merge和base最大的区别在于,merge的记录比较简洁,rebase的记录比较详细,根据需要选择
分支合并的正确方式
  • 合并前请先将本地最新代码push到所在远程仓库,避免操作出错时导致本地改动丢失

  • 分支合并只会影响本地仓库,推送到远程仓库需要手动push

merge合并完整流程
  • 提交本地改动:git commit

  • 推送本地改动:git push

  • 切换到目标分支:git checkout master

  • 合并BUG分支:git merge bugfix

  • 推送合并结果到master:git push origin master

  • 移动bugfix到最新位置:git push -f origin bugfix

  • 以上代码根据实际需要来执行,不需要的步骤可以跳过

rebase合并完整流程
  • 提交本地改动:git commit
  • 推送本地改动:git push
  • 切换到目标分支:git checkout bugfix
  • 改变目标分支的基线:git rebase master
  • 推送合并结果到bugfix:git push origin bugfix
  • 移动master到最新位置:git push -f origin master
  • 以上代码根据实际需要来执行,不需要的步骤可以跳过
常见的分支划分方案
  • master:用于发布管理的分支,每个版本会贴上版本号标签
  • develop:日常开发用的分支
  • feature:独立功能开发用的分支,开发完毕合并到develop
  • release:为发布做准备的分支,来自develop,合并到master
  • hotfix:对已发布的版本做紧急BUG修复

Git分支仓库

Git可以通过Fork功能,创建一个拥有一模一样版本记录的仓库副本,并且允许这两个副本直接相互合并代码

GitHub开源项目的管理方式,运用的便是这一种方式,开发者不允许直接修改仓库,只能自己Fork一份仓库进行修改

修改结束后,可以向父仓库发起Merge Request,管理员审核通过后才会合并成功

fork操作完整流程
  • 从父仓库的Git页面中,点击Fork按钮,复制一份到自己的仓库
  • 将fork仓库拉到本地:git clone fork-git-url(fork仓库在本地的别名默认为origin)
  • 查看远程仓库配置:git remote -v
  • 添加父仓库配置到本地:git remote add parent parent-git-url(parent是父仓库的别名)
  • 拉取父仓库信息:git fetch parent
  • 合并父仓库分支代码:git merge parent/main
  • 推送分支代码到fork仓库:git push origin main
本地仓库
  • 本地仓库本身相当于一个独立的分支仓库,可以创建子分支,可以从任何分支拉取代码,也可以向任何分支推送代码
  • Git也可以没有远程仓库,只创建本地仓库,此时仍然能使用commit和revert,但不能再使用push和pull
  • Git的大多指令,都是针对本地仓库进行操作的,只有经过push后,才会推送到远程仓库
  • Git中通过树结构,记录了所有分支的版本号演变过程,如果push会导致版本树后退,那么必须使用push -f才能强制推送
  • 如果我们不想手动解决冲突,并且确定自己的代码是最终的、正确的,也可以通过push -f来强制推送

版本号标签

标签是给版本号起的一个别名,方便记住和操作

  • 查看标签列表:git tag
  • 给当前分支最新版本打标签:git tag tag-name
  • 给指定版本打标签:git tag tag-name commit-id
  • 删除指定标签:git tag -d tag-name
  • 推送标签到远程仓库:git push origin --tags
  • 添加和删除标签都需要push,才能对远程仓库生效

文件对比

  • 对比分支差异:git diff <branch-name-1> <branch-name-2> [specified-path] [specified-file]
  • 查看工作区和指定分支差异:git diff <branch-name>
  • 对比版本号差异:git diff <commit-id-1> <commit-id-2>

Git常见问题处理方案

Git是如何判断和解决冲突的

Git是基于文件名和文本行来判断冲突的

如果两个来自不同用户的commit,都修改了同一个文件的同一行文本,即被视为冲突

Git命令行工具会列出具体冲突的文件和行数,手动编辑文件解决冲突后,再重新合并代码

如果用的是图形化工具或IDE插件的话,一般会自己弹出对比窗口,方便用户去预览和修改冲突

提交代码的正确步骤是

add => commit => pull => push

为什么push代码前,一定要先pull

因为从上次拉取代码,到现在提交代码,中间远程仓库的代码可能已经被修改了

这样就有可能和我们的修改产生冲突,所以必须先pull远程代码改动,解决冲突后再提交

为什么pull代码前,一定要先commit

因为pull代码可能会和工作区代码产生冲突

只有将工作区的改动commit到本地仓库,Git才能在pull时对比出冲突的地方

如果不commit的话,pull会将远程仓库的代码同时拉到本地仓库和工作区,这样未提交的本地改动将会丢失

怎么减少冲突的可能性

每次准备修改代码前,先pull远程代码

每次push代码前,先pull远程代码

不要隔很久才push代码,做完一小块完整任务就可以push

这些措施虽然不能避免冲突,但是可以将冲突限制在小范围内,降低了merge难度

想pull远程代码,又不想commit本地改动,怎么办

git stash save指令可用于将本地改动缓存到暂存区

这样本地的代码就还原到改动前的状态,就可以从远程pull代码了

pull完代码之后再通过git stash pop,可以再将之前的改动合并到pull后的代码当中

如果pull的代码和save的代码有冲突的话,需要手动去解决冲突

git stash savegit pullgit stash pop

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