圖文詳解！搞懂Git工作原理

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。

上面的四條命令在工作目錄、暫存目錄（也叫做索引）和倉庫之間複製檔案。

• git add files把當前檔案放入暫存區域。

• git commit給暫存區域生成快照並提交。

• git reset – files用來複原最後一次git add files，你也可以用git reset復原所有暫存區域檔案。

• git checkout – files把檔案從暫存區域複製到工作目錄，用來丟棄本地修改。

你可以用git reset -p，git checkout -p，or git add -p進入互動模式。

也可以跳過暫存區域直接從倉庫取出檔案或者直接提交程式碼。

• git commit -a相當於執行git add把所有當前目錄下的檔案加入暫存區域再執行。

• git commit files進行一次包含最後一次提交加上工作目錄中檔案快照的提交。並且檔案被新增到暫存區域。

• git checkout HEAD – files回滾到複製最後一次提交。

後文中以下面的形式使用圖片。

綠色的5位字元表示提交的ID，分別指向父節點。分支用橘色顯示，分別指向特定的提交。當前分支由附在其上的HEAD標識。這張圖片裡顯示最後5次提交，ed489是最新提交。master分支指向此次提交，另一個maint分支指向祖父提交節點。

Diff

有許多種方法檢視兩次提交之間的變動，下面是一些範例。

Commit

提交時，Git用暫存區域的檔案建立一個新的提交，並把此時的節點設為父節點。然後把當前分支指向新的提交節點。下圖中，當前分支是master。在執行命令之前，master指向ed489，提交後，master指向新的節點f0cec並以ed489作為父節點。

即便當前分支是某次提交的祖父節點，git會同樣操作。下圖中，在master分支的祖父節點maint分支進行一次提交，生成了1800b。這樣，maint分支就不再是master分支的祖父節點。此時，合併[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會使用與當前提交相同的父節點進行一次新提交，舊的提交會被取消。

另一個例子是分離HEAD提交[3]，後文講。

Checkout

Checkout命令用於從歷史提交（或者暫存區域）中拷貝檔案到工作目錄，也可用於切換分支。

當給定某個檔名（或者開啟-p選項，或者檔名和-p選項同時開啟）時，Git會從指定的提交中拷貝檔案到暫存區域和工作目錄。比如，git checkout HEAD~ foo.c會將提交節點HEAD~（即當前提交節點的父節點）中的foo.c複製到工作目錄並且加到暫存區域中。（如果命令中沒有指定提交節點，則會從暫存區域中拷貝內容。）注意當前分支不會發生變化。

當不指定檔名，而是給出一個（本地）分支時，那麼HEAD標識會移動到那個分支（也就是說，我們「切換」到那個分支了），然後暫存區域和工作目錄中的內容會和HEAD對應的提交節點一致。新提交節點（下圖中的a47c3）中的所有檔案都會被複制（到暫存區域和工作目錄中）；只存在於老的提交節點（ed489）中的檔案會被刪除；不屬於上述兩者的檔案會被忽略，不受影響。

如果既沒有指定檔名，也沒有指定分支名，而是一個標籤、遠端分支、SHA-1值或者是像master~3類似的東西，就得到一個匿名分支，稱作detached HEAD（被分離的HEAD標識）。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，你可以執行git checkout v1.6.6.1（這是一個標籤，而非分支名），編譯，安裝，然後切換回另一個分支，比如說git checkout master。然而，當提交操作涉及到「分離的HEAD」時，其行為會略有不同，詳情見在下面。

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HEAD標識處於分離狀態時的提交操作

當HEAD處於分離狀態（不依附於任一分支）時，提交操作可以正常進行，但是不會更新任何已命名的分支。（你可以認為這是在更新一個匿名分支。）

一旦此後你切換到別的分支，比如說master，那麼這個提交節點（可能）再也不會被參照到，然後就會被丟棄掉了。注意這個命令之後就不會有東西參照2eecb。

但是，如果你想儲存這個狀態，可以用命令git checkout -b name來建立一個新的分支。

Reset

Reset命令把當前分支指向另一個位置，並且有選擇的變動工作目錄和索引。也用來在從歷史倉庫中複製檔案到索引，而不動工作目錄。

如果不給選項，那麼當前分支指向到那個提交。如果用–hard選項，那麼工作目錄也更新，如果用–soft選項，那麼都不變。

如果沒有給出提交點的版本號，那麼預設用HEAD。這樣，分支指向不變，但是索引會回滾到最後一次提交，如果用–hard選項，工作目錄也同樣。

如果給了檔名（或者-p選項），那麼工作效果和帶檔名的checkout差不多，除了索引被更新。

Merge

Merge命令把不同分支合併起來。合併前，索引必須和當前提交相同。如果另一個分支是當前提交的祖父節點，那麼合併命令將什麼也不做。另一種情況是如果當前提交是另一個分支的祖父節點，就導致fast-forward合併。指向只是簡單的移動，並生成一個新的提交。

否則就是一次真正的合併。預設把當前提交（ed489 如下所示）和另一個提交（33104）以及他們的共同祖父節點（b325c）進行一次三方合併[4]。結果是先儲存當前目錄和索引，然後和父節點33104一起做一次新提交。

Cherry Pick

cherry-pick命令「複製」一個提交節點並在當前分支做一次完全一樣的新提交。

Rebase

衍合是合併命令的另一種選擇。合併把兩個父分支合併進行一次提交，提交歷史不是線性的。衍合在當前分支上重演另一個分支的歷史，提交歷史是線性的。本質上，這是線性化的自動的 cherry-pick。

上面的命令都在topic分支中進行，而不是master分支，在master分支上重演，並且把分支指向新的節點。注意舊提交沒有被參照，將被回收。

要限制回滾範圍，使用–onto選項。下面的命令在master分支上重演當前分支從169a6以來的最近幾個提交，即2c33a。

同樣有git rebase –interactive讓你更方便的完成一些複雜操作，比如丟棄、重排、修改、合併提交。沒有圖片體現這些，細節看這裡：git-rebase(1)[5]。

檔案內容並沒有真正儲存在索引（.git/index）或者提交物件中，而是以blob的形式分別儲存在資料庫中（.git/objects），並用SHA-1值來校驗。索引檔案用識別碼列出相關的blob檔案以及別的資料。對於提交來說，以樹（tree）的形式儲存，同樣用對於的雜湊值識別。樹對應著工作目錄中的資料夾，樹中包含的 樹或者blob物件對應著相應的子目錄和檔案。每次提交都儲存下它的上一級樹的識別碼。

如果用detached HEAD提交，那麼最後一次提交會被the reflog for HEAD參照。但是過一段時間就失效，最終被回收，與git commit –amend或者git rebase很像。

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