Git: 使用git进行版本管理

Posted on 2024-06-12 Edited on 2026-09-14 In Tools & Utilities , Version Control , Git Word count in article: 5.4k Reading time ≈ 20 mins.

使用`Git`进行版本管理

介绍

Git是一个分布式版本管理工具，它诞生的故事很有意思->Git的历史
版本控制器：当我们需要修改代码但又担心无法回退时，我们需要创建副本。当修改次数多、修改规模大时，我们很难记住这些副本实现了什么功能或是修复了哪些bug，也不知道改动了哪里，而这只是一人修改的情况，如果是一个需要互相沟通的团队呢？因此，版本控制器应运而生，它方便我们查看历史版本、快速回退、创建版本分支等。总而言之，一个合格的程序员应学会熟练使用Git这个高效强大且开源的版本控制工具

基本概念

Git是分布式版本控制系统，即除了中心仓库以外，每个开发者在本地有完整的仓库副本
Git在本地的工作目录中，通过.git目录存储所有的数据
Git在本地分为三个区域
- 工作区：当前、即时的内容，但修改没有保存在.git里
- 暂存区：通过git add保存的修改会被保存到暂存区，即.git里
  
  暂存区又被称为index
- 本地仓库：通过git commit将暂存区的修改提交到本地仓库
  
  当前指向的提交能通过HEAD指针访问

文件的状态：

?? file.txt        # 未跟踪 (Untracked)
A  file.txt        # 新增到暂存区 (Added to index)
 M file.txt        # 已修改，未暂存 (M前有空格)
M  file.txt        # 已修改，已暂存
MM file.txt        # 已修改，暂存后又修改了
D  file.txt        # 已删除，已暂存
 D file.txt        # 已删除，未暂存 (D前有空格)
R  old -> new      # 重命名
C  file.txt        # 复制
UU file.txt        # 冲突 (Unmerged)

Git会将一次提交生成一个哈希值来标记，并使用HEAD来指向当前所在的提交
Git将新增行和删除行都视为文件的修改，即视为M

将修改行视为删除行和新增行的组合
Git还支持一个文件内的部分修改块进行单独暂存，这一部分修改默认使用Myers算法求得，结果被称为hunk
Git提供分支管理，分支名称指向该分支的最新提交，就像HEAD指向当前所在提交类似的
Git对远程仓库在本地的跟踪：支持使用自定义名称指向，例如origin和upstream

注意这仍是在本地的，只不过是跟踪了远程仓库，它们不会自动更新

可以通过origin/xxx访问本地存储的origin仓库的xxx分支

命令行符号

--：用于消除歧义，在--后跟文件名不会有歧义
~x：相对引用，HEAD~x指向HEAD之前的沿着主分支的第x代父提交，x表示向上回溯的代数

HEAD等价于HEAD~0、HEAD~等价于HEAD~1，~通常用于HEAD，但是也完全支持对分支名使用，支持链式调用HEAD~1~1
1
2
3
B---C---D [branch1] J [branch2]
/ \ / \
[main] A---E---F---G---H---I---K
例如对于K这类合并提交，K~1指向I、K~2等价于I~1(非合并提交)因此指向H、K~4等价于G~1指向F
^x：相对引用，HEAD~x指向HEAD之前的第x个父提交

HEAD^等价于HEAD^1等价于HEAD~1、HEAD^^等价于HEAD^2，支持混合的链式调用HEAD^~

同样是上面的例子，K^1指向I、K^2指向J
@{x}：引用日志的相对引用，表示某分支在x次操作之前的位置，即当前指向的是HEAD@{0}

可以通过git reflog查看引用日志
:!<pattern>：用于排除<pattern>匹配的文件
A..B：两点语法，用于查看B相对于A不同的地方，可用于diff、log等子命令

哈希值、HEAD、分支名（包括和远程仓库关联的分支）都可以

默认，A或B省略时，使用HEAD
A...B：三点语法，用于查看A和B相对于LCA(A, B)不同的地方，可用于diff、log等子命令

基本配置(`config`)

git config子命令用于修改项目配置，也可以通过修改.git/config文件
git config --global [xxx]：修改全局配置，文件一般位于$HOME/.gitconfig
- git config --global user.name "user name"：提交时的用户名，带空格时需要
- git config --global user.email xxx@xxx.com：提交时使用的邮箱
  
  由于github等平台以邮箱为索引用户唯一依据，所以user.email是必须设置好的，否则上传到远程仓库的话贡献就不是自己的了
- git config --global core.editor nvim：使用git进入编辑器界面时，会使用系统默认的编辑器，也可以通过core.editor配置修改
- git config --global core.pager bat：使用git log或git diff时，输出将默认交给系统分页器如less，可配置修改
- git config --global url.<base>.insteadof <alias>：对url中的<base>起别名<alias>
  - git config --global url.git@github.com:.insteadof https://github.com/：例如将https替换为ssh前缀，可以做到每次都直接使用ssh访问github的效果
    
    还可以替换为自己搭建的github镜像
- git config --global alias.<alias> <base>：对<base>（如checkout等）起别名<alias>
git config --list：查看所有配置
- --show-origin：查看所有配置，同时显示来源
- --local/--global：指定查看本地/全局
git config --get xxx：查看配置
git config --get-regexp xxx：模糊查询，使用简易的通配符匹配
git config --unset [xxx]：重置某个设置

基本使用

创建仓库

创建本地仓库
1
2
3
git init # 新建空仓库
git init [dir] # 指定目录作为仓库
git clone [href] # 克隆别人的仓库, href即资源位置
新建后，该文件夹内就会出现.git隐藏文件夹，可以进行提交等操作

href在github中，你可以在一个项目的根目录下找到一个绿色的Code按钮，里面就有url

href的一般格式：https://github.com/用户名/仓库名.git、git@github.com:用户名/仓库名.git

暂存与提交(`add`与`commit`)

暂存部分或全部文件的修改到暂存区：

git add file1 file2 ...
git add *.java
git add .     # 暂存所有修改和新增
git add . -- ":!target/"  # 暂存除了`target/`以外的
git add -A    # 暂存所有修改、新增、删除
git add -u [-- "xxx"]   # 暂存所有或部分文件的修改、删除，即不暂存未跟踪文件

git add -i：打开交互式暂存
git add -p [xxx]：对全部文件或部分文件打开选择式暂存修改(hunk)，会针对每一个hunk询问
- y - stage this hunk
- n - do not stage this hunk
- q - quit; do not stage this hunk or any of the remaining ones
- a - stage this hunk and all later hunks in the file
- d - do not stage this hunk or any of the later hunks in the file
- j - leave this hunk undecided, see next undecided hunk
- J - leave this hunk undecided, see next hunk
- g - select a hunk to go to
- / - search for a hunk matching the given regex
- e - manually edit the current hunk
- ? - print help
git status：检查暂存区内的内容，这些内容和commit时的那些注释内容是一致的
- -s：简短查看，使用M、A、D、??等标志
将暂存区内容提交到仓库：
1
2
git commit -m "explanation" # -m后为注释, 一般只适用于只有标题的提交
git commit # 进入编辑器编辑提交信息
一般来说，每次更新或修复一个功能，就需要提交一次，因此，上述命令是很常用的
git commit --amend：追加提交，将暂存区提交到上一个提交，这种操作会产生新的哈希值
git commit --allow-empty：空提交，通常用于触发CI/CD
git commit -p：补丁式提交
git commit --no-edit：不进入编辑器直接提交

分支管理(`branch`与`switch`)

分支在此前基本概念一节已经介绍过了，Git将本地分支存储在.git/refs/heads/下，远程分支存储在.git/remtoes/中
git branch子命令用于管理分支
查看分支：
- -a：查看所有分支，包括远程分支，远程分支指的是本地中跟踪了远程仓库的分支，仍然存储在本地
- -v：查看所有本地分支同时显示最新提交
- -vv：在-v的基础上额外显示最新提交上是否有上游的远程分支
- --merged：查看已经合并的分支
- --no-merged：查看未合并的分支
- -r：查看所有远程分支
创建分支：
- git branch <branchname>：基于当前分支创建新分支<branchname>
- git branch <newb> <commit/branch>：基于指定提交/分支创建新分支
迁移分支：
- git branch -d <bname>：删除某分支，无法删除所在分支
- git branch -D <bname>：强制删除某分支
- git branch -m <newname>：重命名当前分支
- git branch -m <oldname> <newname>：重命名指定分支
- git branch -u <remotename>/<bname>：设置当前分支的上游分支
  
  等价于--set-upstream-to=<rname>/<bname>
  
  也可以在创建分支的同时使用--track参数直接设置上游分支
在git 2.23之前，使用checkout进行切换分支、恢复文件，因此网上的教程多有使用checkout的，但此后checkout被分割成switch和restore

git switch用于切换分支
- -c <newb> [<base>]：切换时若分支不存在则创建
- -f：默认若本分支存在未暂存/未提交的更改，则无法切换，-f表示丢弃本地修改（包括工作区和暂存区）
- -m：携带所有未提交的修改带到下一个分支
- -t：创建分支时指定跟踪远程分支
- -：切换到上一个分支

恢复更改(`restore`与`reset`与`rm`与`reflog`)

git restore专注于工作区、暂存区和本地仓库HEAD指向提交之间的文件恢复，替代了checkout与reset的部分功能
git restore <file>：丢弃工作区的修改恢复到HEAD状态，暂存区仍保留

PS：老版本中为git checkout -- <file>，--消除歧义，但checkout这种方式不会提供操作日志，较为危险
- --worktree：就是上述命令所默认使用的参数
- --staged：将暂存区的文件移出到工作区
  
  PS：等价于git reset HEAD <file>
- --patch：补丁式恢复
- --source=<commit>：指定恢复的源，默认是HEAD
git reset <commit> [<file>]专注于不同提交之间的文件恢复，如果不跟文件则默认对所有文件执行，reset只能在本分支移动HEAD
- --mixed：是默认模式，移动分支指针，将暂存区移动到工作区，不修改工作区
- --soft：只移动分支指针
- --hard：移动分支指针、清空工作区和暂存区
git rm <file>用于快捷地删除工作区内容和删除误暂存的内容
- 默认情况下，删除工作区的文件同时停止跟踪
- 使用--cached参数只停止跟踪，保留在工作区而不删除
- 使用rm --cached配合commit --amend可以删除被误提交的二进制文件等（工作区不变）：
  1
  2
  git rm --cached target/
  git commit --amend --no-edit
  但这种方式只适用于最新一次提交中误提交的情况，若历史提交中存在，则只能使用filter-repo
git reflog用于查看操作日志

查看差异(`diff`)

diff子命令用于精确地查看不同区之间的差异

diff输出的结构：

diff --git a/source/_posts/git.md b/source/_posts/git.md
index b4a4d11..301e28f 100644
--- a/source/_posts/git.md
+++ b/source/_posts/git.md
@@ -117,6 +117,8 @@ tags:
   - e - manually edit the current hunk
   - ? - print help

+- `git status`：检查暂存区内的内容，这些内容和`commit`时的那些注释内容是一致的
+  - `-s`：简短查看，使用`M`、`A`、`D`、`??`等标志
 - 将暂存区内容提交到仓库：

   ```sh

第一行：a/xxx表示修改前的文件（即暂存区），b/xxx表示工作区文件

第二行表示版本哈希值和文件权限

第三、四行表示旧文件、新文件的路径

第五行表示块头，@@ -旧起始行号,旧行数 +新起始行号,新行数 @@

默认带有上下三行上下文，可以用git diff -Ux来显示x行

git diff：查看工作区相对于暂存区的区别
git diff --staged：查看暂存区相对于本地仓库之间的区别

旧版本中为git diff --cached
git diff HEAD：
git diff commitA commitB，等价于..
git diff xxx...xxx：三点运算符比较
一些参数：
- --stat：显示每个文件的变更统计
- --shortstat：显示每个文件的简短变更统计
- --name-only：仅显示文件名称
- --name-status：显示文件状态符号和文件名称
- --numstat：显示变更行数统计

合并提交(`merge`与`rebase`与`cherry-pick`)

git merge用于将两个分支合并，创建一个新的合并提交
- git merge xxx：使xxx分支合并到当前分支
- 快进合并：合并者是被合并者的直接祖先，则合并者直接移动到被合并者，不产生合并提交
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  [main] A---B---C
  \
  [branch1] D---E---F
  
  (main) git merge branch1
  
  [main] A---B---C---D---E---F
  [branch1] |
- 三方合并：合并者本身有一定修改，则创建一个合并提交
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  [main] A---B---C
  \
  [branch1] D---E---F
  
  (main) git merge branch1
  
  [main] A---B---C-------G
  \ /
  [branch1] D---E---F
- 默认情况下，会保留被合并者的所有提交记录
- --squash：将被合并者的所有提交合并成一个提交，此时需要手动commit
git rebase用于变基，即重新设置基准点而不是创建合并提交

发起者会提取基准分支的额外提交（如下图的C）并以基准分支的最新提交作为新的基准点，然后在这个新的基准点的基础上应用本分支的历史提交（DEF），它们的提交哈希值会更改
1
2
3
4
5
6
7
8
9
[main] A---B---C
\
[branch1] D---E---F

(branch1) git rebase main

[main] A---B---C
\
[branch1] D'---E'---F'
注意rebase通常是在非主分支上执行的，和merge、cherry-pick不同，rebase通常用于整理这个分支的提交，使其看起来是线性的

如果一个分支已经push上去了，就不要用rebase了，因为这会导致大量的更改，使得其它在这个分支上工作的协作者全都要额外处理，而且rebase产生冲突的概率是最大的

git cherry-pick xxx ...用于复制提交，也不是创建合并提交，而是在源分支中自定义选择一些提交，复制到当前分支上，创建若干等量的新提交

[main] A---B---C
            \
[branch1]    D---E---F

(main) git cherry-pick branch1~..branch1~2

[main] A---B---C---D'---E'
            \
[branch1]    D---E---F

在使用上面三条命令时都有可能遇到合并冲突，冲突发现后使用任何命令都会失败并提醒
- git merge/rebase/cherry-pick --abort：中止合并
- git merge/rebase/cherry-pick --continue：解决冲突后继续合并
- 冲突内容：会是下面的格式
  1
  2
  3
  4
  5
  <<<<<<< HEAD
  ours
  =======
  theirs
  >>>>>>> branchname
  可以手动编辑文件直到没有冲突为止，也可以通过checkout --ours和checkout --theirs完全采纳我们的和它们的
  
  这里的ours始终是对于当前分支所说的，theirs始终是对于被合并分支来说的
  
  解决冲突永远修改的都是当前分支中发生冲突的提交，不会修改被合并分支

查看提交(`log`与`show`)

git log用于查看提交历史
- --oneline：单行查看，只显示title
- --graph：显示分支结构
- -x：显示最近x个提交
- -p：显示每次提交的差异
- --stat：显示统计
git show [commit/branch/tag]用于查看提交详情

存储更改(`stash`与`worktree`)

git stash用于暂时存储工作区+暂存区，从而能够切换分支而既不提交也不丢弃
- git stash等价于git stash push，将当前index包括工作区更改存储起来
  - -u：这里不是update而是untracked，存储未跟踪文件
  - -a：包括所有文件，包括被.gitignore忽略的
- git stash list：查看存储列表，每个存储项的格式：
  
  stash@{x}: WIP on branch_name: commit_hash commit_title
  
  WIP就是半成品的意思
- git stash pop [stash@{x}]：恢复最近的存储，可以指定存储记录，同时将存储记录删除
- git stash apply [stash@{x}]：同pop但不会删除存储记录
- git stash drop [stash@{x}]：删除指定存储记录
- git stash clear：删除所有记录
- git stash show [stash@{x}] [-p]：查看存储内容，-p表示是否详细diff
git worktree用于创建一个子目录，是另一种解决无法灵活切换分支的办法

它将创建一个指定的新的目录，其中的.git/符号链接指向当前目录的.git/，则在新目录下的提交可以直接关联到原目录
- git worktree add <dir> <branch_name>：新增，此后可以用cd来等效切换分支了
- lock与unlock：加锁与解锁，用于防止意外删除
- git worktree remove <dir>：删除
- git worktree list：查看工作树

其它命令

git tag <tagname>：标记本提交为一个自定义tag
git clean：清理未跟踪的文件
git bisect：用于二分查找引入bug的第一个提交
- git bisect start：开始二分查找
- git bisect bad：标记当前为坏提交
- git bisect good <tag>：标记一个已知的好提交，即没有bug的，随后将自动跳转到中间的某个提交
- git bisect bad/good：标记当前提交为坏/好，然后自动跳转到中间
- git bisect reset：提前结束查找

远程仓库相关

管理远程仓库(`remote`)

git remote子命令用于管理远程仓库

空本地仓库关联远程仓库

1	git remote add [alias] [url] # 关联到某个远程仓库, alias是这个仓库的别名

git remote rename/remove/set-url/show等

常见的工作流为：先fork源仓库，然后关联自己的这个远程仓库，此后fetch上游仓库后合并到本地仓库中

git remote add origin [https://github.com/me/xxx.git]    # fork 下来的远程仓库通常命名为 origin
git remote add upstream [https://github.com/other/xxx.git]    # 源仓库通常命名为 upstream (上游)
git pull origin   # 直接 pull 下来
# 本地完成功能后, 先合并上游的新更新再push到origin
git fetch upstream
git merge upstream/main
git push origin

已有本地仓库关联远程仓库

1 2	git remote add origin [https://github.com/me/xxx.git] git push origin # 直接 push 即可

下载(`fetch`与`pull`与`push`)

git fetch remote_name [branch_name]用于下载指定的远程仓库并存储到本地的远程分支中，默认下载全部分支
git fetch --prune：清理已删除的远程分支引用
git pull用于一键式地fetch+merge，可以使用--rebase表示fetch+rebase
git push remote_name localbr:remotebr用于将本地提交推送
- git push rname abc等价于git push rname abc:abc，即默认推送到同名分支
  
  这里是真正的推送到了远程仓库的分支里，而不是本地仓库的远程分支
- -u：推送并设置上游跟踪
  
  设置上游分支后，此后只需要git push即可
- --delete xxx：删除远程仓库的对应分支
  
  或者git push origin :xxx
- git push origin <tag>：推送某个tag，使用--tags推送所有tag

安全事项

不要对已经push的提交进行修改，比如：
- push了一个提交后amend
- push了一个分支后尝试rebase，导致修改了这个分支上的所有提交
被merge后的分支应该删除，而不是继续在上面提交
从安全的角度上，pull缺少了审查步骤，应尽量使用分步骤地fetch+merge而不是pull

`.gitignore`

.gitignore中匹配的文件会被git忽略，它们甚至不会成为未跟踪文件
#开头是注释
*匹配任意字符（非目录分隔符）
?匹配单个字符
**匹配任意字符
[]匹配字符类
以/结尾表示忽略目录

`.gitattribute`

.gitattribute是一系列预定义的处理规则，可以对不同文件进行不同的处理，包括设置处理工具、合并策略、换行符等
语法在这里不多赘述

轶闻

`diff`的默认算法`Myers`

如图，myers通过层次遍历的方法，寻找(0, 0)到(n, m)的最短路径
横轴的每个点代表原文件的每一行，纵轴的每个点代表着新文件的每一行，因此n是原文件的总行数，m是新文件的总行数
允许的操作是向右、向下、向右下移动

向右移动(x->x+1)意味着删除原文件的第x+1行，向下移动(y->y+1)意味着新增新文件的第y+1行，它们的消耗都为一

向右下移动((x,y)->(x+1,y+1))意味着原文件的第x+1行和新文件的第y+1行匹配成功，花费为零但有条件(两文件的对应行一致)
diff的目标就是找到人类习惯上的好的差异：差异尽可能紧凑、尽可能少，不变的行尽可能多

而自然，最短路径将是右下操作最多的，刚好和好的差异相匹配

寻找最短路径的过程就是宽度优先遍历并找到最先到达(n, m)的路径然后回溯，自然根据规则就能得到新增、删除的对比补丁了

那么一个hunk自然就是连续的修改块了

`git`集成插件

lazygit是一个命令行工具，提供更好的UI界面和快捷键
neogit是一个在nvim中的另一个集成插件，也是提供了更好的UI和快捷键
vimdiff是一个能够更直观地查看diff以及修改冲突的工具

使用Git进行版本管理

介绍

基本概念

命令行符号

基本配置(config)

基本使用

创建仓库

暂存与提交(add与commit)

分支管理(branch与switch)

恢复更改(restore与reset与rm与reflog)

查看差异(diff)

合并提交(merge与rebase与cherry-pick)

查看提交(log与show)

存储更改(stash与worktree)