Git原理学习01¶

基础篇¶

Git Branch¶

Git 的分支也非常轻量。它们只是简单地指向某个提交纪录 —— 仅此而已。所以许多 Git 爱好者传颂：

早建分支！多用分支！

这是因为即使创建再多的分支也不会造成储存或内存上的开销，并且按逻辑分解工作到不同的分支要比维护那些特别臃肿的分支简单多了。

在将分支和提交记录结合起来后，我们会看到两者如何协作。现在只要记住使用分支其实就相当于在说：“我想基于这个提交以及它所有的父提交进行新的工作。”

咱们通过实际操作来看看分支是什么样子的。

接下来，我们将要创建一个到名为 newImage 的分支。

git branch newImage

看到了吗，创建分支就是这么容易！新创建的分支 newImage 指向的是提交记录 C1。

现在咱们试着往新分支里提交一些东西。点击下面的按钮

哎呀！为什么 main 分支前进了，但 newImage 分支还待在原地呢？！这是因为我们没有“在”这个新分支上，看到 main 分支上的那个星号（*）了吗？这表示当前所在的分支是 main。

现在重来，咱们告诉 Git 我们想要切换到新的分支上：git checkout <name>

下面的命令会让我们在提交修改之前先切换到新的分支上:

git checkout newImage;git commit

这就对了！我们的修改已经保存到新的分支里了。

注意：在 Git 2.23 版本中，引入了一个名为 git switch 的新命令，最终会取代 git checkout，因为 checkout 作为单个命令有点超载（它承载了很多独立的功能）。由于现在很多人还无法使用 switch，本次课程仍然使用 checkout 而不是 switch，但是如果你想尝试一下新命令，我们的应用也是支持的！并且你可以从这里学到更多关于新命令的内容。

对了，有个更简洁的方式：

如果你想创建一个新的分支同时切换到新创建的分支的话，可以通过

git checkout -b <your-branch-name> 来实现。

Git Rebase¶

原理理解¶

图解 Git 基本命令 merge 和 rebase - Michael翔 - 博客园 (cnblogs.com)

rebase 合并往往又被称为「变基」.这里的「基」就是一个「基点」、「起点」的意思。「变基」就是改变当前分支的起点。注意，是当前分支！ rebase 命令后面紧接着的就是「基分支」。

官方原文解释：当执行rebase操作时，git会从两个分支的共同祖先开始提取待变基分支上的修改，然后将待变基分支指向基分支的最新提交，最后将刚才提取的修改应用到基分支的最新提交的后面。

变基前：

git reabse master feature 变基后：

变基后

rebase 总结¶

rebase 命令其实关键在于理解「基」，git rebase <基分支>，就是将当前基分支与当前分支的差异提交获取到，然后在「基分支」最新提交点后面将差异提交逐个再次提交，最后将当前分支的 HEAD 指针指向最新的提交点。

「基分支」的 HEAD 位置是不变的。要想完成分支合并，完成变基之后，需要再进行分支间的合并等操作。

例子¶

第二种合并分支的方法是 git rebase。Rebase 实际上就是取出一系列的提交记录，“复制”它们，然后在另外一个地方逐个的放下去。

Rebase 的优势就是可以创造更线性的提交历史，这听上去有些难以理解。如果只允许使用 Rebase 的话，代码库的提交历史将会变得异常清晰。

咱们还是实际操作一下吧……

还是准备了两个分支；注意当前所在的分支是 bugFix（星号标识的是当前分支）

我们想要把 bugFix 分支里的工作直接移到 main 分支上。移动以后会使得两个分支的功能看起来像是按顺序开发，但实际上它们是并行开发的。

咱们这次用 git rebase 实现此目标

git rebase main

怎么样？！现在 bugFix 分支上的工作在 main 的最顶端，同时我们也得到了一个更线性的提交序列。

注意，提交记录 C3 依然存在（树上那个半透明的节点），而 C3' 是我们 Rebase 到 main 分支上的 C3 的副本。

现在唯一的问题就是 main 还没有更新，下面咱们就来更新它吧……

现在我们切换到了 main 上。把它 rebase 到 bugFix 分支上……

好了！由于 bugFix 继承自 main，所以 Git 只是简单的把 main 分支的引用向前移动了一下而已。

高级篇¶

分离HEAD¶

在接触 Git 更高级功能之前，我们有必要先学习在你项目的提交树上前后移动的几种方法。一旦熟悉了如何在 Git 提交树上移动，你驾驭其它命令的能力也将水涨船高！

HEAD

我们首先看一下 “HEAD”。 HEAD 是一个对当前检出记录的符号引用 —— 也就是指向你正在其基础上进行工作的提交记录。

HEAD 总是指向当前分支上最近一次提交记录。大多数修改提交树的 Git 命令都是从改变 HEAD 的指向开始的。

HEAD 通常情况下是指向分支名的（如 bugFix）。在你提交时，改变了 bugFix 的状态，这一变化通过 HEAD 变得可见。

下面咱们通过实际操作看一下。我们将会观察提交前后 HEAD 的位置。

git checkout C1 ; git checkout main ; git commit ; git checkout C2

看到了吗？ HEAD 指向了 main，随着提交向前移动。

分离的 HEAD

分离的 HEAD 就是让其指向了某个具体的提交记录而不是分支名。在命令执行之前的状态如下所示：

HEAD -> main -> C1

HEAD 指向 main， main 指向 C1：

git checkout C1

现在变成了

HEAD -> C1

相对引用 ^和~[num]¶

^ 符号¶

通过指定提交记录哈希值的方式在 Git 中移动不太方便。在实际应用时，并没有像本程序中这么漂亮的可视化提交树供你参考，所以你就不得不用 git log 来查查看提交记录的哈希值。

并且哈希值在真实的 Git 世界中也会更长（译者注：基于 SHA-1，共 40 位）。例如前一关的介绍中的提交记录的哈希值可能是 fed2da64c0efc5293610bdd892f82a58e8cbc5d8。舌头都快打结了吧...

比较令人欣慰的是，Git 对哈希的处理很智能。你只需要提供能够唯一标识提交记录的前几个字符即可。因此我可以仅输入fed2 而不是上面的一长串字符。

正如我前面所说，通过哈希值指定提交记录很不方便，所以 Git 引入了相对引用。这个就很厉害了!

使用相对引用的话，你就可以从一个易于记忆的地方（比如 bugFix 分支或 HEAD）开始计算。

相对引用非常给力，这里我介绍两个简单的用法：

使用 ^ 向上移动 1 个提交记录
使用 ~<num> 向上移动多个提交记录，如 ~3

撤销变更¶

git reset 和 git revert

移动提交记录¶

整理提交记录 gitcherry-pick¶

git cherry-pick

命令形式为:

git cherry-pick <提交号1> <提交号2> ...

如果你想将一些提交复制到当前所在的位置（HEAD）下面的话， Cherry-pick 是最直接的方式了。

交互式的 rebase¶

当你知道你所需要的提交记录（**并且**还知道这些提交记录的哈希值）时, 用 cherry-pick 再好不过了 —— 没有比这更简单的方式了。

但是如果你不清楚你想要的提交记录的哈希值呢? 幸好 Git 帮你想到了这一点, 我们可以利用交互式的 rebase —— 如果你想从一系列的提交记录中找到想要的记录, 这就是最好的方法了

交互式 rebase 指的是使用带参数 --interactive 的 rebase 命令, 简写为 -i

如果你在命令后增加了这个选项, Git 会打开一个 UI 界面并列出将要被复制到目标分支的备选提交记录，它还会显示每个提交记录的哈希值和提交说明，提交说明有助于你理解这个提交进行了哪些更改。

在实际使用时，所谓的 UI 窗口一般会在文本编辑器 —— 如 Vim —— 中打开一个文件。考虑到课程的初衷，我弄了一个对话框来模拟这些操作。

当 rebase UI界面打开时, 你能做3件事:

调整提交记录的顺序（通过鼠标拖放来完成）
删除你不想要的提交（通过切换 pick 的状态来完成，关闭就意味着你不想要这个提交记录）
合并提交。遗憾的是由于某种逻辑的原因，我们的课程不支持此功能，因此我不会详细介绍这个操作。简而言之，它允许你把多个提交记录合并成一个。

接下来咱们看个实例：当你点击下面的按钮时，会出现一个交互对话框。对提交记录做个排序（当然你也可以删除某些提交），点击确定看结果

在ui中进行的操作：省略记录C3，C4，将C2，C5顺序调整如下，点击confirm

结果：

个人理解：git rebase main 意为复制当前提交记录（HEAD指向的记录），作为main基分支的新记录；git rebase -i HEAD~4的意思就是，将从HEAD指向的记录到基分支HEAD_{4指向的记录，复制为HEAD}4所指的提交记录的新记录（顺序和数量在ui中自由调整）

杂项¶

本地栈式提交¶

来看一个在开发中经常会遇到的情况：我正在解决某个特别棘手的 Bug，为了便于调试而在代码中添加了一些调试命令并向控制台打印了一些信息。

这些调试和打印语句都在它们各自的提交记录里。最后我终于找到了造成这个 Bug 的根本原因，解决掉以后觉得沾沾自喜！

最后就差把 bugFix 分支里的工作合并回 main 分支了。你可以选择通过 fast-forward 快速合并到 main 分支上，但这样的话 main 分支就会包含我这些调试语句了。你肯定不想这样，应该还有更好的方式……

实际我们只要让 Git 复制解决问题的那一个提交记录就可以了。跟之前我们在“整理提交记录”中学到的一样，我们可以使用

git rebase -i
git cherry-pick

来达到目的。

提交的技巧 #1¶

接下来这种情况也是很常见的：你之前在 newImage 分支上进行了一次提交，然后又基于它创建了 caption 分支，然后又提交了一次。

此时你想对某个以前的提交记录进行一些小小的调整。比如设计师想修改一下 newImage 中图片的分辨率，尽管那个提交记录并不是最新的了。

我们可以通过下面的方法来克服困难：

先用 git rebase -i 将提交重新排序，然后把我们想要修改的提交记录挪到最前
然后用 git commit --amend 来进行一些小修改
接着再用 git rebase -i 来将他们调回原来的顺序
最后我们把 main 移到修改的最前端（用你自己喜欢的方法），就大功告成啦！

当然完成这个任务的方法不止上面提到的一种（我知道你在看 cherry-pick 啦），之后我们会多点关注这些技巧啦，但现在暂时只专注上面这种方法。最后有必要说明一下目标状态中的那几个' —— 我们把这个提交移动了两次，每移动一次会产生一个 '；而 C2 上多出来的那个是我们在使用了 amend 参数提交时产生的，所以最终结果就是这样了。

也就是说，我在对比结果的时候只会对比提交树的结构，对于 ' 的数量上的不同，并不纳入对比范围内。只要你的 main 分支结构与目标结构相同，我就算你通过

提交的技巧 #2¶

正如你在上一关所见到的，我们可以使用 rebase -i 对提交记录进行重新排序。只要把我们想要的提交记录挪到最前端，我们就可以很轻松的用 --amend 修改它，然后把它们重新排成我们想要的顺序。

但这样做就唯一的问题就是要进行两次排序，而这有可能造成由 rebase 而导致的冲突。下面还是看看 git cherry-pick 是怎么做的吧。

要在心里牢记 cherry-pick 可以将提交树上任何地方的提交记录取过来追加到 HEAD 上（只要不是 HEAD 上游的提交就没问题）。来看看这个例子：

git cherry-pick C2

Git Tags¶

相信通过前面课程的学习你已经发现了：分支很容易被人为移动，并且当有新的提交时，它也会移动。分支很容易被改变，大部分分支还只是临时的，并且还一直在变。

你可能会问了：有没有什么可以*永远*指向某个提交记录的标识呢，比如软件发布新的大版本，或者是修正一些重要的 Bug 或是增加了某些新特性，有没有比分支更好的可以永远指向这些提交的方法呢？

当然有了！Git 的 tag 就是干这个用的啊，它们可以（在某种程度上 —— 因为标签可以被删除后重新在另外一个位置创建同名的标签）永久地将某个特定的提交命名为里程碑，然后就可以像分支一样引用了。

更难得的是，它们并不会随着新的提交而移动。你也不能切换到某个标签上面进行修改提交，它就像是提交树上的一个锚点，标识了某个特定的位置。

咱们来看看标签到底是什么样。

Git Describe¶

由于标签在代码库中起着“锚点”的作用，Git 还为此专门设计了一个命令用来**描述**离你**最近**的锚点（也就是标签），它就是 git describe！

Git Describe 能帮你在提交历史中移动了多次以后找到方向；当你用 git bisect（一个查找产生 Bug 的提交记录的指令）找到某个提交记录时，或者是当你坐在你那刚刚度假回来的同事的电脑前时，可能会用到这个命令。

git describe 的语法是：

git describe <ref>

<ref> 可以是任何能被 Git 识别成提交记录的引用，如果你没有指定的话，Git 会以你目前所检出的位置（HEAD）。

它输出的结果是这样的：

<tag>_<numCommits>_g<hash>

tag 表示的是离 ref 最近的标签， numCommits 是表示这个 ref 与 tag 相差有多少个提交记录， hash 表示的是你所给定的 ref 所表示的提交记录哈希值的前几位。

当 ref 提交记录上有某个标签时，则只输出标签名称

让我们来看一个例子，对于下面的提交树：

git describe main 会输出：

v1_2_gC2

git describe side 会输出：

v2_1_gC4

高级话题¶

多次 rebase¶

哥们儿，我们准备了很多分支！咱们把这些分支 rebase 到 main 上吧。

但是你的领导给你提了点要求 —— 他们希望得到有序的提交历史，也就是我们最终的结果应该是 C6' 在 C7' 上面， C5' 在 C6' 上面，依此类推。

即使你搞砸了也没关系，用 reset 命令就可以重新开始了。记得看看我们提供的答案，看你能否使用更少的命令来完成任务！

两个父节点¶

操作符 ^ 与 ~ 符一样，后面也可以跟一个数字。

但是该操作符后面的数字与 ~ 后面的不同，并不是用来指定向上返回几代，而是指定合并提交记录的某个父提交。还记得前面提到过的一个合并提交有两个父提交吧，所以遇到这样的节点时该选择哪条路径就不是很清晰了。

Git 默认选择合并提交的“第一个”父提交，在操作符 ^ 后跟一个数字可以改变这一默认行为。

废话不多说，举个例子。

这里有一个合并提交记录。如果不加数字修改符直接检出 main^，会回到第一个父提交记录。

(在我们的图示中，第一个父提交记录是指合并提交记录正上方的那个提交记录。)

使用git checkout main^后

现在来试试选择另一个父提交……

使用git checkout main^2后

看见了吧？我们回到了另外一个父提交上

使用 ^ 和 ~ 可以自由地在提交树中移动，非常给力：

更厉害的是，这些操作符还支持链式操作！

使用git checkout HEAD~^2~2后