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。

基本用法

上面的四條命令在工作目錄、暫存目錄（也叫做索引）和倉庫之間復制文件。

• git add files把當前文件放入暫存區(qū)域。

• git commit給暫存區(qū)域生成快照并提交。

• git reset – files用來撤銷最后一次git add files，你也可以用git reset撤銷所有暫存區(qū)域文件。

• git checkout – files把文件從暫存區(qū)域復制到工作目錄，用來丟棄本地修改。

你可以用git reset -p，git checkout -p，or git add -p進入交互模式。

也可以跳過暫存區(qū)域直接從倉庫取出文件或者直接提交代碼。

git commit -a相當于運行git add把所有當前目錄下的文件加入暫存區(qū)域再運行。

git commit files進行一次包含最后一次提交加上工作目錄中文件快照的提交。并且文件被添加到暫存區(qū)域。

git checkout HEAD – files回滾到復制最后一次提交。

約定

后文中以下面的形式使用圖片。

綠色的5位字符表示提交的ID，分別指向父節(jié)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。這張圖片里顯示最后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(jié)點。

命令詳解

Diff

有許多種方法查看兩次提交之間的變動，下面是一些示例。

Commit

提交時，Git用暫存區(qū)域的文件創(chuàng)建一個新的提交，并把此時的節(jié)點設為父節(jié)點。然后把當前分支指向新的提交節(jié)點。下圖中，當前分支是master。在運行命令之前，master指向ed489，提交后，master指向新的節(jié)點f0cec并以ed489作為父節(jié)點。

即便當前分支是某次提交的祖父節(jié)點，git會同樣操作。下圖中，在master分支的祖父節(jié)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(jié)點。此時，合并[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(jié)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]，后文講。

Checkout

Checkout命令用于從歷史提交（或者暫存區(qū)域）中拷貝文件到工作目錄，也可用于切換分支。

當給定某個文件名（或者打開-p選項，或者文件名和-p選項同時打開）時，Git會從指定的提交中拷貝文件到暫存區(qū)域和工作目錄。比如，git checkout HEAD~ foo.c會將提交節(jié)點HEAD~（即當前提交節(jié)點的父節(jié)點）中的foo.c復制到工作目錄并且加到暫存區(qū)域中。（如果命令中沒有指定提交節(jié)點，則會從暫存區(qū)域中拷貝內(nèi)容。）注意當前分支不會發(fā)生變化。

當不指定文件名，而是給出一個（本地）分支時，那么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），然后暫存區(qū)域和工作目錄中的內(nèi)容會和HEAD對應的提交節(jié)點一致。新提交節(jié)點（下圖中的a47c3）中的所有文件都會被復制（到暫存區(qū)域和工作目錄中）；只存在于老的提交節(jié)點（ed489）中的文件會被刪除；不屬于上述兩者的文件會被忽略，不受影響。

如果既沒有指定文件名，也沒有指定分支名，而是一個標簽、遠程分支、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，你可以運行git checkout v1.6.6.1（這是一個標簽，而非分支名），編譯，安裝，然后切換回另一個分支，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。

HEAD標識處于分離狀態(tài)時的提交操作

當HEAD處于分離狀態(tài)（不依附于任一分支）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。）

一旦此后你切換到別的分支，比如說master，那么這個提交節(jié)點（可能）再也不會被引用到，然后就會被丟棄掉了。注意這個命令之后就不會有東西引用2eecb。

但是，如果你想保存這個狀態(tài)，可以用命令git checkout -b name來創(chuàng)建一個新的分支。

Reset

Reset命令把當前分支指向另一個位置，并且有選擇的變動工作目錄和索引。也用來在從歷史倉庫中復制文件到索引，而不動工作目錄。

如果不給選項，那么當前分支指向到那個提交。如果用–hard選項，那么工作目錄也更新，如果用–soft選項，那么都不變。

如果沒有給出提交點的版本號，那么默認用HEAD。這樣，分支指向不變，但是索引會回滾到最后一次提交，如果用–hard選項，工作目錄也同樣。

如果給了文件名（或者-p選項），那么工作效果和帶文件名的checkout差不多，除了索引被更新。

Merge

Merge命令把不同分支合并起來。合并前，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(jié)點，那么合并命令將什么也不做。另一種情況是如果當前提交是另一個分支的祖父節(jié)點，就導致fast-forward合并。指向只是簡單的移動，并生成一個新的提交。

否則就是一次真正的合并。默認把當前提交（ed489 如下所示）和另一個提交（33104）以及他們的共同祖父節(jié)點（b325c）進行一次三方合并[4]。結(jié)果是先保存當前目錄和索引，然后和父節(jié)點33104一起做一次新提交。

Cherry Pick

cherry-pick命令“復制”一個提交節(jié)點并在當前分支做一次完全一樣的新提交。

Rebase

衍合是合并命令的另一種選擇。合并把兩個父分支合并進行一次提交，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(zhì)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，并且把分支指向新的節(jié)點。注意舊提交沒有被引用，將被回收。

要限制回滾范圍，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復雜操作，比如丟棄、重排、修改、合并提交。沒有圖片體現(xiàn)這些，細節(jié)看這里：git-rebase(1)[5]。

技術說明

文件內(nèi)容并沒有真正存儲在索引（.git/index）或者提交對象中，而是以blob的形式分別存儲在數(shù)據(jù)庫中（.git/objects），并用SHA-1值來校驗。索引文件用識別碼列出相關的blob文件以及別的數(shù)據(jù)。對于提交來說，以樹（tree）的形式存儲，同樣用對于的哈希值識別。樹對應著工作目錄中的文件夾，樹中包含的 樹或者blob對象對應著相應的子目錄和文件。每次提交都存儲下它的上一級樹的識別碼。

如果用detached HEAD提交，那么最后一次提交會被the reflog for HEAD引用。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。

相關鏈接：

http://marklodato.github.io/visual-git-guide/index-zh-cn.html#merge

http://marklodato.github.io/visual-git-guide/index-zh-cn.html#rebase

http://marklodato.github.io/visual-git-guide/index-zh-cn.html#detached

http://en.wikipedia.org/wiki/Three-way_merge

http://www.kernel.org/pub/software/scm/git/docs/git-rebase.html#_interactive_mode