一文了解git操作和概念！

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在2021 Stack Overflow 最受欢迎的工具调查排名中，有超过90%的开发者选择git，它如今已成为开发人员的基本技能和工作时首选的版本控制系统。本文将介绍git的基本概念和常用操作，教你使用git快速完成自己的工作流。

本文只介绍基本操作和概念，若想对git有更详细的了解，请到git官网（https://git-scm.com）获取更多细节。推荐到官网阅读并下载 Pro Git 中文版阅读（https://book.git-scm.com/book/zh/v2）。有时网络不太好，你可以在公众号消息界面发送 ProGit 即可获得文章编写时的最新pdf文件。

git(/ɡɪt/)是一个分布式版本控制软件软件，最初由Linus Torvalds创作，于2005年以GPL许可协议发布。最初目的是为了更好地管理Linux内核开发而设计。

历史（Wikipedia）

自2002年开始，Linus Torvalds决定使用BitKeeper作为Linux内核主要的版本控制系统用以维护代码。因为BitKeeper为专有软件，这个决定在社群中长期遭受质疑。在Linux社群中，特别是理查德·斯托曼与自由软件基金会的成员，主张应该使用开放源代码的软件来作为Linux内核的版本控制系统。Linus曾考虑过采用现成软件作为版本控制系统（例如Monotone），但这些软件都存在一些问题，特别是性能不佳。现成的方案，如CVS的架构，受到Linus的批评。

2005年，Andrew Tridgell写了一个简单程序，可以连接BitKeeper的仓库，BitKeeper著作权拥有者拉里·麦沃伊认为Andrew对BitKeeper内部使用的协议进行逆向工程，决定收回无偿使用BitKeeper的许可。Linux内核开发团队与BitMover公司进行磋商，但无法解决他们之间的歧见。Linus决定自行开发版本控制系统替代BitKeeper，以十天的时间编写出git第一个版本。

安装配置

• Linux

在Linux上可以方便地通过自己系统的软件包管理器安装 git，如：

# Debian:
sudo apt install git
# Fedora:
sudo yum install git
# Arch Linux:
sudo pacman -S git
# ......

• Windows

Windows下的安装一般选择直接到官网下载适合自己系统的版本（https://book.git-scm.com/download/win）。

若有winget（Windows下的包管理器），也可以使用：

winget install --id Git.Git -e --source winget

• macOS

一般使用HomeBrew或MacPorts：

# HomeBrew:
brew install git
# MacPorts:
sudo port install git

一些概念

版本控制

我们使用git，主要是将它作为一个版本控制工具，那么什么是版本控制？

在手机上安装完软件后，我们经常需要对它们进行升级，或者说版本更新。旧版和新版软件最明显的区别是什么？就是它们的版本号不同。而一般来说，每个版本对应的软件包，它们在界面、功能、体验等方面总有一些差别，除非开发者故意拿一套不变的代码糊弄。同样的，在实际开发过程中，总是要对程序做修改，导致文件前后发生变化。我们把这些软件包，源代码，或者说文件的不同“内容”，叫做不同的版本，可以写个版本号来表示。而版本控制，就是用来记录一个或多个文件内容（版本）变化的系统。

开发程序的过程中，我们用版本控制工具来管理程序的源代码文件。但几乎所有版本控制工具都可以拿来管理 所有文件 的版本。我们可以用它来管理 .kt, .cpp, .rs, .docx, .xlsx, .txt, .png 甚至 .mp4文件。

我们为什么需要版本控制呢？假设你是一位装修设计师，正在设计一个房间，本来房间的基本架构都做好了，某天你突然想改装一下卫生间，之后又想改装一下飘窗，后面发现这样会弄坏承重墙和楼下邻居的天花板，由于你改得一团糟，很难再改回去了。这时如果你使用了版本控制，你可以很轻松地恢复到原来的样子，通常这样比备份多个文件更方便。

分布式版本控制系统

分布式是相对于集中式而言的，它们是描述多人协作的版本控制方式的。假设要开发一个大型软件，这个软件要求连接互联网，可以与人对话，会根据用户手机壳颜色更换主题（/手动滑稽），显然一个人不太可能精通所有方面，所以需要很多人同时开发，写好自己的代码然后合并在一个软件里面。

集中式指的是，这个软件的代码存放在一个中心服务器上，即它的仓库是在一个地方统一管理的，每个程序员在开发时都要连接这个服务器，取出最新的文件然后开发再上传。你可以看到这个软件每个人开发的最新情况是什么样的，也可以在别人把服务器卡死不能工作的时候回家休息一段时间。

分布式，则指的是这个软件的完整代码，分布在每一个开发人员手上，即每个人都需要有这个软件的完整仓库。分布式一般会设置一个仓库作为中心仓库，存放目前开发的主线（应该是用来作为代码交换的中心），在每次工作结束之后，每个人只需要提交自己的改动即可，同时再同步一下别人的改动。你可以按照自己的想法完全修改这个仓库，可以在公司停电的情况下在自家工作，也可以在克隆仓库时花一个多小时（一般只在第一次，且大多数都在几分钟）。

存储文件快照

不同于CVS等版本控制工具，git对待数据的方式是直接记录文件的快照（某个版本的文件本身），而不是记录文件的变化（这是基于差异的版本控制系统 delta-based）。

具体来说，基于差异的控制方式是，只记录每次的改动：假设你有一个香蕉，某天你在香蕉上贴了标签，这作为一个版本，之后你又在香蕉上打蜡，再作为一个版本。那么你现有的三个版本是这样记录的，一个香蕉， 香蕉上贴了标签， 香蕉上打了蜡。

而git则是记录每次的文件本身：还是这根香蕉，使用git记录的话，这三个版本则是这样的，一个香蕉，一个贴了标签的香蕉，一个贴了标签并打了蜡的香蕉。

git的一些特点

• 几乎都在本地执行。git中绝大多数操作只需要访问本地资源，一般不需要互联网或其他计算机的信息，这让它在工作时具有令人极其舒服的快速。

• 文件完整性校验。git中所有的数据在存储前都会计算SHA-1值，然后通过哈希值来引用，而不是文件名。这样，你就无法在git不知情的情况下修改文件及内容。同样，git也会发现你在传输过程中发生的信息丢失或文件损坏。

• 一般只添加数据。我们执行的git操作几乎只向数据库中添加数据，而很难从数据库中删除数据，它几乎不会执行任何可能导致文件不能回复的操作，这让它更加安全。

Git Bash

在Linux/macOS上，运行git只需要在终端执行 git [commands命令] [arguments参数] 之类的命令即可。在Windows下，会提供 git bash 工具，使用 git bash 可以保持命令的一致性。本文的所有git命令均可以在不同平台运行。

全局配置

版本控制系统需要知道每次都是谁对文件做了修改，因此你需要为git配置你的一些信息，每台计算机（严格说是某个计算机的某个系统中的某个用户）只需要全局配置一次，今后的版本控制都将默认使用全局配置，你也可以在特定仓库中使用不同的配置。

进行全局配置的工具为 git config，git将配置存储在一些文件中：

• Linux/macOS：

  1. 系统配置文件： /etc/gitconfig

     使用 git config --system 进行读写。

  2. 全局配置文件： ~/.gitconfig 或 ~/.config/git/config

  使用 git config --global 进行读写。

  3. 仓库配置文件：仓库/.git/config

     使用 git config --local 进行读写，前提是你已经在此仓库中。

• Windows（使用命令同上）

  1. 系统配置文件：C:\ProgramFiles\Git\etc\gitconfig （在你的Git安装目录下寻找）
  2. 全局配置文件：C:\Users\用户名.gitconfig
  3. 仓库配置文件：仓库\.git\gitconfig

大多数情况下，我们只需要关注全局配置文件，在极少数的情况下会配置仓库配置文件。以下为配置的命令：

# 查看现有配置
git config --list

# 配置用户信息，默认全局配置
# 可使用 --local 代替 --global 来进行仓库配置
git config --global user.name "你的用户名"
git config --global user.email 你的邮箱@mail.com

只需要输入两行命令就可以完成配置，之后就可以使用git来工作了。

工作区

在git中，文件存在三种状态：

• 已修改 modified
• 已暂存 staged
• 已提交 committed

与之对应，git项目就会有三个阶段：

• 工作区 working directory
• 暂存区 staging area (Index)
• git仓库 .git repository

需要知道的是，你的仓库就是在 项目 .git 文件夹下的一些内容，当你克隆仓库时，你不需要复制克隆别的文件，克隆的只是 .git文件夹。

工作区就是你本来的项目文件，它在.git文件夹外。严格来说，在你使用git管理你的项目文件后，之前的项目文件就应该看做是从.git仓库的某个特定版本的数据库中提取出来的文件，放在磁盘上以供修改使用。

暂存区是一个文件，按git的术语也可以叫做索引（Index），它一般放在.git文件夹下，保存了下次将要提交的文件列表信息。比如，你对工作区中的a文件做了修改，那么在你保存后，暂存区中就会记录a文件已经修改，准备下次提交，你可以手动选择是否提交。

git仓库是你提交的内容，你的本地仓库，它在.git文件夹下，存放项目元数据和对象数据库。

使用Git

这里将从头开始创建一个git仓库，并在实际操作中学习如何使用git工作。

创建仓库

在本地创建仓库有两种方式：

• 将一个本地目录转换为git仓库：

# 新建文件夹作为仓库
mkdir my_git
cd my_git

git init        # git init 命令将初始化一个本地仓库

• 从其他计算机或服务器克隆一个git仓库：

# 从url地址克隆一个git仓库
git clone [url] (rename)  #可以选择添加rename参数更改目录名

在创建一个git仓库后，对应目录下会出现一个 .git 目录，这里面含有你初始化git仓库所有必要的文件，它是git仓库的骨干。

检查文件状态

你工作目录下的文件只有两种状态：已跟踪 和 未跟踪，它们的区别是是否纳入版本控制。对于已跟踪的文件，git知道要记录它们的版本变化。通过以下命令查看当前文件是否跟踪：

git status
# 如果有未跟踪的文件你将在Untracked files中看到
# 你还可以看到在暂存区未提交的文件

# 使用以下命令查看更简略的信息
git status -s
git status --short

# 使用 git ststis -s 时：
## ??表示未跟踪的文件
##  A表示新添加到暂存区的文件
##  M表示修改后的文件
##
##   注意，状态码包含两个字符，左侧表示暂存区，右侧表示工作区
## MM表示文件已修改并暂存，暂存后又做了修改，后做的修改未暂存
## A 表示已修改且已暂存

跟踪、暂存文件

在创建仓库之后，我们需要将项目文件添加到版本控制。

# 使用git add 跟踪未跟踪的文件，可以使用通配符
git add files       # 跟踪files文件
git add .           # 跟踪所有文件
git add src         # 跟踪src目录下的所有文件

# 在文件修改后，再次使用add命令会将文件添加到暂存区
# 修改文件后及时运行git add命令是一个良好的习惯
git add .

需要注意的是，只有对文件进行跟踪，才可以使用git进行版本控制。每次修改完成后，应该再次使用add将文件添加到暂存区。

忽略掉某些文件

通常来说，为了方便我们会直接运行 git add 命令来将项目所有文件纳入跟踪并添加到暂存区。但有时候，会有一些本地配置文件或生成的中间文件（如gcc编译的目标文件），我们并不需要将其纳入版本控制，但一个一个进行add又有些麻烦。

这种情况下，我们可以在项目根目录（事实上可以在项目内的任何一个目录创建，以起到分别对目录管理）创建一个 .gitignore 文件，在里面列出要忽略的文件格式。

.gitignore文件的格式规范可查看官方文档，这里是一些常用的示例：

# 忽略所有的 .a 文件
*.a
# 跟踪所有的 lib.a 文件，这会覆盖之前忽略 .a 文件对 lib.a 文件的影响
!lib.a
# 忽略当前目录下的 TODO 文件
/TODO
# 忽略所有目录下名为 build 的文件夹
build/
# 忽略 app 文件夹下的 build 文件夹
app/build/

查看修改

可以使用 git statue 命令查看文件的修改状态，有时在向仓库提交前我们要查看一些详细的信息，比如某一行修改的具体内容，这时候就可以使用 git diff：

# 查看尚未暂存的文件的变化：
git diff 
# 修改的部分是与上次已暂存的文件相比较

# 查看已暂存的文件的变化：
git diff --staged
git diff --cached       # 与上面一条同义
#修改的部分是与上次已提交到git仓库的文件相比较

提交到本地仓库

当把所有修改完成的文件提交到暂存区后，就可以提交到本地仓库了。在此之前，请务必确认所有已修改或新建的文件都有 add 过，可以使用git status查看，否则提交的时候变化不会被包含在里面。使用如下命令进行提交：

# 提交到本地仓库

# 提交之前确定运行 git add
git commit
# 运行此命令会打开文本编辑器，你需要在里面填写提交说明
# 良好的提交声明会让版本管理更加有效

git commit -m "Commit Message"
# 运行此命令可以很方便地书写提交信息，更加方便，适合短说明文本

git commit -a
# 运行此命令，git会自动对所有已跟踪的文件执行 git add，使命令更简洁

要注意，提交到仓库的是暂存区的文件快照，如果工作区的修改未提交到暂存区，将会造成遗漏。

移动、移除文件

有时，我们需要git停止对某一文件的跟踪，或者删除某些错误提交到版本库中的文件，或是移动某些文件的位置，这时就需要用到：

# 移除文件
git rm file
# 运行此命令会删除工作区的本地文件，并撤销git对其的版本跟踪

git rm -f file
# 当要rm的文件已被提交到暂存区时，就要使用 -f （force）指令
# 强制rm，这是git的一种安全措施

# 移除在 git 仓库和暂存区中的文件，而不删除工作区的文件
git rm --cached file
# 这个命令常作为忘记添加 .gitignore文件的补救措施


# 移动文件
# git mv命令与linux的mv命令使用方法基本相同
git mv file files/file
# 将根目录的file文件移动到 files/文件夹下
git mv filea fileb
# 将当前目录的 filea 文件更名为 fileb文件

# 使用 mv 命令 可以保持git对文件的跟踪，
# 而不需要在移动或改名后再次运行 mv, git add, git rm

查看提交历史

当我们想查看项目或文件的提交历史时：

# 查看提交历史
git log
# 默认情况下，git log会按时间顺序排列所有提交
# 它带有很多选项，当然你也可以使用 grep 等工具

# 显示每次提交引入的差异
git log -p      # 或 --patch
# 显示最近2条提交
git log -n
# 显示每次提交的简略统计信息
git log --stat
#用不同格式显示
git log --pretty=[]
# []内可以是 oneline:每个提交放到一行显示
# 还有类似的 short , full ,fuller
# 可以使用 format 来定制记录的显示格式

git log --pretty=oneline --graph
# 使用此命令会用一些字符“图形化”地显示出每次提交和分支之间的关系

撤销操作

在某个阶段，比如正常运行的程序在修改后无法运行，这时我们可能需要撤销对相应文件的修改。撤销操作有可能会导致之前的工作丢失，在执行撤销前一定要注意。

# 重新提交
git commit --amend
# 适用于提交后发现某些文件忘记添加或提交信息写错的情况
# 如果暂存区没有文件改变，将只覆盖提交信息
# -amend 选项可以避免因为失误导致仓库版本混乱

git reset HEAD <file>
# 此命令会将git仓库中的file文件复制到暂存区，不会改变工作区
# 以此来撤销对暂存区文件的修改
# 若文件不存在，则在暂存区中删除

git checkout -- <file>
# 此命令会同时还原暂存区和工作区的file文件

远程仓库

为了能在git管理的项目上写作，我们通常会使用远程仓库，比如 Git Hub ，下面介绍如何连接远程仓库。

# 查看当前仓库对应的远程仓库
git remote      # -v选项会显示git保存的简写

# 如果当前仓库还未配置远程仓库，则需要
# 添加远程仓库
git remote add <shortname> <url>
# shortname 设置为你自己对仓库的简写
# url 为远程仓库的地址

# 从远程仓库中同步最新数据
git fetch <remote>
# 会从远程仓库下载最新版本的文件和数据

# 推送到远程仓库
git push origin master
# 会将本地仓库同步到远程仓库的master分支

# 查看远程仓库
git remote show origin

# rm远程仓库
git remote rename name1 name2
git remote remove name1
# 命令会将 name1 仓库更名为name2
# 命令会移除 name1 远程仓库
# 需要你对远程仓库具有读写权限