Git基础

关于版本控制

什么是版本控制？
版本控制是一种系统，用于记录一个或多个文件的内容变化，以便将来查阅特定版本的修订情况。

为什么需要版本控制？

• 适用范围广：不仅限于软件源代码，还适用于设计图、网页布局等各种文件类型。
• 核心功能：
  • 回溯文件到之前的状态。
  • 回退整个项目到某个时间点。
  • 比较文件改动细节。
  • 查明修改人和修改时间。
  • 追踪问题原因（如功能缺陷、错误引入点）。
• 恢复保障：即使误操作修改或删除文件，也能轻松恢复原状。
• 高效成本：引入版本控制后，额外工作量几乎可以忽略不计，却能显著提升管理和协作效率。

版本控制系统（VCS）是处理上述需求的明智选择，它让文件和项目管理更高效、更可控。

版本控制系统的发展与特点

1. 本地版本控制系统

• 传统方式的问题：直接复制项目文件夹并标记时间的方式简单但容易出错，比如覆盖文件或修改错误目录。
• 解决方案：
  • RCS (Revision Control System)：早期本地版本控制工具，通过保存“补丁集”（文件修改的差异）在硬盘中重建各版本内容。
• 缺点：所有历史记录集中存储，存在单点故障风险，容易丢失数据。

2. 集中化版本控制系统 (CVCS)

• 目的：解决分散开发者协作的问题。

• 特点：

  • 中心服务器存储所有文件修订版本，开发者通过客户端提取和提交更新。
  • 代表工具：CVS、Subversion (SVN)、Perforce。
  • 优点：
    • 团队成员可实时了解他人进展。
    • 管理员轻松管理权限，维护方便。
  • 缺点：
    • 单点故障风险：
      • 服务器宕机时，协作停止。
      • 数据库损坏且无备份时，历史记录丢失。
  

3. 分布式版本控制系统 (DVCS)

• 核心改进：每个客户端不仅获取文件快照，还完整镜像代码仓库，包括所有历史记录。
• 特点：
  • 数据冗余：任一本地仓库都可用于恢复服务器数据。
  • 多远端仓库协作：支持多样化的工作流（如层次模型）。
  • 代表工具：Git、Mercurial、Darcs。
• 优点：
  • 无单点故障：任一仓库损坏都可从其他仓库恢复。
  • 灵活协作：支持与多个团队并行工作，实现复杂的协作流程。

Git 是什么？——核心思想与特点

1. Git 的核心理念

Git 是一个以 快照流 为核心设计的版本控制系统，区别于传统的差异存储（如 CVS 和 Subversion）。

• 快照存储：Git 记录的是文件系统的完整快照，每次提交都会保存当前文件的状态。

  • 未修改的文件通过引用指向上次存储的内容，而非重复存储。
  

• 结果：操作高效、历史清晰、恢复便捷。

示例：
假设你修改了一个文件并提交，Git 会创建一个完整快照并保存变更，而非仅记录变化。若文件未改动，仅存储指针以节省空间。

假设你每天给家里的书架拍一张照片来记录变化：

• 其他版本控制系统 会只拍摄新添加或移动的书，并记下“差异”。
• Git 则拍摄书架的完整照片，但如果书架没有变化，它会直接用之前的照片，而不是重新拍摄。

这样，回顾某一天的状态时：

• 基于差异的系统需要对比所有照片的差异来重建书架。
• Git 可以直接拿出当天完整的照片查看书架的样子。

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2. 本地操作为主

Git 的绝大多数操作都是本地完成的，依赖本地仓库完整的历史数据。

• 高效性：无需网络延时，操作如浏览历史、查看差异几乎瞬时完成。
• 离线支持：即使无网络也可提交、查看记录并继续工作，后续再同步远程仓库。

对比：集中式系统（如 Perforce、CVS）依赖服务器，离线状态下无法提交或访问完整历史，而 Git 可以离线执行大多数操作。

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3. 数据完整性与安全性

• SHA-1 校验和：Git 为每个数据块生成唯一的 40 位哈希值，确保文件内容不能在不被发现的情况下更改。
  • 示例哈希：24b9da6552252987aa493b52f8696cd6d3b00373
• 不可逆删除：Git 通常只添加数据，已提交的内容几乎不可丢失。即使误操作，只需从其他备份仓库恢复。

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4. 三种状态与三个区域

Git 文件有三种状态：

• 已修改（modified）：文件已更改，但未保存到数据库中。
• 已暂存（staged）：文件修改后被标记，将包含在下次提交的快照中。
• 已提交（committed）：文件已保存到 Git 的本地数据库中。

对应的 Git 区域：

1. 工作区（Working Directory）：提取出的项目文件，供修改和编辑。
2. 暂存区（Staging Area）：保存即将提交的文件列表信息。
3. Git 仓库目录（Repository）：存储元数据和对象数据库，是项目核心。

基本流程：

1. 修改文件（工作区）。
2. 将修改暂存（暂存区）。
3. 提交快照（Git 仓库目录）。

示例：
修改文件后用 git add 暂存到索引中，再通过 git commit 提交保存到仓库中。

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命令行模式

Git 提供命令行和 GUI 两种使用方式。git建议选择 命令行模式，原因如下：

1. 功能完整性：命令行支持 Git 的所有功能，而大多数 GUI 工具仅支持部分功能。
2. 通用性：掌握命令行后，无论使用何种 GUI，都能轻松上手。
3. 一致性：每个用户都可访问命令行，而 GUI 工具因需求不同可能有所差异。

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macOS Terminal 常用命令

以下是常用的 Terminal 命令，便于学习 Git 和管理系统：

1.文件与目录操作

• pwd：显示当前所在路径。
• ls：列出当前目录下的文件和文件夹。
  • 示例：ls -la 显示隐藏文件及详细信息。
• cd [路径]：切换目录。
  • 示例：cd ~/Documents 切换到用户文档目录。
• mkdir [目录名]：创建新目录。
• rm [文件名]：删除文件。
  • 示例：rm -rf [目录名] 删除目录及其内容。

2.文件操作

• touch [文件名]：创建空文件。
• cat [文件名]：查看文件内容。
• cp [源文件] [目标路径]：复制文件。
• mv [源文件] [目标路径]：移动或重命名文件。

3.系统与进程管理

• top：查看当前系统运行状态和进程。
• ps -ax：列出当前所有进程。
• kill [进程号]：终止指定进程。

4.软件包管理（需安装 Homebrew）

• brew install [软件名]：安装软件。
• brew uninstall [软件名]：卸载软件。
• brew update：更新 Homebrew 和已安装包的信息。

5.Git 相关

• git init：初始化 Git 仓库。
• git status：查看仓库当前状态。
• git add [文件名]：将文件添加到暂存区。
• git commit -m "[信息]"：提交更新。
• git log：查看提交历史。

6.快捷操作

• clear：清屏，清除终端当前显示内容。
• exit：关闭终端会话。

Mac 上安装与配置 Git

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安装 Git

1. 通过 Homebrew 安装 Git
   在终端执行以下命令：

   brew install git

2. 验证安装
   确保安装成功并查看版本：

   git --version

3. 设置自动更新（可选）
   确保通过 Homebrew 定期更新 Git：

   brew update
   brew upgrade git

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初次运行 Git 前的配置

Git 的配置由 git config 管理，可通过以下位置定义：

1. 系统级配置：

   /etc/gitconfig

   • 对系统所有用户生效。使用 --system 选项修改。

2. 用户级配置：

   ~/.gitconfig

   或

   ~/.config/git/config

   • 当前用户生效，使用 --global 选项修改。

3. 仓库级配置：项目目录下的

   .git/config

   • 仅对当前仓库生效，使用 --local 修改（默认行为）。

配置项的优先级：仓库级 > 用户级 > 系统级。

查看所有配置：

git config --list --show-origin

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配置用户信息

1. 配置用户名和邮箱：

   git config --global user.name "408MyDad"
   git config --global user.email "youremail@example.com"

   这会全局生效，如需针对某项目单独设置，去掉 --global，在项目目录下执行。

2. 检查用户配置：

   git config user.name
   git config user.email

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设置默认文本编辑器

Git 需要一个文本编辑器来输入提交信息等内容。默认会使用系统的编辑器，推荐更换为常用的编辑器。

1. 使用 Neovim：

   git config --global core.editor "nvim"

2. 测试编辑器设置：
   执行需要编辑器的命令，如 git commit，确保 Neovim 能正常启动。

3. 验证编辑器配置：

   git config core.editor

   应返回 nvim。

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检查和修改 Git 配置

1. 查看当前所有配置：

   git config --list --show-origin

   显示所有配置及其定义文件。

2. 查看特定配置项：

   git config user.name

3. 查询配置项来源：

   git config --show-origin user.name

   返回配置值及定义的文件路径。

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Git 基础 - 获取 Git 仓库

1. 两种获取方式

• 初始化本地目录为 Git 仓库：将已有目录转换为 Git 仓库。
• 克隆远程仓库：从其他服务器复制完整的 Git 仓库。

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2. 在本地目录中初始化仓库

1. 进入项目目录（以 macOS 为例）：

   cd /Users/user/my_project

2. 初始化 Git 仓库：

   git init

   • 创建 .git 子目录，包含所有必要文件。

3. 开始跟踪文件并提交：

   git add *.c LICENSE
   git commit -m "Initial project version"

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3. 克隆远程仓库

1. 克隆仓库到当前目录：

   git clone https://github.com/libgit2/libgit2

   • 创建 libgit2 文件夹，初始化 .git 子目录，下载所有数据并准备好文件。

2. 自定义本地目录名：

   git clone https://github.com/libgit2/libgit2 mylibgit

   • 将远程仓库克隆到 mylibgit 文件夹。

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4. 支持的传输协议

Git 支持多种协议，如：

• https://
• git://
• SSH（user@server:path/to/repo.git）

选择适合的协议完成仓库克隆即可。

Git 基础 - 记录每次更新到仓库

在 Git 中，记录每次更新到仓库的流程分为多个步骤，主要涉及对文件的状态管理、暂存、提交等操作。以下是基本流程和相关命令的详细说明。

1. 文件状态

在 Git 中，文件有两种状态：已跟踪（Tracked）和未跟踪（Untracked）。

• 已跟踪文件：这些文件在 Git 仓库中已经有记录，它们的状态可能是：未修改（Unmodified）、已修改（Modified）或已暂存（Staged）。
• 未跟踪文件：这些文件尚未被 Git 跟踪，即 Git 之前没有记录这些文件。通常是新创建的文件，Git 不会自动跟踪，除非明确使用 git add 命令添加。

2. 查看当前文件状态

使用 git status 命令查看工作区的文件状态。例如，克隆一个仓库后，如果没有修改任何文件，执行 git status 将看到类似以下信息：

$ git status
On branch master
Your branch is up-to-date with 'origin/master'.
nothing to commit, working directory clean

这表示当前工作区没有未跟踪文件或未提交的更改。创建新文件（如 README）并查看状态时，会看到未跟踪文件：

$ echo 'My Project' > README
$ git status
On branch master
Your branch is up-to-date with 'origin/master'.
Untracked files:
  (use "git add <file>..." to include in what will be committed)

    README
nothing added to commit but untracked files present (use "git add" to track)

3. 跟踪新文件

使用 git add 命令将未跟踪的文件添加到 Git 的暂存区。例如：

$ git add README

此时再次使用 git status 查看，README 文件已经被暂存，准备提交：

$ git status
On branch master
Your branch is up-to-date with 'origin/master'.
Changes to be committed:
  (use "git restore --staged <file>..." to unstage)

    new file:   README

4. 暂存已修改的文件

修改已跟踪的文件时，使用 git status 查看状态：

$ git status
On branch master
Your branch is up-to-date with 'origin/master'.
Changes not staged for commit:
  (use "git add <file>..." to update what will be committed)
  (use "git checkout -- <file>..." to discard changes in working directory)

    modified:   CONTRIBUTING.md

要将修改的文件添加到暂存区，使用 git add：

$ git add CONTRIBUTING.md

再次执行 git status 查看文件状态：

$ git status
On branch master
Your branch is up-to-date with 'origin/master'.
Changes to be committed:
  (use "git reset HEAD <file>..." to unstage)

    new file:   README
    modified:   CONTRIBUTING.md

5. 状态简览

使用 git status -s 命令可以得到简洁的文件状态报告。例如：

$ git status -s
 M README
MM Rakefile
A  lib/git.rb
M  lib/simplegit.rb
?? LICENSE.txt

• ?? 表示未跟踪的文件。
• A 表示已添加到暂存区的文件。
• M 表示已修改的文件。

6. 忽略文件

有时我们需要忽略一些不需要 Git 跟踪的文件，比如编译过程中生成的临时文件。可以创建一个 .gitignore 文件来指定需要忽略的文件。.gitignore 文件使用 glob 模式来匹配需要忽略的文件或目录。

例如：

# 忽略所有的 .a 文件
*.a

# 忽略所有临时文件
*~

7. 查看文件的差异

使用 git diff 查看文件的差异。如果有修改未暂存，可以通过 git diff 查看更改的具体内容：

$ git diff

要查看已暂存的差异，可以使用 git diff --staged：

$ git diff --staged

8. 提交更新

使用 git commit 提交已暂存的更改。提交时可以添加消息，描述这次更改的目的。例如：

$ git commit -m "Fixed issue with CONTRIBUTING.md"

提交后，Git 会保存当前暂存区的快照，并将更改记录在历史中。提交后输出会告诉你本次提交的 SHA-1 校验和，以及有多少文件和行被修改：

[master 463dc4f] Fixed issue with CONTRIBUTING.md
 2 files changed, 2 insertions(+), 1 deletion(-)

9. 跳过暂存区

有时，如果你想要跳过暂存区直接提交更改，可以使用 -a 选项，这会自动将所有已跟踪的文件暂存并提交：

$ git commit -a -m "Updated benchmarks"

10. 移除文件

如果需要从 Git 仓库中删除某个文件，可以使用 git rm 命令。该命令不仅从 Git 中移除文件，还会将文件从工作目录删除：

$ git rm CONTRIBUTING.md
$ git commit -m "Removed CONTRIBUTING.md"

通过这些基本的 Git 操作，您可以有效地管理项目中的版本变更，跟踪文件的状态，并确保所有重要的更新都被记录下来。

Git 基础 - 查看提交历史

Git 提供强大的 git log 命令用于查看项目的提交历史，能够通过多种选项灵活展示信息。

基本使用

• 默认情况下，git log按时间倒序列出提交历史，包含：
  • 提交的 SHA-1 哈希值
  • 作者信息
  • 提交时间
  • 提交说明

常用选项

1. 显示详细信息：

   • -p 或 --patch：显示每次提交的改动细节（补丁格式）。
   • --stat：显示文件修改的统计信息。

2. 简化显示格式：

   • --pretty：定制提交历史格式：

     • oneline：每条提交占一行，适合快速浏览。

     • format：自定义显示格式，例如：

       git log --pretty=format:"%h - %an, %ar : %s"

       常用占位符包括：

       • %h：简短哈希
       • %an：作者名字
       • %ar：相对时间
       • %s：提交说明

3. 分支与合并展示：

   • --graph：用 ASCII 图形展示分支和合并历史。

4. 过滤与限制：

   • -<n>：仅显示最近的 n 条提交。
   • --since / --until：按时间筛选提交。
   • --author：仅显示特定作者的提交。
   • --grep：按提交说明关键字筛选。
   • -S：仅显示添加或删除指定字符串的提交。
   • --no-merges：隐藏合并提交。

5. 路径过滤：

   • 使用路径限制仅显示相关文件或目录的提交记录，格式：

     git log [options] -- [path]

实例

查看特定条件的提交，例如：

git log --pretty="%h - %s" --author='Junio C Hamano' --since="2008-10-01" \
   --before="2008-11-01" --no-merges -- t/

过滤出作者是 Junio C Hamano，2008 年 10 月期间对 t/ 目录的非合并提交。

小提示

• 使用 --no-merges 隐藏合并提交，简化历史记录。
• 使用 --oneline 快速浏览历史，结合 --graph 更直观。

Git 基础 - 撤消操作

1. 修改最近一次提交

使用 git commit --amend 修补提交或更改提交信息：

$ git commit --amend

• 替换上一次提交，历史记录不保留。
• 适用于补充遗漏文件或修正文案。

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2. 取消暂存文件

将文件从暂存区移回修改状态：

$ git reset HEAD <file>

示例：

$ git reset HEAD CONTRIBUTING.md

结果：文件变为“已修改未暂存”状态。

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3. 丢弃文件修改

恢复文件至上次提交状态：

$ git checkout -- <file>

示例：

$ git checkout -- CONTRIBUTING.md

注意：此命令会丢弃所有本地修改，谨慎使用。

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Git 基础 - 远程仓库的使用

1. 查看远程仓库

• 列出已配置的远程仓库：

  $ git remote

  通常会显示 origin，即克隆时默认的远程仓库名称。

• 显示远程仓库的详细信息：

  $ git remote -v

  列出仓库的 URL，用于拉取 (fetch) 和推送 (push)。

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2. 添加远程仓库

• 命令格式：

  $ git remote add <简写名> <远程仓库URL>

• 示例：

  $ git remote add pb https://github.com/user/repo.git
  $ git remote -v
  origin	https://github.com/origin/repo.git (fetch)
  origin	https://github.com/origin/repo.git (push)
  pb	    https://github.com/user/repo.git (fetch)
  pb	    https://github.com/user/repo.git (push)

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3. 从远程仓库抓取和拉取

• 抓取数据（只下载不合并）：

  $ git fetch <远程名>

• 拉取数据（下载并自动合并到当前分支）：

  $ git pull <远程名> <分支名>

• 示例：

  $ git fetch origin
  $ git pull origin master

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4. 推送到远程仓库

• 推送数据到指定分支：

  $ git push <远程名> <分支名>

• 示例：

  $ git push origin master

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5. 查看远程仓库详细信息

• 命令：

  $ git remote show <远程名>

• 示例：

  $ git remote show origin

  显示远程仓库的 URL、跟踪的分支、本地与远程的分支映射关系等。

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6. 重命名或移除远程仓库

• 重命名远程仓库：

  $ git remote rename <旧名> <新名>

• 移除远程仓库：

  $ git remote remove <远程名>

• 示例：

  $ git remote rename pb paul
  $ git remote remove paul

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Git基础 - 打标签

Git 提供了两种标签：轻量标签和附注标签。标签通常用于标记重要的提交点（如版本发布）。以下是关于 Git 标签的核心知识点：

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1. 列出标签

• 查看所有标签：

  git tag

• 按模式查找标签（需 -l 或 --list选项）：

  git tag -l "v1.8.5*"

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2. 创建标签

附注标签（包含详细信息，推荐使用）：

git tag -a <tagname> -m "Tag message"

查看附注标签：

git show <tagname>

轻量标签（无额外信息）：

git tag <tagname>

查看轻量标签：

git show <tagname>

给历史提交打标签： 指定提交哈希：

git tag -a <tagname> <commit_hash>

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3. 共享标签

• 推送单个标签：

  git push origin <tagname>

• 推送所有本地标签：

  git push origin --tags

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4. 删除标签

删除本地标签：

git tag -d <tagname>

删除远程标签：

• 方法一：

  git push <remote> :refs/tags/<tagname>

• 方法二：

  git push <remote> --delete <tagname>

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5. 检出标签

检出某个标签对应的代码：

git checkout <tagname>

注意：这会进入**分离头指针（detached HEAD）**状态。如果需要修改内容并提交，建议创建新分支：

git checkout -b <new-branch> <tagname>

**小贴士 **

• 附注标签存储更多元信息，推荐用于发布版本等重要节点。
• 轻量标签更简单，适合临时标记。
• 推送标签时，Git 不区分轻量标签和附注标签，都会被传输。

Git 基础 - Git 别名

Git 提供了一个强大的技巧，可以简化你的操作体验：别名。通过为常用命令设置简短的替代名称，能显著提高工作效率。下面是一些关键知识点和常见用法。

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设置别名

你可以通过 git config 命令为任意 Git 命令设置别名。以下是一些常见别名示例：

$ git config --global alias.co checkout   # 将 `checkout` 简化为 `co`
$ git config --global alias.br branch     # 将 `branch` 简化为 `br`
$ git config --global alias.ci commit     # 将 `commit` 简化为 `ci`
$ git config --global alias.st status     # 将 `status` 简化为 `st`

设置后，你可以通过以下方式快速执行对应命令：

$ git ci -m "Initial commit"    # 相当于 git commit -m "Initial commit"
$ git br                        # 相当于 git branch

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添加高级别名

可以为复杂的 Git 命令或组合命令设置别名，进一步提升操作效率。例如：

1. 取消暂存文件
   为 reset HEAD -- 添加别名 unstage：

   $ git config --global alias.unstage 'reset HEAD --'

   现在，以下命令等价：

   $ git unstage <file>    # 更直观
   $ git reset HEAD -- <file>

2. 查看最后一次提交
   为 log -1 HEAD 添加别名 last：

   $ git config --global alias.last 'log -1 HEAD'

   通过别名快速查看最近一次提交：

   $ git last

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执行外部命令

别名不仅适用于 Git 子命令，还能运行外部命令。为此，可以在命令前加上 ! 符号。例如：

• 将 git visual 定义为运行 Git 图形界面工具 gitk：

  $ git config --global alias.visual '!gitk'

  现在运行以下命令即可打开 gitk：

  $ git visual

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管理别名

所有设置的别名会存储在 ~/.gitconfig 文件中，可以通过编辑该文件管理或调整别名设置：

[alias]
    co = checkout
    br = branch
    ci = commit
    st = status
    unstage = reset HEAD --
    last = log -1 HEAD
    visual = !gitk