漫談Git和Github

上期漫談版本控制系統中我們談到了版本控制系統的四個演進過程，即悲觀鎖版本 -> 樂觀鎖版本 -> 多分支版本 -> 分佈式版本，目前我們使用最多的是分佈式版本，本期我們就來介紹下分佈式版本控制系統的具體實現Git和GitHub。

Git基礎

Git不用於其他版本控制系統主要體現在以下幾點：1. Git對待數據的方法，直接記錄快照，而非差異比較；2. 暫存區；3.高效的分支模型。
- 直接記錄快照，而非差異比較
CVS、Subversion等版本控制系統會以文件變更列表的方式存儲信息，即以增量形式存儲信息，如下圖所示。而Git全量方式存儲信息，同時爲了減少空間使用，當文件沒有修改時，最新版本中並不會存儲該文件的全量信息，而是保留一個鏈接指向之前存儲的文件。譬如File A在version2發生了修改，因此全量存儲文件信息，而在version3並沒有修改，因此保留一個鏈接指向A1。

• 工作目錄、暫存區、本地倉庫
  Git引入三個工作區域的概念：工作目錄（Working Directory）、暫存區（Staging Area）、本地倉庫，尤其是暫存區具有獨創性。工作目錄是對項目的某個版本提取出來的內容存放到磁盤中；暫存區只是一個文件，保存下次提交的文件列表信息；本地倉庫是Git用來保存項目的元數據和對象數據庫的地方，當進行克隆倉庫時，拷貝的就是這裏的數據。數據在三者之間的基本交互流程：1.在工作目錄中修改文件；2.暫存文件，將文件的快照存放到暫存區域；3.提交更新，找到暫存區域的文件，將快照永久性存儲到Git倉庫中。

- 高效的分支模型
在很多版本控制系統中，創建一個分支意味着需要完全創建一個源代碼目錄的副本，對於大型項目來說，這樣的過程會耗費大量時間，而這對於Git來說是非常輕便的。上文我們已經提到Git對待數據的方法，即直接記錄快照，同時，Git在進行提交操作時，它會保存一個提交對象（commit object），該對象會包含一個指向暫存內容快照的指針，提交者的姓名、郵箱、輸入信息和指向它的父對象的指針。注意：首次提交的提交對象沒有父對象。
爲了幫助大家更好地理解，假設有一個工作目錄，包含三個將要被暫存和提交的文件。暫存操作爲每個文件計算校驗和，然後把當前版本的文件快照保存到Git倉庫中（Git使用blob對象保存它們）。當使用git commit 進行提交操作時，會計算每一個子目錄的校驗和，然後在Git倉庫中將這些校驗和保存爲樹對象，隨後，Git便會創建一個提交對象，它除了包含上面提到的那些信息外，還包含指向這個樹對象的指針。如下圖所示，現在Git倉庫包含五個對象：三個blob對象（保存着文件快照）、一個樹對象（記錄着目錄結構和blob對象索引）以及一個提交對象。

安裝

• Windows系統 
  可以通過cmder中的choco install git，也可以通過普通安裝完成
• Mac系統 
  brew install git
• Linux系統 
  yum install git
• 檢查安裝是否成功 
  git --version

初次運行Git前的配置

用戶信息
當安裝完Git之後應該做的第一件事就是設置你的用戶名稱和郵件地址，這樣做很重要，因爲每一次Git提交都會使用這些信息。

git config --global user.name "mukedada"
git config --global user.email [e-mail]

注意--global選項表示全局設置。
檢查配置信息
通過git config --list命令列出所有Git當前能找到的配置，還可以通過git config <key>來檢查某一項配置，例如：git config user.name，結果：

$ git config user.name
mukedada

獲取Git倉庫

目前有兩種方式獲取Git項目倉庫的方法。第一種方法是把現有目錄下的所有文件導入到Git中；第二種方法是一個服務器克隆一個現有的Git倉庫。
在現有目錄中初始化倉庫

$ cd test
$ git init

在test目錄下創建一個名爲.git的子目錄。
克隆現有的倉庫
克隆倉庫的命令格式是git clone [url]。比如，要克隆木可大大的code倉庫，可以用下面的命令：

$ git clone [e-mail]:mukedada/code.git

這回在當前目錄下創建一個名爲”code”的目錄，並在這個目錄下初始化一個.git文件夾。

記錄每次更新到倉庫

test目錄下的每個文件都不外乎兩個狀態：已跟蹤或未跟蹤。已跟蹤的文件是指那些被納入了版本控制的文件，在上一次快照中有它們的記錄，在工作一段時間後，它們的狀態可能處於未修改或已修改或一放入暫存區。test目錄下除了已跟蹤的文件以外，剩下的文件都屬於未跟蹤的文件，它們既不存在於上次快照的記錄中，也沒有放入暫存區。初次克隆的test倉庫，此時該工作目錄中的所有文件都屬於已跟蹤文件，並處於未修改狀態。編輯過某些文件之後，由於自上次提交後我們對它們做了修改，Git將它們標記爲已修改文件。我們逐步將這些修改過的文件放入暫存區，然後提交所有暫存區中的修改，如此反覆。

檢查當前文件狀態

使用git status名稱查看當前文件處於什麼狀態。

$ git status
On branch master
Your branch is up to date with 'origin/master'.

nothing to commit, working tree clean

nothing to commit,working tree clean說明當前工作目錄中所有已跟蹤的文件在上次提交之後沒有修改過；On branch master說明當前處於master分支。

現在，我們在test項目下創建text.txt文件，再使用git status命令。

$ echo 'my project' > test.txt
$ 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)

        test.txt

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

從中我們可以發現，test.txt在Untracked files下面，這就意味着該文件並未在之前的快照中，如果我們想讓該文件納入到Git的跟蹤範圍內，需要使用git add命令。

跟蹤新文件

git add + 文件或目錄，如果是目錄，則將遞歸跟蹤該目錄下所有的文件。

$ git add test.txt
$ 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:   test.txt

只要出現Changes to be committed說明test.txt已經進入暫存區。

暫存已修改文件

現在我們修改test.txt，發現該文件既出現在Changes to be committed下面，又出現在Changes not staged for commit下面，前一句說明該文件在暫存區，而後一句說明該文件在非暫存區，這怎麼可能呢？其實，文件在暫存區是因爲暫存區保存的是我們上一次運行git add命令時的版本，接着我們沒有運行git commit命令，而是對文件進行修改，所以出現了Changes not staged for commit，因此，我們需要對修改後的文件重新運行git add命令把最新版本重新暫存起來。

$ vim test.txt
$ 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:   test.txt

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:   test.txt

查看已暫存和未暫存的區別

通過上面代碼我們知道我們對已暫存的test.txt進行了修改，還沒有執行git add命令，但是我們不知道具體修改了什麼內容，此時，我們就可以用git diff命令來查看修改的內容。

$ git diff
diff --git a/test.txt b/test.txt
index a159320..b3b1c1b 100644
--- a/test.txt
+++ b/test.txt
@@ -1 +1,2 @@
 hello 'my project'
+haha~

提交更新

使用 git commit -m "備註"命令提交存放在暫存區的快照，-m選項表示提交時備註信息。

跳過使用暫存區域

git commit加上-a選項表示跳過git add步驟直接將文件保存到暫存區。

打標籤

• 列出標籤
  輸入git tag命令：

$ git tag
v0.1

• 創建標籤

$ git tag -a v1.0 -m 'my version 1.0'
$ git tag
v0.1
v1.0

分支

Git分支，本質上就是指向提交對象的可變指針。每當提交一次，都會生成一個新的提交對象，它包含一個指向上次提交對象的指針，如下圖所示。

分支創建
通過使用git branch命令創建分支，譬如：

$ git branch testing

當有兩個指向相同提交歷史的分支，Git怎麼知道當前在哪一個分支上呢？Git有一個特殊指針HEAD，它指向當前所在的本地分支。

分支切換
通過使用git checkout命令進行分支切換，譬如：我們切換到新創建的testing分支上：

$ git checkout testing

此時，HEAD就指向testing分支。

分支合併
目前Git分支合併主要有兩種方法：merge和 rebase。
- merge：把兩個分支的最新快照和以及兩者最近的共同祖先進行三方合併，合併的結果是生成一個新的快照，並提交，如果沒有衝突的話。舉個栗子，首先將hotfix branch合併到master分支上，由於當前master分支所指向的提交是hotfix分支的之間上游，因此Git知識簡單的將指針向前移動，這就是快進（fast-forward）。

$ git checkout master
$ git merge hotfix
Updating f42c576..3a0874c
Fast-forward
 index.html | 2 ++
 1 file changed, 2 insertions(+)

由於master分支和hotfix分支指向同一個位置，我們可以使用git branch -d指令刪除分支：

$ git branch -d hotfix

接下來，我們繼續在iss53工作，最後一個提交對象是C5，此時，如何合併iss53分支和C5分支？

我們需要將HEAD指向master，然後執行git merge命令：

$ git checkout master
Switched to branch 'master'
$ git merge iss53
Merge made by the 'recursive' strategy.
index.html |    1 +
1 file changed, 1 insertion(+)

這和之前合併hotfix分支看起來有些不同，Git會使用兩個分支的末端所指的快照（C4和C5）以及這兩個分支的工作祖先（C2），做一個簡單的三方合併。

• rebase ，中文名”變基”，即將某一分支上的所有修改都移植到另一分支上，就好像”重新播放”一樣。爲了加深大家的印象，對C4分支和C3分支進行合併，首先提取C4的修改，然後在C3上重新播放一遍。
  

$ git checkout experiment
$ git rebase master
First, rewinding head to replay your work on top of it...
Applying: added staged command

執行完上述代碼之後，形成如下結構。

對於上述結構，我們還需要進行一次合併。

$ git checkout master
$ git merge experiment

• 注意：當兩個不同的分支中，對同一個文件的同一個部分進行不同的修改，Git就沒法乾淨的合併它們，此時需要我們手動解決衝突。

GitHub

目前，GitHub是最大的Git版本庫託管商，大部分開源項目都託管在Github，因此學習Github就比不可少了。
- 賬戶的創建和配置
訪問GitHub官網，填寫相關信息完成註冊。

- 配置SSH
首先需要生成本機公鑰，如果是Window，使用指令ssh-keygen -t rsa -C "[email protected]"生成主機的公私密鑰對，如果是Mac，則使用ssh-keygen命令上。注意：運行上述指令時，不要輸入任何信息，只需按enter就可以，成功之後，公私鑰文件會存放於當前用戶目錄的.ssh目錄下，例如C:\Users\kwy\.ssh。接着，將生成出的公鑰放到github中。

- 創建倉庫

- 克隆遠程倉庫到本地：git clone [email protected]:mukedada/artical.git

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