Git学习笔记 #1 基础知识介绍

无意中发现了清华贵系科协的暑培项目，内容都十分贴合计算机系学生的学习需求，正好下学期有「软件工程」课，就决定先把 Git 入门了。

本文大部分内容参考了 RCY 同学的教程，部分参考了 廖雪峰教程-Git，菜鸟教程-Git，以及 Git 官网文档 Git-Documentation。

版本控制软件

版本控制是合作开发、工程项目中必要的手段，考虑以下情况：

• 需求模糊：不得不准备两种方案。
• 伟大尝试：如果尝试失败，可以回到旧的版本。
• 组员弃坑：删除掉难以开发的代码。
• 并行开发：需要合并代码时，人工比对容易遗漏。

为了让这样繁琐的工作自动化，就有了以下的工具：

• Git：行业内最为流行的版本控制软件，采用分布式。
• SVN(Subversion)：较早期的版本控制软件，采用集中式。

关于 Git

事实上，Git 仅在过去十年里，就以极快地速度占据了市场。与 SVN 的集中式不同的是，Git 采用的分布式，除了少数的交互步骤外，版本控制操作、历史记录都在本地，这保证了它极高的操作效率。

所谓集中式， 即所有人都把代码放到一个远程的服务器，要写代码时将远程资源拉取到本地，用一个同一的仓库来实现协同。

所谓分布式，即每个人都有自己的仓库，每个仓库都可能存放着最新的代码，需要修改时直接在本地修改（即使断网），需要同步时再与远程仓库交互。

模式

多数版本控制软件是基于差异的控制，即不同版本间记录的是文本的「变化」，版本切换时再根据 delta 前进和后退。

Delta-based

而 Git 采用的是「快照」的方法，对每个版本记录全部文件快照并建立索引（特别地，没有变动的文件只是创建一个链接指向之前的快照）。

Snapshot-based

这样做的好处是，Git 切换版本和分支的速度远快于第一种模式。因为 Delta-based 模式下，切换版本相当于一个线性遍历的过程，而 Git 相当于是在文件系统层面做了一个哈希索引。

此外，快照并不是以整个文件为单位的，否则修改一行就需要增量整个文件的大小，在 Git 中是以行为单位进行 diff 的。因此对于二进制文件，Git 的功能就相对较差。

基本状态

Git 中用三个状态来区分文件，生成版本：

• 已修改 (modified)：你的文件修改了，但是没和 Git 发生关系，如同没有 Git 存在⼀般。
• 已暂存 (staged)：已修改文件被标记后的状态，下次提交 (commit) 时将为它生成快照，多数情况下处于暂存态后紧接着便被提交。
• 已提交 (committed)：已经安全地保存到本地数据库的数据，通常来说不手动清理则不会丢失。

这三个状态对应到了 Git 的三个区域：工作区、暂存区、Git 仓库：

三个区域

如果修改了一个已暂存的文件，它会同时出现在工作区和暂存区两个区域，此时可以选择再次暂存，覆盖掉暂存区的文件；也可以选择恢复工作，撤销后来的修改，覆盖掉工作区的文件（但暂存区的仍然保留）。

因此，我们可以对这三个区域加以定义：

• 工作区是可以直接看到的文件，包括已修改和未修改；
• 暂存区本身是个文件，记录了下次要提交（快照）的文件列表信息；
• Git 仓库包含了数据库、元数据等，是 Git 最重要的部分，它的全部数据存储在项目根目录的 .git 路径下，其大小甚至会超过其他文件之和。

使用 Git

在官网的文档中有详细的介绍，这里仅介绍部分常用内容。

命令行界面

Git 同时提供了 GUI 和 Bash 的操作方式，但图形界面功能不够齐全，同时容易误触造成无法逆转的文件改动。

使用命令行界面 (Command Line Interface) 意味着：

• 几乎放弃鼠标功效，最大化键盘作用；
• 放弃炫酷的界面显示，用文本配合着色传递信息；
• 你所学的操作到了服务器上仍然能流畅使用。

对 Windows 而言，cmd 、Power Shell、WSL、Git 都可以提供命令行界面，为了执行下列 Git 指令，需要使用 Git 提供的终端，在文件夹中右键选中 Git Bash Here 即可。

关于命令行界面，有这些常用快捷键：

• Tab：实现对命令、参数或文件的内容补全。

• Ctrl+C：终止当前进程的运行，重获终端的控制权。

• Ctrl+D：结束键盘输入，即退出终端，相当于输入 exit()。

• Ctrl+I：清空当前终端中已有的内容，相当于输入 clear。

• <上下键>：翻看使用过的命令记录。

• Shift+PgUp/PgDn：翻页终端。

• Ctrl/Shift+Ins ：复制粘贴文本，有的系统下可用 Ctrl+Shift+C/V。

• ‘’ 和 “”：命令是以空格来作为间隔符的，参数中若存在空格，必须用引号括起来。

一些在 Git 使用中会用到的 Shell 命令有：

• ls：List，罗列当前文件夹下的文件和下级文件夹，并且会用颜色区分二者，如果用 dir 目录命令则无区分。
• cd：Change Directory，改变目录，这里再介绍一下路径的表示：
  • . 代表当前目录，也可代表当前目录下所有文件。
  • .. 代表上级目录，cd .. 即回退上级。
  • / 代表盘符根目录，cd / 即切换到根目录。
  • 输入当前目录下的文件夹名，即可进入该文件夹，可以用 Tab 补全。
• mkdir：Make Directory，在当前目录下新建文件夹。
• touch：新建空文件或改变已有文件的时间戳属性。
• echo：Echo Protocol（应答协议），强制显示文字，直接使用会将字符串显示在终端。
  • 利用该命令也可新建文件，如：echo ‘test’ > 1.txt，强制输出内容到一个记事本文件，如果没有该文件则强制创建一个。
  • 此外，新建文件还可以用其他重定向命令辅助完成，如cd . > 1.txt，type NUL > 1.txt，copy NUL > 1.txt。

Git 基本指令

这里先列举一些基本指令，它们的使用格式基本都是 git <instruction> <other-params-if-needed> 。以下列举的都是 <instruction> 项，对应的参数在后面介绍。

本地基本操作：

• init：告诉 Git 你要让它接管这个文件夹。
• config：做相关配置，告诉 Git 你是谁。
• add：文件从工作区转到暂存区，即「跟踪」。
• commit：文件从暂存区转到 Git 仓库，即「提交」。

远程基本操作：

• clone：克隆远程仓库到本地。
• push：本地数据库同步到远程，即「推送」。
• pull：远程数据库同步到本地，即「拉取」。

分支操作：

• branch：分支基本操作。
• checkout：分支、版本的切换。

状态切换：

• stash：⼀个栈式额外存储区。
• reset：版本回退。

信息获取：

• log：查看记录。
• reflog：查看操作记录（常用于 reset 后撤销操作时寻找版本号）
• status：查看已修改和已暂存的文件。
• diff：查看不同 区/版本 间的差异。