白话Git提交树

2019-12-11

版本管理是git的核心功能，是通过“提交树”实现的。最近遇到一个很有意思的网站Learn Git Branching，它用交互小游戏的方式，解释了git提交树的操作。这篇文章不包含任何命令和代码，只是从概念的角度，尝试用最简单的语言，记录下在挑战完关卡后，我对提交树的理解。

1. 基础

提交（Commit）是git的基本单位，代表了对代码库的一次修改。每一个提交，都基于上一次提交的结果，把提交用箭头连起来，就形成一棵提交树：

提交以哈希值命名，永久保存了当前状态。检出（Checkout）可以切换提交，即回到提交时的状态。为了方便，这里用C1、C2、C3代表三次提交。

分支（Branch）是指针，指向提交树上的某一个提交。通常分支名描述的是工作内容，代表基于当前的提交，进行特定的开发工作。在某个工作上提交修改时，提交树会向前生长，分支会指向新的节点。例如下方的master分支：

HEAD是一个特殊指针，它指向分支，分支的内容就是当前目录的内容。使用检出操作时，其实是将HEAD指向检出的节点或者分支，并且同步当前内容：

标签（Tag）也是指针，不过和分支不同，标签是永久指针，一旦指向某个提交，就不会再变动了。通常标签用来标识版本：

2. 分叉与合并

在同一个提交上，可以进行不同的工作。如果一个提交已经有子节点，继续基于它开发的话，会在同一个提交下，生成两个新节点，提交树便产生了分叉：

提交C2为代码库增加了A文件，提交C3为代码库增加了B文件，可是由于分叉，这两个提交都看不到对方新增的文件。为了让两个修改同时生效，git提供了合并（Merge）功能，将分叉的提交树重新合在一起，新的提交包含了两条分叉的所有修改内容：

子节点有两个父节点，所以严格来说应该叫提交图，不过提交树是约定俗成的叫法，这里也不修改了。

3. 修改

从合并后的提交树可以看到，代码曾经同时进行了两项工作，之后合并在了一起。但在实际项目中，很少人会关注工作是否同时进行，他们只关注进行过哪些工作。因此git提供了变基（Rebase）功能，就像名字所表达的意思，它可以改变基准提交，从而删除分叉。例如下面这张图，C3提交原本是基于C1做的修改，使用变基后，就变成了基于C2进行的修改：

挑选（Cherry Pick）是一个非常灵活的操作，可以把任意一个提交的修改内容，复制到当前的提交下面。例如下面图片中，对C2进行挑选操作，就会把C2复制后，接在C4的下面：

挑选通常用在修复bug上。当发布分支上出现bug时，根据Gitlab工作流，应当在主分支上进行修复，然后通过挑选功能，将修复节点复制到发布分支上。这样就不会把主分支上刚开发的新特性也一起复制了。

在提交树上，每一个分支都指向一个提交。从这个提交开始，回溯到根提交的所有提交，都被分支引用着。如果一个提交没有被任何分支引用，那么下次垃圾回收时，就会被删除：

重置（Reset）是将当前分支向父提交移动。利用上述原理，重置可以用来删除提交。重置命令移动分支后，中间经过的所有提交便会失去引用，最终被git删除：

变基、挑选和重置都修改了提交树。如果提交树已经共享给其他同伴，他们很可能已经基于提交树进行过开发。这时修改提交树，会引起同伴之间代码库不一致。通常情况下，只允许修改本地分支，而对于远程分支，git提供了还原（Revert）命令。还原实际上是创建一个新节点，这个节点的内容是撤销另一个节点的修改，不会影响到原始的提交树：

4. 远程

git是分布式版本管理，因此提供了对远程仓库的操作。克隆（Clone）用来将远程仓库复制到本地，其实是将提交树复制到了本地。但是在本地提交树上，所有的远程分支都加上了主机名，例如远程主分支就叫做“origin/master”：

在本地作出修改后，为了把修改推送到远程仓库，git提供了推送（Push）功能。推送可以将本地分支的内容，推送到某个远程分支：

如果远程仓库被其他人修改了，那么推送就会失败。因为推送功能要求，修改必须是基于远端分支的最新位置。git提供了取回（Fetch）功能，用来将最新的远程提交树，取回到本地来：

此时就可以用变基或者合并，将修改拉到最新远程节点下。

取回远程仓库后，最常见的下一步操作是将本地分支更新到最新位置。git提供了拉取（Pull）功能，把两步合为一起，先从远端取回提交树，再对本地分支进行变基或者合并。

每次推送和取回时，都需要手动指定本地分支和远程分支的对应关系，十分不方便。git提供了设置上流（Set Upstream）功能，自动关联本地分支和远程分支。此时在本地分支上执行推送、取回或者拉取时，会自动作用到对应的远程分支上。常规使用时其实不用担心，因为git在克隆的时候，就已经做好这项工作了。

全文完