漫谈Git和Github

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上期漫谈版本控制系统中我们谈到了版本控制系统的四个演进过程，即悲观锁版本 -> 乐观锁版本 -> 多分支版本 -> 分布式版本，目前我们使用最多的是分布式版本，本期我们就来介绍下分布式版本控制系统的具体实现Git和GitHub。

Git基础

Git不用于其他版本控制系统主要体现在以下几点：1. Git对待数据的方法，直接记录快照，而非差异比较；2. 暂存区；3.高效的分支模型。

• 直接记录快照，而非差异比较
  CVS、Subversion等版本控制系统会以文件变更列表的方式存储信息，即以增量形式存储信息，如下图所示。而Git全量方式存储信息，同时为了减少空间使用，当文件没有修改时，最新版本中并不会存储该文件的全量信息，而是保留一个链接指向之前存储的文件。譬如File A在version2发生了修改，因此全量存储文件信息，而在version3并没有修改，因此保留一个链接指向A1。

CVS、Subversion等版本控制系统存储文件方式 Git文件存储方式

• 工作目录、暂存区、本地仓库
  Git引入三个工作区域的概念：工作目录（Working Directory）、暂存区（Staging Area）、本地仓库，尤其是暂存区具有独创性。工作目录是对项目的某个版本提取出来的内容存放到磁盘中；暂存区只是一个文件，保存下次提交的文件列表信息；本地仓库是Git用来保存项目的元数据和对象数据库的地方，当进行克隆仓库时，拷贝的就是这里的数据。数据在三者之间的基本交互流程：1.在工作目录中修改文件；2.暂存文件，将文件的快照存放到暂存区域；3.提交更新，找到暂存区域的文件，将快照永久性存储到Git仓库中。

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• 高效的分支模型
  在很多版本控制系统中，创建一个分支意味着需要完全创建一个源代码目录的副本，对于大型项目来说，这样的过程会耗费大量时间，而这对于Git来说是非常轻便的。上文我们已经提到Git对待数据的方法，即直接记录快照，同时，Git在进行提交操作时，它会保存一个提交对象（commit object），该对象会包含一个指向暂存内容快照的指针，提交者的姓名、邮箱、输入信息和指向它的父对象的指针。注意：首次提交的提交对象没有父对象。
  为了帮助大家更好地理解，假设有一个工作目录，包含三个将要被暂存和提交的文件。暂存操作为每个文件计算校验和，然后把当前版本的文件快照保存到Git仓库中（Git使用blob对象保存它们）。当使用git commit 进行提交操作时，会计算每一个子目录的校验和，然后在Git仓库中将这些校验和保存为树对象，随后，Git便会创建一个提交对象，它除了包含上面提到的那些信息外，还包含指向这个树对象的指针。如下图所示，现在Git仓库包含五个对象：三个blob对象（保存着文件快照）、一个树对象（记录着目录结构和blob对象索引）以及一个提交对象。

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安装

• Windows系统
  可以通过cmder中的choco install git，也可以通过普通安装完成
• Mac系统
  brew install git
• Linux系统
  yum install git
• 检查安装是否成功
  git --version

初次运行Git前的配置

用户信息
当安装完Git之后应该做的第一件事就是设置你的用户名称和邮件地址，这样做很重要，因为每一次Git提交都会使用这些信息。

git config --global user.name "mukedada"
git config --global user.email mukedada@126.com

注意--global选项表示全局设置。
检查配置信息
通过git config --list命令列出所有Git当前能找到的配置，还可以通过git config <key>来检查某一项配置，例如：git config user.name，结果：

$ git config user.name
mukedada

获取Git仓库

目前有两种方式获取Git项目仓库的方法。第一种方法是把现有目录下的所有文件导入到Git中；第二种方法是一个服务器克隆一个现有的Git仓库。
在现有目录中初始化仓库

$ cd test
$ git init

在test目录下创建一个名为.git的子目录。
克隆现有的仓库
克隆仓库的命令格式是git clone [url]。比如，要克隆木可大大的code仓库，可以用下面的命令：

$ git clone git@github.com:mukedada/code.git

这回在当前目录下创建一个名为"code"的目录，并在这个目录下初始化一个.git文件夹。

记录每次更新到仓库

test目录下的每个文件都不外乎两个状态：已跟踪或未跟踪。已跟踪的文件是指那些被纳入了版本控制的文件，在上一次快照中有它们的记录，在工作一段时间后，它们的状态可能处于未修改或已修改或一放入暂存区。test目录下除了已跟踪的文件以外，剩下的文件都属于未跟踪的文件，它们既不存在于上次快照的记录中，也没有放入暂存区。初次克隆的test仓库，此时该工作目录中的所有文件都属于已跟踪文件，并处于未修改状态。编辑过某些文件之后，由于自上次提交后我们对它们做了修改，Git将它们标记为已修改文件。我们逐步将这些修改过的文件放入暂存区，然后提交所有暂存区中的修改，如此反复。

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检查当前文件状态

使用git status名称查看当前文件处于什么状态。

$ 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说明当前工作目录中所有已跟踪的文件在上次提交之后没有修改过；On branch master说明当前处于master分支。

现在，我们在test项目下创建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)

从中我们可以发现，test.txt在Untracked files下面，这就意味着该文件并未在之前的快照中，如果我们想让该文件纳入到Git的跟踪范围内，需要使用git add命令。

跟踪新文件

git add + 文件或目录，如果是目录，则将递归跟踪该目录下所有的文件。

$ 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

只要出现Changes to be committed说明test.txt已经进入暂存区。

暂存已修改文件

现在我们修改test.txt，发现该文件既出现在Changes to be committed下面，又出现在Changes not staged for commit下面，前一句说明该文件在暂存区，而后一句说明该文件在非暂存区，这怎么可能呢？其实，文件在暂存区是因为暂存区保存的是我们上一次运行git add命令时的版本，接着我们没有运行git commit命令，而是对文件进行修改，所以出现了Changes not staged for commit，因此，我们需要对修改后的文件重新运行git add命令把最新版本重新暂存起来。

$ 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

查看已暂存和未暂存的区别

通过上面代码我们知道我们对已暂存的test.txt进行了修改，还没有执行git add命令，但是我们不知道具体修改了什么内容，此时，我们就可以用git diff命令来查看修改的内容。

$ 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 "备注"命令提交存放在暂存区的快照，-m选项表示提交时备注信息。

跳过使用暂存区域

git commit加上-a选项表示跳过git add步骤直接将文件保存到暂存区。

打标签

• 列出标签
  输入git tag命令：

$ git tag
v0.1

• 创建标签

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

分支

Git分支，本质上就是指向提交对象的可变指针。每当提交一次，都会生成一个新的提交对象，它包含一个指向上次提交对象的指针，如下图所示。

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分支创建
通过使用git branch命令创建分支，譬如：

$ git branch testing

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当有两个指向相同提交历史的分支，Git怎么知道当前在哪一个分支上呢？Git有一个特殊指针HEAD，它指向当前所在的本地分支。
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分支切换
通过使用git checkout命令进行分支切换，譬如：我们切换到新创建的testing分支上：

$ git checkout testing

此时，HEAD就指向testing分支。

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分支合并
目前Git分支合并主要有两种方法：merge和 rebase。

• merge：把两个分支的最新快照和以及两者最近的共同祖先进行三方合并，合并的结果是生成一个新的快照，并提交，如果没有冲突的话。举个栗子，首先将hotfix branch合并到master分支上，由于当前master分支所指向的提交是hotfix分支的之间上游，因此Git知识简单的将指针向前移动，这就是快进（fast-forward）。

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

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由于master分支和hotfix分支指向同一个位置，我们可以使用git branch -d指令删除分支：

$ git branch -d hotfix

接下来，我们继续在iss53工作，最后一个提交对象是C5，此时，如何合并iss53分支和C5分支？

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我们需要将HEAD指向master，然后执行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(+)

这和之前合并hotfix分支看起来有些不同，Git会使用两个分支的末端所指的快照（C4和C5）以及这两个分支的工作祖先（C2），做一个简单的三方合并。

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• rebase ，中文名"变基"，即将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"一样。为了加深大家的印象，对C4分支和C3分支进行合并，首先提取C4的修改，然后在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

执行完上述代码之后，形成如下结构。

对于上述结构，我们还需要进行一次合并。

$ git checkout master
$ git merge experiment

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• 注意：当两个不同的分支中，对同一个文件的同一个部分进行不同的修改，Git就没法干净的合并它们，此时需要我们手动解决冲突。

GitHub

目前，GitHub是最大的Git版本库托管商，大部分开源项目都托管在Github，因此学习Github就比不可少了。

• 账户的创建和配置
  访问GitHub官网，填写相关信息完成注册。
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• 配置SSH
  首先需要生成本机公钥，如果是Window，使用指令ssh-keygen -t rsa -C "mukedada@126.com"生成主机的公私密钥对，如果是Mac，则使用ssh-keygen命令上。注意：运行上述指令时，不要输入任何信息，只需按enter就可以，成功之后，公私钥文件会存放于当前用户目录的.ssh目录下，例如C:\Users\kwy\.ssh。接着，将生成出的公钥放到github中。
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• 创建仓库

  
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• 克隆远程仓库到本地：git clone git@github.com:mukedada/artical.git

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