Git应用详解第三讲:本地分支的重要操作

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前言

前情提要:Git应用详解第二讲:Git删除、修改、撤销操作

分支是git最核心的操作之一,了解分支的基本操作能够大大提高项目开发的效率。这一讲就来介绍一些分支的常见操作及其基本原理。

一、分支概述

在开发当中,往往需要分工合作。比如:小红开发A功能,小明开发B功能,小刚开发C功能。如何才能做到三者并行开发呢?git为我们提供的分支功能就能实现这一需求,如下图所示:

image-20200413193720239

在实际的开发过程中,master分支是用来发布项目稳定版本的。新的功能往往是在一个新建的分支上进行开发,等到新功能开发完毕并经过测试,表现稳定后,才会合并到master分支上进行版本更新。这样就可以在保持一款软件发行的同时,同步进行新功能的开发。

通常来说,远程仓库的Git分支会有如下几种:master分支、test分支、develop分支,除此之外可能还有紧急修复bughotfix分支;但是,本地的分支可以有很多;本文主要介绍Git本地分支的内容。

二、查看本地分支

1.git branch

查看当前版本库中的所有分支:

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其中的 * 表示当前处于的分支,可见当前处于master分支;

使用git init初始化git仓库时,git会自动创建一个master分支。但是,如果没有在master分支上进行任何提交就切换到其他分支,那么在切换分支的时候master分支会被销毁。并且,无法查看没有提交记录的分支,如下图所示:

image-20200413115148907

2.git branch -a

查看所有本地分支,包括本地分支和本地远程分支:

image-20200328164045256

3.git branch -v

查看所有本地分支上最近一次的提交记录:

image-20200413122049091

但是,该指令无法查看本地远程分支:

image-20200413123220561

4.git branch -r

-r参数用于单独查看本地远程分支:

image-20200413174143173

5.git branch -av

该指令不仅可以显示所有的本地分支,包括本地远程分支,以及对应分支上的最新提交信息:

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6.git branch -vv

-vv参数表示查看所有本地分支与远程分支的关联情况。如图所示,本地master分支有本地远程分支origin/master与之关联,说明它已与远程master分支建立了关联;

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至于上面提到的本地远程分支,将在下一讲中详细介绍。

三、创建本地分支

1.git branch <branch_name>

可通过上述命令创建新分支new_branch

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由于是在master分支上创建的new_branch分支,所以**new_branch分支master分支有着部分共同的提交历史**;所以,master分支上的文件,new_branch分支上都有。但是,在new_branch分支上添加的new_branch文件,不会存在于master分支上:

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此时两分支的状态为:

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2.git branch -b <branch_name>

通过上述命令可创建并切换到new_branch分支:

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如图所示,本来所在分支为master,并且没有new_branch分支。执行上述命令后,创建并切换到了new_branch分支上。

四、切换本地分支

1.git checkout <branch_name>

比如切换到new_branch分支:

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2.git checkout -

切换回上次操作的分支:

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五、重命名本地分支

1.git branch -m <oldName> <newName>

如下图所示,将本地分支master重命名为master2

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六、删除本地分支

1.git branch -d new_branch

删除new_branch分支:

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注意点:

  • 不能删除当前所处的分支;

  • 当需要删除的分支上有master分支没有的内容,并且删除前没有进行合并(merge)时,会报错:

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此时可以通过**git branch -D new_branch** 使用参数D,在不合并的情况下强制删除分支

七、合并分支

注意:这里所讲的分支指的是有公共提交节点的分支,如下图中的devmaster分支所示,提交节点A为它们的公共提交节点:

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当两分支没有公共提交节点,如下图所示,应采用rebase进行合并,后面会详细介绍:

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1.git merge <branch_name>

  • 首先,创建并切换到新分支dev中,并为test.txt文件添加内容dev1

    image-20200413213753822

    **注意:**要将dev分支上的这一修改提交到版本库,才能进行后续合并。因为合并的是提交对象链,详情见后面讲解的合并原理:

    image-20200413124513814

  • 然后,切换回master分支,通过git merge dev指令,将dev分支中的内容合并到当前所处master分支中;合并后master分支与dev分支上test.txt文件的内容达到了同步:

    image-20200413213934629

2.分支合并的原则

git分支的合并采用的是三方合并的原则:找到两分支最新提交AB的公共父节点C,在这三个节点的基础上合并为节点D。这个节点D就包含了两个分支上的所有内容:

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八、分支的本质

分支:指向一条commit对象链或一条工作记录线的指针;

快照A~D分别表示四次提交(commit),注意提交的顺序为:A -> B -> C -> D

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从图中可以看到每一次提交的对象内都会保存上一次提交的commit id,由此可以从后往前把所有的提交(commit)串起来形成一条(类似单向链表),这条链就组成了一条完整的分支信息

  • 当版本库中只有一条分支:该分支的最新提交就包含了整条分支的所有内容,代表版本库的当前状态。如上图的快照D,里面包含了快照A~C中的所有内容,此时快照D中的内容就是整个版本库中的内容:

    image-20200413132342942

  • 当版本库中有多条分支:每条分支上的最新提交包含了所处分支的全部内容,将各个分支的最新提交进行合并。合并的节点就包含了所有分支的内容,也就是现阶段的版本库本身;如下图中的d1m2t3分别包含了devmastertest分支上的所有内容:

    image-20200413132409178

1.分支 == 指针

情景一:

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从图中可以看到:

  • HEAD为一个指针:指向当前分支;

  • master也为一指针:指向提交;

情景二:

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上图中,devmaster分支上创建的新分支,可知:

  • git在创建新分支时,文件本身不变化,只需要创建一个代表新分支,并指向当前分支的指针;如图中的devmaster指向同一个提交,文件没有发生任何变化;
  • HEAD指向dev分支,表示当前所处分支为dev,相当于执行了:git checkout -b dev 后的状态;

相信你已经发现:HEAD是一个始终指向当前分支指针

2.HEAD标识符

HEAD文件是一个指向当前所在分支的引用标识符,也可以理解为一个指针,它与分支之间的关系是这样的:

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查看HEAD

HEAD文件中并不包含SHA1值(每次提交的commit ID),而是包含一个指向另外一个引用的指针。我们可以查看.git目录下的HEAD文件:

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可见HEAD指向的是当前所在的master分支;

当我们通过git checkout -b dev 创建并切换到dev分支后,再次进入.git文件夹查看HEAD,会发现此时HEAD指向了dev

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由此证明了HEAD始终指向当前分支;

当执行git commit命令时,git会创建一个commit对象(比如下图D)。并且将这个commit对象的parent指针指向HEAD 所指向的引用(master)指向的提交(也就是C),这样就能形成一条提交链:

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我们对于HEAD修改的任何操作,都会被git reflog完整记录下来:

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但是手动地修改HEAD文件,这些信息就不会被记录下来,所以十分不建议手动修改git相关的配置文件,而是应该尽量采用命令行的方式来修改。

修改HEAD

实际上,我们可以通过git的底层命令symbolic-ref来实现对HEAD文件内容的修改;

git中的命令可分为两类:高级命令底层命令;之前介绍的git add 等都是高级命令;

读取:

image-20200329150120113

写入:

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要注意格式:refs/heads/develop

查看ORIG_HEAD文件:

image-20200329150514036

里面是一个SHA1值,查看当前的提交信息:

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可以发现,ORIG_HEAD里面的SHA1值就是最新一次提交的SHA1值。

查看FETCH_HEAD文件:

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里面有两个信息,一个是最新提交的commit ID,另一个是提交信息。

所以,对于git而言commit ID是十分重要的信息,通过这个SHA1值可以回溯或查找需要的提交。

3.git merge原理

过程图解
  • 在新分支上进行提交操作

    image-20200406131605850

    上图表示在dev分支上进行了一次提交,此时:

    • 分支master的提交记录由:ABC组成;
    • 而分支dev的提交历史则由:ABCD组成;
  • 对两分支进行合并操作

    image-20200406131708763

    master分支上执行:git merge devdev分支的内容合并到了master分支上;这种合并方式叫做:Fast-forward没有冲突,改变的只是master指针的指向;

    image-20200310180632403

详细过程

在执行合并操作前:

  • master分支上查看该分支的提交记录:

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  • dev分支上查看该分支的提交记录:

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可以看到dev分支只是比master分支多进行了一次提交(dev1),两分支状态如下图所示:

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执行合并操作:

先切换到master分支,然后执行git merge dev合并dev分支:

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可以看到使用了Fast-forward方式进行合并,合并后两分支状态如下图所示:

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合并后,HEAD同时指向了masterdev分支;并且masterdev分支的提交历史完全一致;这就说明了:使用**Fast-forward(快进合并)**方式进行分支合并,只会改变master分支指针的指向;

4.Fast-forward

  • 默认情况下,合并分支时git会使用Fast-forward模式;
  • 在这种模式下,删除分支会丢弃分支信息;
  • 进行分支合并操作时加上--no-ff 参数会禁止使用Fast-forward方式,这样会多出一次提交记录;

ff表示Fast-forward

具体演示如下:

使用Fast-forward

首先,查看master分支上最新的3次提交:

image-20200413140911195

此时两分支的状态为:

image-20200413141208043

随后在dev分支上新增一次提交:dev2。查看dev分支上最新的3次提交:

image-20200413141111031

此时两个分支的状态为:

image-20200413141246153

切换回master分支,通过git merge dev合并dev分支,此时默认采用Fast-forward方式:

image-20200413141412571

可以看到合并后,master直接指向了dev的最新提交,并没有产生新的提交。合并后两分支的状态如下所示:

image-20200413141554807

由此验证了Fast-forward方式只会改变分支指针的指向。

禁用Fast-forward

合并时可以通过:

git merge --no-of dev

禁用Fast-forward模式。

  • 继续在dev分支新增一次提交:dev3。然后查看dev分支上最新的3次提交:

    image-20200413142011002

  • 不修改master分支,查看其最新的3次提交:

    image-20200413142116641

    此时两个分支的状态为:

    image-20200413142145430

  • 然后,在master分支上不使用Fast-forward方式合并dev分支。合并命令采用:

    git merge --no-ff dev
    

    执行后进入如下的vim编辑器界面,要求我们填写提交注释:

    image-20200413142507135

这说明不使用Fast-forward方式合并分支,会触发了一次提交。填写提交注释后完成提交操作,合并完成后,查看master分支的提交记录:

image-20200413142907282

可以发现禁用了Fast-forward模式的合并会比dev分支多产生一次提交:Merge branch 'dev',即使合并后的内容是一样的。此时两分支的状态为:

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由此验证了,禁用Fast-forward方式合并,会多出一个表示合并的提交记录。

5.合并冲突

合并的两分支只有一条分支发生了改变,并且其中一分支是基于另一分支创建的。比如上述的masterdev分支,两分支没有分岔,此时不会出现合并冲突;git会通过Fast-forward方式自动完成合并操作;

但是,当合并的两分支都发生改变时,即分支出现分岔,如下图所示。此时就需要解决冲突后手动合并分支了:

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具体演示如下:

合并前

首先,分别对两分支上的test.txt文件进行修改,并分别将修改提交到各自的分支;

  • master分支上进行新的提交:mas3,然后查看文件test.txt内容和分支提交记录:

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  • dev分支上进行新的提交:dev1,然后查看文件test.txt内容和分支提交记录:

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可见两分支的提交记录只有最新一次提交不一样:

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合并后

master分支上,通过git merge dev合并dev分支时,会在共同修改的test.txt文件中出现合并冲突,如下图所示:

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出现冲突的原因为:两个分支都对同一个文件test.txt进行了修改,git合并时并不知道以哪个分支的修改为标准。所以不能采用Fast-forward方式自动合并,需要解决冲突,手动合并。

手动合并过程

手动合并操作需要分如下三步进行:

  • 第一步:选择需要保留的内容,手动解决合并冲突;

此时进入发生合并冲突的test.txt文件:

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会出现典型的冲突呈现方式(此时HEAD指向的是master分支),其中:

  • <<<HEAD>>>dev之间的内容表示:两分支上test.txt文件的不同之处;

  • <<<HEAD===之间的内容表示:当前分支mastertest.txt文件的修改;

  • ===>>>dev之间的内容表示:dev分支对test.txt文件的修改;

此时只需要在test.txt中保留想要的内容即可,例如:将两分支对test.txt的修改都进行保存,删除3、5、7行多余的内容:

image-20200413150810935

除此之外,还可以通过git mergetool指令,调用vimdiff工具进入vim编辑器,来解决test.txt文件的冲突:

image-20200413212456463

image-20200413212331710

在实际开发中,我们很少手动进行合并,而是借助于一些工具来实现。

  • 第二步:使用git add test.txt将手动解决冲突时对test.txt的修改提交到暂存区;

编辑完毕后,可以看到此时仍然处于合并过程中(MERGING)。通过git status 查看状态,发现手动解决冲突时对test.txt文件的修改操作还在工作区中,需要通过git add test.txt将这一修改纳入暂存区,继续进行合并:

image-20200413151548133

  • 第三步:通过git commit -m '合并注释'将手动解决冲突时对test.txt的修改进行提交,完成合并操作;

如果需要填写较多的合并注释,可以通过git commit进入vim编辑器编辑。提交后,完成整个手动合并过程。

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完成手动合并分支后,查看两分支的提交历史:

  • master分支上的提交历史:

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  • dev分支上的提交历史:

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可以发现此时两分支转变为了可以通过Fast forward方式合并的形式了,如图所示:

  • 手动解决冲突前:

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  • 手动解决冲突后:

    image-20200413153427160

同步两分支

若想将devmaster分支上的内容进行同步,只需要在dev分支中通过git merge master 合并master分支即可。此时就可以使用Fast-forward方式进行合并了,合并结果如下图所示:

image-20200413153555178

验证:

合并后,查看dev分支的提交历史:

image-20200413154132053

可以看到HEAD同时指向devmaster,即三个指针都指向了最新的一次提交,符合上述分析得出的结论;

经过上面的讨论,不难看出:合并分支的实质就是不同提交的合并,以及HEAD和分支指针的移动;

以上就是今天介绍的本地分支重要操作,相信看到这里的你已经对git本地分支的操作了如指掌了。在下一讲中将介绍git最神奇的功能:版本回退。俗话说得好:世上没有后悔药。但是在git中,就存在所谓的"后悔药"!那么我们下一节再见。

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