前言

  Git是一个开源的分布式版本控制系统，用于敏捷高效地处理任何或大或小的项目，它实际上是一个Git key-value⽂件存储系统。

学习重点

Git的基本使用

Git操作名词介绍

Git常⻅⼯作流程详解

git reset与git checkout命令讲解

Git key-value⽂件系统

⼿动构建git commit tree

1. Git的基本使用

1.1 git初始化

  使用Git前，需要先建立一个仓库(repository)。你可以使用一个已经存在的目录作为Git仓库或创建一个空目录，使用当前目录作为Git仓库，可以使用如下命令：

git init

  使用指定目录作为Git仓库，命令如下所示：

git init path

1.2 Git局部用户信息操作

1.2.1 查看Git局部用户信息

//查看git用户名
git config user.name
//查看git用户邮箱
git config user.email

1.2.1 修改Git局部用户信息

//修改git用户名
git config user.name 新用户名
//修改git邮箱 
git config user.email 新邮箱

1.3 Git全局用户信息操作

1.3.1 查看Git全局用户信息

//查看全局用户名
git config --global user.name
//查看全局用户邮箱
git config --global user.email

1.3.2 修改Git全局用户信息

//修改全局用户名
git config --global user.name 新的用户名
//修改全局用户邮箱
git config --global user.email 新的邮箱

1.4 添加文件到git仓库

  可以使用add命令添加文件到索引/暂缓区，在添加此文件到索引/暂缓区之前，会先判断索引/暂缓区文件index是否已包含此文件的关键信息，如果已有此文件的关键信息，就不会做任何操作（即使git文件系统并不存在此文件的二进制文件，也不会添加到git文件系统），如果index文件不包含此文件的关键信息，则会先将此文件的二进制数据添加到git文件系统（也就是objects文件夹，如果objects中不存在此文件的二进制数据文件），命令使用如下所示：

  git add filename

  在使用这个命令之前，先来看看git中存储文件数据，如下图所示：

  可以发现，在git初始化之后，尚未添加任何文件之前，索引/暂存区是没有数据的，git文件系统中也并没有添加任何文件。

  使用上面的命令添加文件，如下图所示：

  可以发现的是，这个命令会将文件添加到索引/暂缓区（也就是新增加的index文件，这个文件并不存储文件内容，只是存储文件的一些关键信息），并且将这个文件添加到git文件系统中，可以使用如下命令查看index文件中的16进制数据：

   //查看git index文件中的16进制数据
   hexdump index文件路径

   //计算获取文件的hash值
   git hash-object 文件路径

  如下所示，其中红框部分数据就是添加到索引/暂缓区的文件的hash值：

1.5 从git仓库删除文件

  可以使用rm命令删除文件，如下所示：

   git rm filename

  具体使用如下图所示：

  单独使用rm会报错，根据注释可知，使用rm命令需要传入参数，如下所示：

• --cached：这个参数代表仅从索引/暂缓区删除文件，但是不从工作目录中删除文件，完整命令如下所示：

git rm --cached 文件路径

  上面的命令仅会将暂缓区中的文件删除，工作目录中的文件还是在的，如下图所示：

  查看index文件中的16进制数据，可以发现索引/暂缓区会将这个文件的信息移除，如下图所示：

• -f：强制删除文件（索引/暂缓区以及工作目录中的此文件都会被删除）

git rm -f 文件路径

  上面的命令仅会将暂缓区中的文件以及工作目录中的文件都删除，如下图所示：

  查看此时索引/暂缓区文件index中的16进制数据，如下图所示：

注意：删除操作并不会清除掉被删除文件在git文件系统中对应的二进制文件

1.6 git add .命令

  这个命令的作用是将.git文件所在目录中所有未添加到索引/暂缓区文件index中的文件（包括修改了的文件）的关键信息添加到index文件，在添加某个文件的关键信息到index文件中前，需要先判断这个文件是否已被添加到git文件系统（也就是objects文件夹中），如果没有，则先添加到git文件系统。

   //其中.代表的是.git文件所在目录
   git add .

  在使用git add .命令之前，我们先来创建两个txt文件，并记录一下当前git的状态，如下图所示：

  首先来看看index文件中16进制信息，如下图所示：

  再来看看git文件系统中存储的内容，如下图所示：

  执行git add .命令，如下图所示：

  首先查看所有txt文件的hash值，如下图所示：

  再来看看git文件系统中增加了什么内容，如下图所示：

  最后再来看看索引/暂缓区文件index中新增加了什么内容，如下图所示：

  修改file_1.txt文件中的内容，如下图所示：

  修改后的file_1.txt文件的hash值如下图所示：

  再次执行git add .命令，如下图所示：

  再来看看git文件系统中增加了什么内容，如下图所示：

  最后再来看看索引/暂缓区文件index中新增加了什么内容，如下图所示：

  可以发现的是索引/缓存区文件index中存储的是最后一次执行git add .命令后文件的关键信息（如果多次修改了同一个文件并执行了git add .命令，那么会修改index文件中原先文件对应位置的文件信息），但是git文件系统中会保存每一次执行git add .操作中产生的新的文件的二进制数据。

1.7 git commit命令

  这个命令主要是用来将索引\暂缓区文件index中所记录的文件信息提交到本地代码仓库：

  在之前操作的基础上，再来执行git commit命令，这个命令用法如下所示：

   git commit -m '这里填写一些提交信息'
   //也可以使用如下命令，这个命令会先执行git add .，然后在执行git commit操作
   git commit -am '这里填写一些提交信息'

  在执行这个命令之前我们先来记录原先git的状态信息，首先是index文件中的内容，如下所示：

  再记录一下git文件系统中的内容，如下图所示：

  执行git commit命令，如下图所示：

  现在来看看git文件系统中增加了什么内容，如下图所示：

  最后再来看看索引/暂缓区文件index中新增加了什么内容，如下图所示：

  然后再来修改一下file_3.txt的内容添加到索引区，看看数据会有怎样的变化，如下图所示：

  执行git add .命令并查看修改后file_3.txt文件的hash值，如下图所示：

  查看git文件系统中增加的内容，如下图所示：

  再来看看索引/暂缓区文件index中新增加的内容，如下图所示：

  再次使用git commit命令提交代码，如下图所示：

  查看git文件系统中增加的内容，如下图所示：

  再来看看索引/暂缓区文件index中新增加的内容，如下图所示：

1.8 查看当前分支git commit历史记录

  如果你想查看当前分支git commit历史记录，可以使用下面的命令：

git log --oneline --decorate --graph --stat

  使用效果如下图所示：

1.9 回滚提交的代码

  回滚提交的代码使用的是git reset命令（也可以指定回滚到某一次提交的版本），其中HEAD是用来指向分支的最后一次提交对象，如下所示：

1.9.1 仅回滚当前HEAD

  使用到的完整的命令如下所示：

   //回滚HEAD，建议使用这个，HEAD~后面的序号代表回退到倒数第几次提交
   git reset --soft HEAD~1

  使用举例，如下图所示：

  查看回滚之后的提交记录

  通过这种回滚方式，最后一次commit记录就不存在了，但是index文件中的内容是没有变化的，如下图所示：

  执行git status命令查看git中文件状态，会提示你修改了file_3.txt文件，此文件信息已添加到index文件中但并未提交到本地代码仓库，并且工作目录中此文件还是存在的，如下图所示：

  再次提交代码，如下图所示：

  在以上基础上回滚index，使用命令如下所示：

git reset HEAD .
//或者
git reset --mixed HEAD .

  执行命令，如下图所示：

注意：图片中信息有错，git reset HEAD .回滚的是最后一次提交之后对index文件所有的操作

  在以上基础上回滚工作目录，使用命令如下所示：

git checkout -- .

  执行命令，如下图所示：

1.9.2 回滚当前HEAD以及index（索引/暂缓区）

  完整命令如下所示：

git reset HEAD~1
//或者
git reset --mixed HEAD~1

  使用举例，如下图所示：

  通过这种回滚方式，最后一次commit记录就不存在了，并且index文件中的内容是也改变了，如下图所示：

  执行git status命令查看git中文件状态，会提示你修改了file_3.txt文件，此文件信息还未添加到index文件中，也未提交到本地代码仓库，并且工作目录中此文件还是存在的，如下图所示：

  执行git add .命令并提交代码，如下图所示：

1.9.3 回滚当前HEAD、index（索引/暂缓区）以及工作目录

  这种操作是不可逆的，所以慎用！！！，因为会将文件信息从工作目录删除！！！，器完整命令如下所示：

   git reset --hard HEAD~1

  在执行此操作之前，先来看看git中commit记录，如下图所示：

  查看git文件系统中增加的内容，如下图所示：

  再来看看index文件中的数据，如下图所示：

  file_3.txt文件内容如下图所示：

  执行git reset --hard HEAD~1命令，如下图所示：

  查看提交记录，最后一次commit记录就被删除了，如下图所示：

  执行回滚操作后，git文件系统中存储的数据并没有发生改变，如下图所示：

  再来看看index文件中的数据，如下图所示：

  file_3.txt文件内容如下图所示：

1.11 branch的使用

• 使用branch创建分支，命令如下所示：

   git branch 分支名

  使用示例，如下图所示：

• 使用branch查看分支信息，命令如下所示：

   git branch
   //或者
   git branch --list
   
   //上面两个命令仅能查看本地分支，如果也想要查看远程分支可以使用下面的命令
   git branch -r
   
   //查看所有分支（本地以及远程）
   git branch -a

  使用示例，如下图所示：

• 使用branch删除分支，命令如下所示：

   git branch -d 分支名

  使用示例，如下图所示：

1.10 checkout的使用

• 使用checkout切换分支，命令如下所示：

   //切换分支
   git checkout 分支名

  使用示例，如下图所示：

• 使用checkout创建新分支并立即切换，命令如下所示：

   git checkout -b 新分支名
   //切换到远程仓库分支，使用如下命令
   git checkout -b 远程仓库别名 远程仓库别名/远程仓库分支

  使用示例，如下图所示：

• 使用checkout重新存储工作区文件，命令如下所示：

   //重新存储工作区文件
   git checkout -- .

2. Git的存储原理

  git实际上是没有文件夹的概念的，是通过保存文件的路径来保存文件的，为了验证这个观点，创建一个文件夹，执行如下图所示的操作：

  如果你需要提交一个空的文件夹，可以在这个空文件夹中创建一个隐藏文件，命名为.keep或者.gitkeep，然后就可以提交成功了，操作流程如下图所示：

2.1 git add .命令的本质

  首先在如下图所示路径中创建如下图所示的文件：

  初始化git，并查看.git中文件，如下图所示：

  执行git add .命令后，在objects文件夹中产生如下图所示文件：

  实际上以上生成的文件夹名称+文件夹中文件名就是工作目录中的文件的hash值，而这些文件中存储的内容就是工作目录中对应文件的二进制数据，可以使用如下的命令打印文件中的内容：

注意：每当有文件的内容（而不是路径）被修改并执行git add .命令后都会在objects生成新的文件，因为这个文件的hash值已经发生了改变

//-p代表完美打印
git cat-file -p 文件夹名称+文件夹中文件名

  打印结果如下图所示：

  也就是说，Git将存储对象的40位HASH分为两部分：

• 前2位作为文件夹

• 后38位作为对象文件名

  Git如此设计目录结构，而不是直接使用40位hash作为文件名的原因主要如下：

• 部分文件系统对目录下的文件数量有限制。例如，FAT32限制单目录下的最大文件数量是65535个。

• 部分文件系统查找文件属于线性查找，目录下的文件越多，访问越慢。

  除了生成了objects文件夹中的文件外，git add .操作也生成了一个index文件，该文件表示Git stage的内容。该文件是二进制文件，保存了被stage的文件所有信息，像inode信息、hash值等等，你可以使用如下命令查看index文件中的二进制数据：

hexdump index文件路径

  实际使用如下图所示：

  如果你将objects文件中生成的对应文件以及index文件删除，得到的就是命令git add .的逆操作，下图就是git add .命令实际所做的事情.

其实git add .命令是可由两个命令操作代替，如下所示：

• 计算文件的hash值命令，并写入git文件系统数据库（也就是objects文件夹中），使用命令如下所示：

   git hash-objct -w 文件路径

  使用举例，如下图所示：

  你也可以使用如下shell命令将文件写入到git数据库

   for i in {1..3}; \
   do \
   echo "$(git hash-object -w file_${i}.text)";\
   done

• 将工作目录的文件加入到缓存/暂存区（也就是index文件中），使用如下所示命令：

   // --add 添加指定文件
   // --cacheinfo按照格式添加指定的信息
   // 100644 mode
   git update-index --add --cacheinfo 100644 文件hash值 文件名

  其中mode共有如下图所示几种类型

  使用示例，如下图所示：

• 查看暂缓区存放的文件信息，使用如下的命令

   git ls-files -s

  使用示例，如下图所示：

2.2 git commit命令的本质

  假设工程文件结构如下图所示，并且所有的文件已使用git add .添加到暂缓区。

  索引/缓存区文件index中存储文件如下图所示：

  git文件系统存储文件如下图所示：

  实际上git commit命令的本质是由两个命令组成，如下所示：

• git write-tree：这个命令的作用就是根据当前git index文件中的文件路径生成一些相应的树形结构文件（这些文件中的内容就是其所包含文件的关键信息），并将这些树形结构文件存储在git文件系统中，详情请看下面的操作：

   git write-tree

  执行git write-tree命令后，objects中新生成了四个二进制文件，如下图所示：

  根据git文件系统中存储文件的hash值查看这个文件的存储内容，可以使用下面的命令：

   //cat-file 查看文件信息
   //-p 更优美的打印文件信息
   git cat-file -p 文件的hash值

  拼接这些文件的hash值，使用命令打印这些文件的内容，如下图所示：

  以上就是git write-tree命令所做的事情。

• git commit-tree：将以上所生成的树形结构信息进行提交。

  首先，先来查看一下git提交记录，如下图所示：

  可以发现的是当前并未提交记录，那么就使用如下命令进行提交：

   git commit-tree tree的hash值 -m "提交信息" -p 父节点的hash值
   //或者使用
   echo "提交信息" | git commit-tree tree的hash值 -p 父节点的hash值

  使用如下图所示：

  查看当前git的状态，如下图所示：

  并未提交成功，因为git commit-tree命令仅会生成一个commit对象的id，此时还并未将这个commit对象写入到git文件系统，还需要使用下面的命令将这个commit对象写入到某个分支中去：

   git update-ref refs/heads/分支名 commit对象id

  使用如下图所示：

  以上的命令将会产生如下图所示的数据：

  通过命令查看bb3a7ee7d65f44bf8a5bf3a923dc953d3a525838文件中的内容，如下图所示：

2.3 ⼿动构建git commit tree

  执行完git write-tree命令后，git自动构建了4个树，其实，也可以使用以下的命令构建一个单独的新树，命令如下图所示：

//构建一个父树，并指定其子树
//read-tree 将给出的树写入索引但不写入缓存
//--prefix 更优美的打印Hash值代表的文件内容
git read-tree --prefix=新树名字/ 子树hash值
//构建当前树（父树）
git write-tree 

  使用举例，如下所示：

• 构建一棵temp_project新树，使project作为其子树

  执行git write-tree将这个新树的二进制数据保存到git文件系统，如下图所示：

• 构建一棵temp_files2新树，使files2作为其子树

  执行git write-tree将这个新树的二进制数据保存到git文件系统，如下图所示：

  其实也可以从git中恢复这些构建的树到工作目录，使用如下的命令：

git checkout -- 构建的树名/

  使用示例，如下所示：

• 恢复temp_project树

• 恢复temp_files2树

• 再次提交代码

  查看git状态，如下图所示：

  执行git add .命令

  再次查看git状态，如下图所示：

  提交代码，如下图示所示：

3. git工作流程