Git 的基本操作及其原理

为什么需要版本管理？

工作中，经常遇到以下情况：文案、PPT、文档、方案或者设计图在最终敲定前，需要进行多次修改，可能是某处细节的优化，也可能是内容的替换等，这里通常两种做法。第一种做法，是在原来的基础上进行修改，其弊端显而易见：只保留了最新版本的内容，之前的更改无从查起。如果最终敲定的结果是以前的某一个版本，那么就意味着需要再一次回忆之前的工作，进行重复性劳作。第二种做法，是创建一个副本，在副本中进行修改，这样就可以保留历史的版本，方便后续查阅。然而这种做法的弊端是，改动较为频繁时，创建过多的副本，占据过多内存的同时，后续无法准确的找出具体某个改动对应的副本。

而对于程序员来说，工作中改动最为频繁的就是他们的代码。上述两种做法对于代码管理来说，都是非常耗时耗力的做法。为此，需要亟需版本管理的工具。本系列将介绍最为主流的版本控制器之一 —— Git 。

Git 的基本介绍

Git 是开源的代码托管工具，能够帮助开发者管理代码版本，支持跨平台使用：Linux、Unix、Mac 以及 Windows

Git 能做什么？

版本管理：记录下程序员的每次修改以及将所有历史版本存档，支持⾃由进⾏版本回退、撤销、修改等操作

分支管理：在各个开发场景下，可以灵活地创建、切换、合并、删除分支

多人协同开发：Git 为分布式版本控制系统，是多人协同开发模式的前提

注意：相较于二进制文件，如图片、视频、音乐等，Git 更适用于文本文件

Git 的基本操作

Git 的安装

Windows

Linux 环境

由于没有 Linux 的服务器，使用了 wsl 在 windows 上进行操作，详情见链接：安装 WSL | Microsoft Learn

ubantu 版本

创建本地仓库

christy@Christy:~$ git --version
git version 2.43.0
christy@Christy:~$ mkdir gittest
christy@Christy:~$ cd gittest
christy@Christy:~/gittest$ mkdir gitcode
christy@Christy:~/gittest$ cd gitcode
christy@Christy:~/gittest/gitcode$ git init // 创建本地仓库
Initialized empty Git repository in /home/christy/gittest/gitcode/.git/

.git 是个隐藏文件，不要对其随便修改，可用 tree 命令看其树状目录。

// 可用以下命令安装 tree 指令：
christy@Christy:~/gittest/gitcode$ sudo snap install tree
2025-01-04T20:44:12+08:00 INFO Waiting for automatic snapd restart...
tree 2.1.3+pkg-5852 from 林博仁(Buo-ren Lin) (brlin) installed // 问：有没有哪位同行知道这个林博仁是谁呀？

christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ tree .git/
.git/
├── COMMIT_EDITMSG
├── HEAD
├── config
├── description
├── hooks
│   ├── applypatch-msg.sample
│   ├── commit-msg.sample
│   ├── fsmonitor-watchman.sample
│   ├── post-update.sample
│   ├── pre-applypatch.sample
│   ├── pre-commit.sample
│   ├── pre-merge-commit.sample
│   ├── pre-push.sample
│   ├── pre-rebase.sample
│   ├── pre-receive.sample
│   ├── prepare-commit-msg.sample
│   ├── push-to-checkout.sample
│   ├── sendemail-validate.sample
│   └── update.sample
├── index
├── info
│   └── exclude
├── logs
│   ├── HEAD
│   └── refs
│       └── heads
│           └── master
├── objects
│   ├── 0a
│   │   └── 491e47424a52b3a3c00fc11a6e24336b2b5bd9
│   ├── 32
│   │   └── be1898a86d245861660f4786c73dd512733b67
│   ├── 4b
│   │   └── 825dc642cb6eb9a060e54bf8d69288fbee4904
│   ├── 70
│   │   └── ed1e97a765a880e8e9c1d3a856c464ecae857e
│   ├── 8b
│   │   └── 137891791fe96927ad78e64b0aad7bded08bdc
│   ├── b5
│   │   └── a54e59496ce3baa5486ac0042b88b27a829c1b
│   ├── bc
│   │   └── 32919d49f3781668888d95406478a3f149e6a0
│   ├── info
│   └── pack
└── refs
    ├── heads
    │   └── master
    └── tags

查看 git 的属性：

christy@Christy:~/gittest/gitcode$ git config -l
core.repositoryformatversion=0
core.filemode=true
core.bare=false
core.logallrefupdates=true

本地仓库最重要的两个配置 ， name 以及 email，如果没有需要自己设置：

ty@Christy:~/gittest/gitcode$ git config [--global] user.name "1234"
christy@Christy:~/gittest/gitcode$ git config [--global] user.email "abc@163.com"
christy@Christy:~/gittest/gitcode$ git config -l
core.repositoryformatversion=0
core.filemode=true
core.bare=false
core.logallrefupdates=true
user.name=1234
user.email=abc@163.com

其中，可在设置 name 和 email 时，在 git config 后使用 --global，表示对这台机器上所有的 Git 仓库都使用这个配置，相应的删除这两个属性时，命令也需要添加 --global：

christy@Christy:~/gittest/gitcode$ git config [--global] --unset user.name
christy@Christy:~/gittest/gitcode$ git config [--global] --unset user.email

如果你希望在不同仓库中使⽤不同的 name 或 email 就无需使用。注意的是，执⾏命令时必须要在仓库⾥。

工作区 暂存区 版本库

下面介绍一下 git 版本管理中三个重要的概念，分别为工作区、暂存区以及版本库。三者可以用以下的图来表示：

工作区：需要管理的代码或者文件所在的目录，通常与 .git/ 文件并列的所有文件。

暂存区：英⽂叫stage或index。⼀般存放在 .git/ 文件下的 index 目录下（.git/index），所以暂存区有时也叫作索引（index）。

版本库：⼜名仓库，英⽂为 repository 。隐藏文件 .git/ 就是是 Git 版本库。这个版本库⾥⾯的所有⽂件都可以被 Git 管理起来，每个⽂件的修改、删除，Git 都能跟踪，以便任何时刻都可以追踪历史，或者在将来某个时刻可以“还原”。

当我们在 gitcode 目录下创建新的文件时，就开始使用 git 来“版本管理”了吗？答案是否定的。要想让 git 接管我们的文件，必须经过以下两个步骤，分别是：add 与 commit。通过 add，将变动的内容（修改、新增、删除）从工作区添加到暂存区，通过 commit 将暂存区中修改的内容提交到当前分支中。

git 是如何进行版本管理的呢？add 做了些什么？commit 做了些什么？ 要想回答上述问题，就得看一看.git/ 目录下的 objects 这个部分。 每当我们 add 改动的内容时，都会创建成一个 git 对象，存放在 objects 库中。而暂存区（index）以及分支中存储的，则是这一个个对象的索引。

涉及的代码如下:

christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git add readME1.txt
christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git commit -m "my first commit file to local repository!"
[master 6278578] my first commit file to local repository!
 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-)

christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git add readME.txt readME2.txt
christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git commit -m "my second commit to local repository!"
[master d5009ff] my second commit to local repository!
 1 file changed, 4 insertions(+), 1 deletion(-)
christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git log
commit d5009ff14bd73f1692ab6293341c8edcc97b5697 (HEAD -> master)
Author: @1234 <abc@163.com>
Date:   Mon Jan 27 14:25:59 2025 +0800

    my second commit to local repository!

commit 6278578bdb430f0248d8893f94224ed5fc123373
Author: @1234 <abc@163.com>
Date:   Mon Jan 27 14:23:49 2025 +0800

    my first commit file to local repository!

commit b5a54e59496ce3baa5486ac0042b88b27a829c1b
Author: @1234 <abc@163.com>
Date:   Wed Jan 1 20:04:55 2025 +0800

    my wishes in 2025

工作区 与 .git 并列存放的文件 版本库 打开 .git ，这里是版本库， .git 目录不属于工作区

christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ cat .git/HEAD
ref: refs/heads/master
christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ cat .git/refs/heads/master
d5009ff14bd73f1692ab6293341c8edcc97b5697

christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git cat-file -p d5009ff14bd73f1692ab6293341c8edcc97b5697

tree 531a944d7d1fe9eec57fb185c03f059cf9b1eb0f
parent 6278578bdb430f0248d8893f94224ed5fc123373
author @1234 <abc@163.com> 1737959159 +0800
committer @1234 <abc@163.com> 1737959159 +0800

my second commit to local repository!

christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git cat-file -p 531a944d7d1fe9eec57fb185c03f059cf9b1eb0f

100644 blob b7246c83a9f7bf13e4c91f1921f7e81c256c0943    readME.txt
100644 blob 4cf9db0031950fc082db6b370964ecbafbdf9a2b    readME1.txt
100644 blob 0a491e47424a52b3a3c00fc11a6e24336b2b5bd9    readME2.txt
christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git cat-file -p b7246c83a9f7bf13e4c91f1921f7e81c256c0943
hello, Avatar Forest!
I love you world!
Keep going on!
Let's go!`

christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git cat-file -p 4cf9db0031950fc082db6b370964ecbafbdf9a2b
I will try my best in 2025~

christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git cat-file -p 0a491e47424a52b3a3c00fc11a6e24336b2b5bd9
I'm coming! big money!

christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git diff readME.txt
diff --git a/readME.txt b/readME.txt
index b7246c8..d0a3145 100644
--- a/readME.txt
+++ b/readME.txt
@@ -1,4 +1,5 @@
 hello, Avatar Forest!
 I love you world!
 Keep going on!
-Let's go!`
+Let's go!^M
+WOW~~~How do you do ?^M

christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git status
On branch master
Changes not staged for commit:
  (use "git add <file>..." to update what will be committed)
  (use "git restore <file>..." to discard changes in working directory)
        modified:   readME.txt

no changes added to commit (use "git add" and/or "git commit -a")

christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git add readME.txt
christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git status
On branch master
Changes to be committed:
  (use "git restore --staged <file>..." to unstage)
        modified:   readME.txt
        
christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git commit -m "commit all"

christy@Christy:/mnt/c/Users/92002/gitcode$ git status
On branch master
nothing to commit, working tree clean