一、Git 概述
1.1 版本控制系统的演进与意义
版本控制系统（Version Control System，简称 VCS）是软件开发领域的重要工具，它通过记录文件内容变化，实现对代码或文档历史版本的管理。早期的本地版本控制系统如 RCS，仅能在本地记录文件变更，无法满足多人协作需求。随后出现的集中式版本控制系统（如 CVS、Subversion），依赖中央服务器存储版本库，团队成员需通过网络与服务器交互，虽然实现了协作，但存在单点故障、网络依赖等问题。
分布式版本控制系统（如 Git、Mercurial）的出现，彻底改变了版本控制的模式。在分布式架构下，每个开发者的本地计算机都保存着完整的版本库，包含所有提交历史和分支信息，这不仅提高了开发的自主性，还增强了系统的容错性和性能。
1.2 Git 的诞生背景与发展历程
2005 年，为了更高效地管理 Linux 内核开发，Linus Torvalds 着手开发 Git。当时 Linux 内核的开发规模庞大，原有的版本控制系统在性能、分布式协作和数据完整性方面无法满足需求。Git 凭借其卓越的性能和灵活的分布式架构，迅速在开源社区和商业领域获得广泛应用。经过多年发展，Git 已成为全球最流行的版本控制系统，支撑着无数开源项目和商业软件的开发。
1.3 Git 的基本工作流程
Git 的工作流程围绕工作区、暂存区和本地仓库三个核心区域展开，同时涉及远程仓库进行团队协作：
- 工作区：开发者在本地计算机上实际编辑文件的目录，所有文件修改操作都在此进行。
- 暂存区：也称为索引（Index），是文件从工作区到本地仓库的中间过渡区域，用于暂存准备提交的文件修改。
- 本地仓库：存储在本地计算机上的完整版本库，包含所有提交历史、分支信息和数据对象。
- 远程仓库：通常部署在服务器上，用于团队成员间共享代码，常见的远程仓库服务有 GitHub、GitLab、Gitee 等。
常规工作流程为：在工作区修改文件后，使用git add将文件添加到暂存区，接着通过git commit将暂存区内容提交到本地仓库，最后使用git push将本地仓库的提交推送到远程仓库，实现与团队成员的代码共享。
二、Git 基本命令及其原理
2.1 git add
2.1.1 命令用法与示例
git add命令用于将工作区的文件变化添加到暂存区，是提交修改前的关键步骤。它有多种使用方式：
- 添加单个文件：将指定文件添加到暂存区，例如将file.txt添加到暂存区，使用命令git add file.txt。
- 添加目录：递归地将目录下的所有文件添加到暂存区，如git add dir/会添加dir目录及其子目录下的所有文件。
- 添加所有变化：使用git add.命令可将工作区所有新增、修改的文件添加到暂存区；git add -u则只会将已跟踪文件的修改添加到暂存区，不会添加新文件。
2.2 git commit
2.2.1 命令用法与示例
git commit命令用于将暂存区的内容提交到本地仓库，形成一个新的提交记录。基本语法为：
git commit -m "提交信息"
如果提交后发现提交信息有误，可使用git commit --amend命令修改最近一次提交的信息，该命令会覆盖上一次提交的内容和信息，在未推送提交到远程仓库时使用较为方便。
2.3 git push
2.3.1 命令用法与示例
git push命令用于将本地仓库的提交推送到远程仓库，实现代码共享。基本语法为：
git push <远程仓库别名> <本地分支名>:<远程分支名>
常见的远程仓库别名是origin，如果本地分支名和远程分支名相同，可简化命令，例如将本地master分支推送到远程仓库的master分支，使用git push origin master。
若远程仓库不存在对应的分支，可使用git push --set-upstream origin <本地分支名>，该命令会在推送分支的同时，设置本地分支与远程分支的跟踪关系，方便后续直接使用git push。
2.4 git fetch
2.4.1 命令用法与示例
git fetch命令用于从远程仓库获取最新的提交和分支信息，但不会自动合并到本地分支。基本语法为：
git fetch <远程仓库别名>
例如，从名为origin的远程仓库获取信息，使用git fetch origin。执行后，Git 会将远程仓库的更新下载到本地的远程跟踪分支（如origin/master），但不会影响本地工作分支的状态。
2.5 git pull
2.5.1 命令用法与示例
git pull命令用于从远程仓库获取最新的提交并自动合并到当前本地分支，是git fetch和git merge的组合操作。基本语法为：
git pull <远程仓库别名> <远程分支名>
例如，从origin远程仓库的master分支拉取更新并合并到本地master分支，使用git pull origin master。
2.5.2 原理剖析
git pull首先执行git fetch操作，从远程仓库获取最新的提交对象和分支信息，更新本地的远程跟踪分支。然后，它会自动执行git merge或git rebase操作（取决于配置，默认是git merge），将远程跟踪分支的更新合并到当前本地分支。如果在合并过程中出现冲突，处理方式与普通的git merge冲突处理相同，需要手动解决冲突后再完成合并。
2.6 git merge
2.6.1 命令用法与示例
git merge命令用于将一个或多个分支的修改合并到当前分支，是团队协作中整合代码的关键操作。其基本语法为：
git merge <source-branch>
例如，将feature分支的修改合并到master分支，操作步骤如下：
git checkout master
git merge feature
上述命令先切换到master分支，再执行合并操作，将feature分支的改动整合到master分支。
2.6.2 冲突处理机制
当两个分支对同一文件的相同部分进行不同修改时，会产生合并冲突。Git 会在冲突文件中标记冲突区域，例如：
<<<<<<< HEAD
// 当前分支的修改内容
=======
// 目标分支的修改内容
>>>>>>> feature
需要手动编辑文件，解决冲突部分，然后使用git add将解决冲突后的文件添加到暂存区，最后通过git commit完成合并提交。
2.7 git rebase
2.7.1 命令用法与示例
git rebase命令用于将当前分支的一系列提交移动或合并到另一个基准提交上，可使提交历史呈现线性结构。基本语法为：
git rebase <base>
例如，将feature分支的提交应用到master分支上：
git checkout feature
git rebase master
执行后，feature分支的所有提交会被复制到master分支的最新提交之后，仿佛feature分支直接从master分支派生而来。
2.7.3 与 merge 的对比及适用场景
git rebase和git merge都能实现分支合并，但适用场景不同：
- git merge：保留完整分支历史，适合需要清晰展示分支演变过程的项目，如开源项目的主分支合并；但可能导致提交历史变得复杂。
- git rebase：创建线性提交历史，便于查看和管理，适合个人开发或团队内部短期分支的整合；不过会改变提交的哈希值，不适合已公开推送的提交。
2.8 git cherry-pick
2.8.1 命令用法与示例
git cherry-pick用于从一个分支中选取一个或多个提交，并应用到当前分支，适用于将特定提交（如 bug 修复）移植到其他分支的场景。基本语法为：
git cherry-pick <commit-hash>
例如，将feature分支上的某个提交应用到master分支：
git checkout master
git cherry-pick <commit-hash>
也可同时选取多个提交：
git cherry-pick <commit-hash1> <commit-hash2> <commit-hash3>
2.8.2 冲突处理与应用范围
git cherry-pick操作过程中也可能出现冲突，当应用的提交与当前分支内容冲突时，Git 会暂停操作并标记冲突文件。开发者解决冲突后，使用git cherry-pick --continue继续操作，或使用git cherry-pick --abort取消操作。该命令通常用于精准移植特定提交，而非合并整个分支的所有改动。
2.8.3 与其他命令的关系
git cherry-pick、git rebase和git merge都是代码整合工具，但各有侧重：
- git merge：合并整个分支的所有修改。
- git rebase：按顺序应用一个分支的所有修改到另一个分支。
- git cherry-pick：选择性应用一个或多个特定提交，更灵活精准。
2.9 git stash
2.9.1 命令用法与示例
git stash用于临时保存工作目录和暂存区的修改，方便在不提交的情况下切换分支或执行其他任务。基本语法为：
git stash save [message]
[message]为可选描述信息，用于标识 stash。例如：
git stash save "Work in progress on feature X"
保存后，工作目录恢复到上次提交状态，可使用git stash list查看所有 stash 记录。
2.9.2 恢复与删除操作
恢复最近保存的 stash：
git stash apply
恢复指定 stash：
git stash apply stash@{n}
stash@{n}为 stash 标识符，可从git stash list输出中查看。若要在恢复时删除 stash，使用git stash pop。删除特定 stash：
git stash drop stash@{n}
删除所有 stash：
git stash clear
2.9.3 高级应用场景
- 部分 stash：使用git stash --patch可交互式选择要保存的文件修改。
- 基于 stash 创建分支：git stash branch 可创建新分支并在该分支上恢复指定 stash。
- 查看 stash 差异：git stash show用于查看 stash 与当前 HEAD 之间的差异 。
