Git基础使用

於時光清歌
1 阅读18分钟

1. Git基础概念与文件结构

1.1 基础概念

  • 分布式版本控制系统（DVCS）

    • 每个开发者拥有完整仓库副本，包括全部历史记录。
    • 支持离线操作，仅在推送/拉取时需要网络。

  • 快照机制

    • Git记录每次文件快照，而不是单纯的差异。
    • 每一次提交都可以回溯和恢复。

  • 数据完整性

    • 所有数据通过SHA-1哈希校验，防止篡改。
    • SHA-1 可以将任意长度的数据（如文件内容、目录结构、提交信息等）转换为一个长度为 40 位的十六进制字符串。这种哈希值几乎不会重复（极低概率），因此可以唯一标识每一个对象（文件快照、提交、分支等）。

  • 分支与合并

    • 分支操作轻量，便于并行开发。
    • 合并与变基让代码历史更清晰。

  • 协作与审查

    • 支持多人协作，代码审查（Pull Request/Merge Request）是业界标准流程。

1.2 文件结构

Git仓库中主要包含以下文件和目录：

1.2.1 工作区（Working Directory）

  • 当前项目文件夹，开发者实际操作和编辑的地方。
  • 文件状态分为：已修改（modified）、已暂存（staged）、已提交（committed）。

1.2.2 暂存区（Stage/Index）

  • 一个临时区域，用于记录你准备提交到仓库的文件和更改
  • 通过 git add 命令将修改从工作区添加到暂存区。暂存区相当于“快照”，只有被添加到暂存区的内容才会被下一次提交记录。
  • 位于.git/index

2.3 本地仓库（Local Repository）

  • 本地仓库是你电脑上的 Git 仓库，包含所有提交（commit）的历史记录，当你执行 git commit 命令时，暂存区的内容会被保存到本地仓库，生成一个新的提交。
  • 本地仓库记录了项目的所有版本和变更历史。
  • 本地仓库位于 .git 目录下，包含所有项目元数据和对象。

2.4 远程仓库（Remote Repository）

  • 远程仓库是托管在服务器上的 Git 仓库，比如 GitHub、GitLab、Gitee、GitCode 等。
  • 通过 git push 和 git pull 与远程仓库同步数据。

2.5 HEAD

  • HEAD 是 Git 的一个指针，指向当前本地仓库的最新提交（commit）。
  • 它帮助你知道当前处于哪个分支、哪个版本。
  • tips: 保存在 .git/HEAD 中

image.png

2.6 分支（Branch）

  • 分支允许你在主线之外进行开发，便于多人协作和功能开发。
  • 一些客户端还存在虚拟分支的概念（GitButler）

2.7 总结

工作流程

graph LR
A[工作区] --> B[暂存区]
B --> C[本地仓库]
C --> D[远程仓库]

总结描述

区域作用典型操作
工作区编辑和查看代码编辑、修改文件
暂存区临时保存待提交的更改git add
本地仓库保存所有提交的历史记录git commit
远程仓库团队共享和备份代码git push/pull

2. Git安装/配置

安装

  • win/mac都可以通过在官网下载二进制包安装
  • Mac: brew install git
  • Windows(mac/linux也可以) 直接在官网下载安装：Git二进制文件
  • 以上都可以参照菜鸟教程

配置

  • 用户信息 
    # --global 配置全局，不指定会配置为当前工作目录(--local)
git config --global user.name "runoob"
git config --global user.email test@runoob.com
  • 仓库配置(没什么卵用) 
    git config --local remote.origin.url "https://github.com/your/repo.git"
  • 文本编辑器(没什么用，默认是vi/vim，可以指定为vscode） 
    git config --global core.editor "code --wait"
  • 生成SSH秘钥 
    # 无特殊要求无脑回车即可
ssh-keygen -t rsa -b 4096 -C "yourname.email@example.com"
  • 查看配置 
    git config --list

3. Git基本命令详解（含场景与代码）

3.1 初始化与克隆

  • 场景：新项目或获取已有项目代码
  • git init：初始化本地仓库 
    git init
  • git clone：克隆远程仓库 
    git clone https://github.com/user/repo.git

3.2 文件管理

  • git add：跟踪/添加文件到暂存区

    git add <file>
git add .  # 添加所有改动过的文件（注意不要把不需要管理的添加进去，如一些本地的配置文件）
git add a.txt b.js c.java d.go # 添加多个文件
# 使用通配符添加
git add *.txt    # 添加当前目录下所有txt后缀的文件
git add '**/*.js' # 添加当前目录以及子目录下所有的 `.js` 文件
git add test_* # 添加当前目录下所有以 `test_` 开头的文件
# 添加所有未跟踪文件
git add --all
git add -A
# 添加已修改文件（删除或修改的，不会添加新增的）
git add -u
# 交互式添加（只能对已被Git跟踪的文件的“部分修改”进行交互式暂存，而新建的文件（未被跟踪的）并不会被 `git add -p` 识别）
# 
git add -p [filename]

    git add -p 交互式选项

    选项含义
    y暂存（stage）这块改动，即把这块修改加入到本次提交中
    n跳过（do not stage）这块改动，即这块修改不会加入到暂存区
    q退出（quit） ，停止当前操作
    a暂存所有剩余的块（stage all） ，把后面所有块都暂存
    d跳过所有剩余的块（do not stage all） ，后面所有块都不暂存
    s拆分（split）当前块为更小的块，便于更精细地选择哪些改动要暂存
    e编辑（edit）当前块，可以手动修改要暂存的内容（有点麻烦）
    ?显示帮助信息，列出所有可用的选项

  • git status：查看当前状态

# 当前所在分支
# 工作区和暂存区的文件状态
# 哪些文件被修改但还未暂存
# 哪些文件已被暂存准备提交
# 是否有新建未跟踪（untracked）的文件
# 是否有文件被删除或重命名
git status [filename]
  • git rm：删除文件并从Git中移除
# 删除操作完成后需要git commit 提交
git rm [filename]    # 会删除本地文件和暂存区
git rm test.1 test.2 #删除多个文件
git rm  -r testfolder # 递归删除目录下的所有文件
git rm --cached [filename]  # 将文件从暂存区删除，但本地文件不删除，比如.env和一些本地环境文件
# git rm配合.gitignore 
# 如果某个文件**已经被 Git 追踪（已经 add 或 commit）** ，即使你后来把它写进 `.gitignore`，Git 依然会继续追踪它。
#此时，单靠 `.gitignore` 没法让 Git 忽略该文件。你需要用 `git rm --cached <文件/目录>` 将其从版本库中移除（但保留本地文件），这样后续 `.gitignore` 才能生效

3.3 提交与日志

3.3.1 git commit：提交暂存区到本地仓库

3.3.1.1 基础使用
# 标准提交 
git add [filename]     
git commit -m '提交说明'  #如果不添加-m 就会打开默认编辑器让输入(vi/vim/上面指定的vscode编辑器)
# 提交所有已暂存的更改 -a会自动把所有已跟踪（tracked）文件的更改添加到暂存区并提交，不会添加新文件（未被add 的新文件不会被提交)
git commit -a -m "直接提交所有修改"
# 修正上一次提交说明
git commit --amend -m "新的提交说明"
3.3.1.2 典型场景
  • 新增文件：必须先 git add，否则 git commit -a 不会提交新文件。
  • 修改文件：如果都是已跟踪文件，可直接 git commit -a。
3.3.1.3 提交规范:约定式提交

  1. 格式

    <类型>[可选范围]: <描述>
    
#   类型：必填，标明本次提交的变更类别
#   范围：可选，说明影响的模块或文件
#   描述：必填，对本次变更的简要说明

  2. 类型说明

    类型说明
    feat新功能（feature）
    fix修复 bug
    docs文档变更
    style代码格式（不影响逻辑）
    refactor重构（不影响功能的代码变动）
    perf性能优化
    test增加或修改测试
    chore其他杂项（构建、工具等）
    build构建相关变更
    ciCI/CD 配置变更

  3. 示例

    • 单行提交
    feat: 新增用户注册接口
fix: 修复订单列表分页错误
docs: 更新API使用说明文档
style: 格式化代码，统一缩进
refactor: 优化数据处理流程
perf: 提升首页加载速度
test: 增加订单模块单元测试
chore: 更新依赖包版本
build: 配置webpack打包
ci: 优化GitHub Actions流程
    • 带范围提交
    feat(user): 新增用户注册接口 
fix(order): 修复订单列表分页错误 
docs(api): 更新API使用说明文档
    • 多行提交:第一行为简要说明，后面可以空一行补充详细内容：
    fix(order): 修复订单列表分页错误 
原因：分页参数校验不严导致数据重复。 
解决方案：增加参数校验逻辑，优化分页处理。

3.3.2 git log：查看提交历史(可视化工具更好用)

基础使用:查看提交历史记录的命令。它可以帮助你追踪项目的变更、查找具体提交、了解每次提交的作者、时间和说明

3.3.2.1: 基础使用
git log
# 显示简洁一行（oneline）
git log --oneline --graph
# 指定展示数量
git log -n 5
# 显示提交内容差异
git log -p
# 按作者筛选
git log --author="张三"
# 按文件筛选
git log [filenmae]

3.4 比较与回退（对比变更、撤销操作）

用于比较文件差异的命令，可以帮助你查看代码的修改内容、未提交的变更、不同分支或提交之间的差异。 主要用于代码审查：查看本地未提交的变更，回溯历史：对比不同提交或分支的代码差异，协作开发：分析合并冲突前后的具体修改。

3.4.1 git diff：查看未暂存或已暂存的差异

3.4.1.1 基础使用
# 显示工作区与暂存区之间的差异（还没有 `git add` 的修改内容）。
git diff
# 查看已暂存但未提交的更改
git diff --cached
# 比较两个提交之间的差异
git diff <commit1> <commit2>
# 比较当前分支与其他分支差异
git diff master develop
# 比较某个文件的差异
git diff [文件名]
3.4.1.2 输出内容说明

- 开头表示被删除的内容 + 开头表示新增的内容

image.png

3.4.1.3 常用组合
# 强制彩色输出，便于阅读（使用warp终端，不指定也是彩色，和终端有关？）
git diff --color
# 只显示被修改的文件名。
git diff --name-only
# 按单词显示差异，适合文本文件
git diff --word-diff

3.4.2 git checkout：恢复文件或切换分支

用于切换分支、还原文件、回退到指定提交的命令。它是日常开发中非常常用的操作工具

3.4.2.1 基础使用

git checkout <branch>
# 新建并切换分支
git checkout -b <branch>
# 回退到某个提交（detached HEAD 游离HEAD-原本指向分支，执行后指向某次提交）
git checkout <commit_id>
# 恢复文件到某个版本
git checkout <commit_id> -- <filenmae>
# 丢弃工作区的修改
git checkout -- <filename>

3.4.2.2 使用场景

  • 临时查看历史版本
git checkout <commit_id>
  • 基于历史提交新建分支 比如发现某个历史提交是个稳定版本，想在此基础上开发新功能
git checkout <commit_id>
git checkout -b <new_branch_name>
  • 调试、定位历史bug
git checkout 3e2f7a1
# 调试代码，再次条件下修改代码 后续切换回主分支回直接丢弃修改
  • 撤销某个文件的部分修改
git checkout <commit_id> -- <filename>
  • 局部回退 只回退某个文件，不影响其他文件
git checkout <commit_id> -- <filename>
git add <filename>
git commit -m '回退xx文件到历史版本'
  • 对比
命令影响范围典型用途风险/注意事项
git checkout <commit_id>全部文件回溯历史、调试、基于历史新建分支游离HEAD，提交容易丢失
git checkout <commit_id> -- <filename>单个文件局部还原、撤销误操作、参考历史内容只影响指定文件，需 add/commitHEAD，提交容易丢失

3.4.3 git switch

Git 2.23 及以上版本新增的命令，用于切换分支或创建新分支。它是对 git checkout 的语义化拆分，使操作更直观、更安全。

3.4.3.1 基础使用
# 切换到已有分支
git switch <branch> # 等价于 git checkout <branch>
# 新建并切换分支
git switch -c <new_branch> #等价于git checkout -b <new_branch>
# 强制切换（丢弃未提交的更改）
git switch --force <branch> # 如果工作区有未提交的修改，强制切换会丢弃这些更改。
# ### 切换到远程分支（自动创建本地分支）
git switch origin/dev

tip:未提交指的是没有git commit的内容(只要还没到“本地仓库”，都属于“未提交内容”。)

工作区（你编辑的文件）
   │
git add
   │
暂存区（stage/index）
   │
git commit
   │
本地仓库（repository）

3.4.4 git restore

Git 2.23+ 新增的命令，用于还原文件内容，替代部分 git checkout 的功能。它让文件恢复操作更直观、更安全

3.4.4.1 基础使用
# 丢弃工作区的修改（恢复到暂存区状态）
git restore <filename> # 只影响工作区，未 add 的修改会被丢弃，文件恢复到暂存区的内容
# 丢弃暂存区的修改（恢复到工作区状态）
git restore --staged <文件名> # 只影响暂存区，已 add 的内容会被移出暂存区，恢复到工作区当前状态。
# 恢复文件到某个历史提交
git restore --source <commit_id> <filename> # 把文件恢复到指定历史提交的内容，适合局部回退，相当于 git checkout <commit_id> -- <filename>
3.4.4.2 常见场景
  1. 你编辑了文件但发现有误，不想保留这些修改 
    git restore app.js
  2. 不小心 git add 了某个文件，想撤回到未暂存状态 
    git restore --staged app.js
  3. 局部回退到历史版本 
    git restore --source <commit_id> app.js

3.4.5 git reset

主要用于重置 HEAD 的指向、管理暂存区和工作区的内容。它可以用来撤销提交、撤销暂存、甚至丢弃本地修改。
根据参数不同，git reset 的影响范围也不同，操作需谨慎

3.4.5.1 基础使用
  1. 撤销暂存
git reset <filename>
  • 作用：把文件从暂存区移回工作区，但不影响文件内容。
  • 场景：你用 git add 把文件加到了暂存区，但还不想提交。
  1. 回退最近的提交，但保留更改（soft）
git reset --soft HEAD^
  • 作用：撤销最近一次提交，保留所有修改和暂存区内容。
  • 场景：想修改上一次提交说明或补充内容后重新提交。
  1. 回退最近的提交，并取消暂存（mixed，默认）
git reset --mixed HEAD^ # 或简写为 git reset HEAD^
  • 作用：撤销最近一次提交，保留所有修改，但移出暂存区。
  • 场景：想撤销提交，并重新选择要提交的文件。
  1. 回退并丢弃本地修改（hard）
git reset --hard HEAD^
  • 作用：撤销最近一次提交，所有本地修改和暂存内容都会被丢弃，工作区回到上一次提交的状态。
  • 场景：想彻底回退到某个历史状态，放弃所有本地变更。
  1. 回退到任意历史提交
git reset --hard <commit_id>
  • 作用：将分支指向某个历史 commit，工作区和暂存区都恢复到该状态。

3.4.6 git revert

*撤销（反向）某次提交的命令。它通过生成一个新的“反向提交”，来抵消指定提交的内容。与 git reset 不同，git revert 不会重写历史，非常适合多人协作和已推送到远程的分支。 *

3.4.6.1 基础使用
  1. 撤销单个提交
git revert <commit_id>
  1. 撤销多个提交
git revert <commit_id1> <commit_id2> ...
  1. 撤销一段连续的提交
git revert <old_commit_id>^..<new_commit_id>
3.4.6.2 典型场景

反向提交: 根据当次的改动，创建一次新的提交，内容是反转当次的操作，让文件恢复成当次提交之前的状态

  • 已推送到远程的分支：撤销错误提交，又不影响他人历史。
  • 多人协作：避免重写历史，安全撤销。
  • 修复 bug：快速回退某次有问题的提交。
3.4.6.3 与git reset 区别
命令是否重写历史是否适合协作撤销方式备注
git reset是否回退到历史状态会改变提交链（本地历史），不推荐在已推送分支上用
git revert否是生成反向提交生成新的撤销提交，历史不会断裂，适合所有场景

3.4.7 git rebase 不推荐使用？

用于变基（rebase）操作的命令，主要作用是将当前分支的提交“移动”到另一个基底（通常是目标分支的最新提交之后），从而整理提交历史、保持提交链线性。它是代码协作、合并、压缩提交时非常重要的工具。

3.4.7.1 基础使用
# 把当前分支上的所有新提交，移动到 `<目标分支>` 的最新提交之后。
git rebase <目标分支>
# 交互式 rebase（整理、压缩提交）
git reabse -i <基底>
3.4.7.2 使用场景
  1. 本地开开发后，调试过程中有一些问题，需要修改，导致多次commit（实际上是开发同一功能），需要在推送到远程仓库时合并为一次
    • git log --oneline # 查询提交日志，确定需要合并的记录条数 image.png
    • git rebase -i HEAD~3 我这里是合并最近三次提交，会打开默认的编辑器，我这里是vscode image.png
    • 修改内容,保存退出 image.png
    • 会打开一个新的编辑器，在这里编辑提交信息 image.png
    • 修改提交内容，保存退出 image.png
    • 命令行显示
      image.png
    • git log --oneline查看日志 image.png

4. Git进阶命令与功能（含场景与代码）

4.1 分支管理

  • 场景：多人协作、并行开发

  • git branch git switch：查看、创建、删除分支

    git branch           # 查看分支
git branch -a        #查看本地和远程所有分支
git swicth 
git branch <name>    # 创建分支
git branch -b <name> # 创建并切换
git switch -c <name>
git branch -d <name> # 删除分支
git branch -m <新分支名> # 重命名分支
git branch -v # 显示每个分支最后一次提交的简要信息

  • git checkout -b <name>：创建并切换到新分支

    git checkout -b feature/login

  • git merge <name>：合并分支

    git merge feature/login

  • git rebase <name>：变基操作，整理提交历史

    git rebase main

4.2 远程仓库操作

  • 场景：团队协作、代码共享

  • git remote：管理远程仓库

    git remote -v
git remote add origin https://github.com/user/repo.git

  • git fetch：获取远程更新但不合并

    git fetch origin

  • git pull：获取并合并远程更新

    git pull origin main

  • git push：推送本地提交到远程仓库

    git push origin main

4.3 标签管理

  • 场景：发布版本、标记重要节点

  • git tag：查看、创建、删除标签

    git tag               # 查看标签
git tag v1.0          # 创建标签
git tag -d v1.0       # 删除标签
git push origin v1.0  # 推送标签到远程

4.4 git stash 临时保存与恢复

用于临时保存当前工作区和暂存区的修改的命令。它非常适合在开发过程中需要切换分支、拉取代码、但又不想提交或丢弃当前修改时使用。 通过 git stash，你的修改会被“藏起来”，工作区恢复到干净状态，等你需要时再恢复。

  • git stash：保存当前工作区变更

    git stash             # 保存
git stash pop         # 恢复最近一次 stash 的内容，并将其从 stash 列表中删除。
git stash apply       # 恢复最近一次内容，但不删除该stash
git stash list        # 查看
git stash apply stash@{1}  # 恢复指定的stash
git stash drop stash@{1}   # 删除指定的stash
git stash clear            # 删除所有stash
git stash --keep-index #只保存工作区修改，不保存暂存区（git add内容）
git stash -u # 保存所有已跟踪文件的修改、暂存区内容，以及未跟踪文件。

4.5 reflog与历史恢复

  • 场景：恢复误操作、找回丢失提交

  • git reflog：查看所有操作历史，包括丢失的commit

    git reflog 
git reset --hard <commit_id> # 找到你需要恢复的 commit id 或 HEAD@{n}

4.6 git filter-branch

Git 提供的历史重写工具，可以批量修改、删除、替换仓库的所有提交

4.6.1. 基础使用

git filter-branch [选项] <过滤器> -- [分支范围]

4.6.2 常用过滤器

  1. --index-filter
    • 操作暂存区（速度快，适合删除文件）
  2. --tree-filter
    • 操作整个工作区（慢，适合复杂脚本）
  3. --env-filter
    • 操作环境变量（如作者信息）

4.6.3 实际场景

  1. 删除历史大文件

# --force：强制执行（覆盖之前 filter-branch 操作）
# --index-filter：只操作暂存区，速度快
# git rm --cached --ignore-unmatch bigfile.zip 从每次提交中删除该文件
# --ignore-unmatch 如果你用 `git rm <文件名>` 删除一个不存在于当前提交的文件，Git 会报错,此参数可以忽略这样的情况，继续执行
# --prune-empty：清理空提交
# --tag-name-filter cat：保留标签名
# --all：遍历所有分支和标签
# 第一步
git filter-branch --force --index-filter 'git rm --cached --ignore-unmatch 文件名' --prune-empty --tag-name-filter cat -- --all

# 第二步:清理原始应用和垃圾对象
rm -rf .git/refs/original/   # 删除 filter-branch 操作产生的原始引用
git reflog expire --expire=now --all # 让所有引用日志立即过期
git gc --prune=now --aggressive # 垃圾回收，彻底清除无用对象，缩小仓库体积


# --force：因为历史被重写，必须强制推送，覆盖远端所有分支和标签。
# --all：推送所有分支
# --tags：推送所有标签
# 第三步:推送到远程仓库 
git push origin --force --all
git push origin --force --tags   

# 第四步 通知所有成员重新clone仓库，否则会有冲突和仓库文件残留

# 第五步 检查仓库体积（.git目录应该明显变小）

5. 其他功能与应用场景

5.1 忽略文件

  • 场景：不希望某些文件被跟踪

  • .gitignore：在项目根目录创建.gitignore文件，写入需要忽略的文件/目录名

    node_modules/
*.log
.env

5.2 常见协作流程

  • 场景：多人开发、代码审查

    1. 克隆仓库：git clone
    2. 创建分支开发：git checkout -b feature/xxx
    3. 定期拉取更新：git pull
    4. 提交并推送：git add、git commit、git push
    5. 提交Pull Request（PR）：在平台（如GitHub）发起代码审查和合并
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