Git入门-基本概念, 基本原理, 安装使用

版本控制系统在代码开发过程中必不可缺，本系列学习 Git 的使用，版本托管服务则是 Github。以廖雪峰大神 git教程 为主体，辅以使用过程中遇到的问题和心得。

1. 版本控制系统

1.1 作用

版本控制系统用来解决两种情况

1. 文章不断进行修改，但又觉得之前的版本可能有用，于是产生大量重命名文件，代码编辑亦如是，而且更加不容易回溯。

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   版本1.doc 版本2.doc 最终版本.doc 最终版本改.doc 真的是最终版本了.doc

2. 多人协作，每次都需要校对对方的改动，然后进行合并，会花费大量不必要的精力

版本控制的作用就是记录所有的修改历史，便于需要时回退，同时提供一个协作的平台。

1.1 历史

Git 属于分布式版本控制，在此之前主要是集中式的版本控制，基本原理是有一个服务器放所有的代码，要工作的时候下载回来，改动完上传回去，记录不同人的改动和合并都由服务器端完成，这种形式极度依赖于服务器性能和网速。

2005 年 Linux 内核代码版本控制使用的软件失效，Linux 创始人 Linus 花了一周开发了 Git 这个分布式版本控制系统，其后慢慢流行，现在已用于大多数的项目代码管理。

分布式版本控制和 torrent 差不多，每个人的电脑都是服务器，修改完直接把修改的部分推送给所有拥有这个项目的人。分布式版本控制也有服务器，但主要是负责做备份，并方便大家的交换用的，并不是必要。

1.2 Github

Github，发音为「 ɡɪthʌb 」，是为开源项目免费提供 Git 存储的网站，2008年上线。

注意，Git 和 Github 这两个单词在官方的网站上首字母都是大写，因此我们遵从这样的规则。

2. 安装使用

Git 是全平台的软件，命令行界面，连接到服务商（比如 Github）就能使用，目前 Github 已经推出了 windows 上的 GUI 版本，操作更加简便。

2.1 Linux安装

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$ sudo apt-get install git
$ git version

安装完成后还要设置自己的名字和Email地址

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$ git config --global  user.name   "your name"
$ git config --global  user.email  "email@example.com"

--global参数的意思是这个名字和邮箱应用于所有git仓库

2.2 windows安装

从官网下载Download x.xx for Windows按照，会自动配置环境变量。我一般使用chocolatey包管理工具，执行命令如下

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> choco install git

Windows下GUI版下载地址为：https://desktop.github.com/ ，嗯，真香，windows下我已经很久不用命令行的git了，一般都当作shell工具来使用，而不是执行git命令。

3. 仓库和文件

仓库repository，本质是一个文件夹，存放归属同一个项目的所有文件，是版本控制中的一个重要概念，可分为本地仓库和云端仓库。本地仓库是自己的代码编辑工作区，云端仓库是代码的备份。

3.1 创建一个仓库

在本地任意路径创建gittest文件夹，路径自定义

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$ mkdir gittest

进入创建的文件夹，使用 git init 命令把该目录变成git的仓库

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$ cd gittest
$ git init

然后仓库就建好了，该目录下会多一个.git隐藏文件夹，用来跟踪管理仓库。使用ls -a命令可以看到该文件夹，默认隐藏说明它很重要，里面的文件改动的话很容易导致仓库损坏。.git文件夹下的内容包括

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$ ls .git
config  description  HEAD  hooks/  info/  objects/  refs/

一些文件的作用在暂存区和工作区部分解释。

3.2 在仓库中添加文件

添加文件的类型有讲究

• 对txt文档、代码文件等文件类型，版本控制系统可记录每次的改动

• 对图片、视频、PDF等文件类型，版本控制系统只能管理，不能记录改动，最多只能记录大小变化，Word文件实质是二进制格式，所以同样没法跟踪改动

首先新建一个txt文件并放在gittest目录下，编辑其文件内容

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$ cd gittest
$ touch hellogit.txt
$ cat hellogit.txt
hello git

用git add命令将该文件添加到暂存区，暂存区的概念之后解释

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$ git add  hellogit.txt

用git commit命令将文件提交到仓库(这里指本地仓库)

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$ git commit -m "first commit"
[master (root-commit) a91c248] first commit
 1 file changed, 1 insertion(+)
 create mode 100644 hellogit.txt

双引号中为备注信息，是该次提交的说明，一般情况是描述此次修改的。commit添加的提交信息对于代码review具有重要的作用，要遵循一定的规范。

命令执行完后的提示包括以下内容：

1. 提交到了主分支（master)，备注信息为「first commit」
2. 改动了一个文件（hellogit.txt），加了1行内容(注意那个+号)
3. 最后一行中100代表regular file，644代表文件权限

git add命令可以有多个，分多次将文件添加到暂存区，之后执行git commit命令会一次性将之前add的所有文件一起提交，如

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git add file1.txt
git add file2.txt file3.txt
git commit -m "add 3 files"

也可以使用如下命令一次性将所有修改添加到暂存区，然后执行commit命令

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 $ git add .

3.3 对文件进行修改

版本控制的目的就是记录文件的改动，我们将hellogit.txt文件的内容进行第二次修改，用 git status 命令查看仓库当前状态

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$ git status
On branch master
Changes not staged for commit:
  (use "git add <file>..." to update what will be committed)
  (use "git checkout -- <file>..." to discard changes in working directory)

        modified:   hellogit.txt

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

返回的提示内容会包括

• 位于哪个分支
• 修改了哪个文件
• 「修改尚未加入提交」

如果我们想看到具体做了哪些修改，用git diff命令，diff就是diffenence，所以git diff的意思就是查看不同

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$ git diff hellogit.txt
diff --git a/hellogit.txt b/hellogit.txt
index f09e9c3..a90a76d 100644
--- a/hellogit.txt
+++ b/hellogit.txt
@@ -1 +1,2 @@
-hello git
\ No newline at end of file
+hello git
+add a line
\ No newline at end of file

提示中说明了我们在末尾添加了一行，其内容为add a line。此时我们确认了做的修改是我们心里所想的，就可以再次提交了

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$ git add hellogit.txt
$ git status
On branch master
Changes to be committed:
  (use "git reset HEAD <file>..." to unstage)

        modified:   hellogit.txt

$ git commit -m "add a line"
[master ae3c27f] add a line
 1 file changed, 2 insertions(+), 1 deletion(-)

$ git status
On branch master
nothing to commit, working tree clean

提交过程中可以每一步都使用git status命令查看当前状态，最后commit提交完的状态提示为：

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位于master分支
无文件要提交，干净的工作区

此时就放心了，每次修改完或者要离开工作岗位的时候提交一次，就像游戏存档，离开之前或者重要关卡前存档，失败的时候就能读档重来，这里修改出错也可以从上一次的commit重来

4. 远程仓库

本地仓库的代码编辑完成后，需要推送到远程仓库进行备份，我们使用Github提供的免费远程仓库。由于本地Git仓库和GitHub远程仓库之间的传输是通过SSH加密的，所以，需要先设置SSH密钥。

4.1 创建SSH Key

在用户主目录下，看看有没有.ssh(默认隐藏)目录，如果有，再看看这个目录下有没有id_rsa和id_rsa.pub这两个文件，如果已经有了，可直接跳到下一步。如果没有，打开终端，创建SSH Key：

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$ ssh-keygen -t rsa -C "youremail@example.com"

把邮件地址换成自己的邮件地址，然后一路回车，使用默认值即可，是否设置密码自己选择。

如果一切顺利的话，可以在用户主目录里找到.ssh目录，里面有私钥id_rsa和公钥id_rsa.pub两个文件。

4.2 登陆GitHub

点击右上角头像，打开Settings——>SSH and GPG Keys——>New SSH Key

填上任意Title，在Key文本框里粘贴id_rsa.pub文件的内容，然后点击Add SSH key就行了

GitHub需要SSH Key识别出你推送的提交确实是你推送的，而不是别人冒充的。当然，GitHub允许添加多个Key。假定有若干电脑，只要把每台电脑的Key都添加到GitHub，就可以在每台电脑上往GitHub推送了。

4.3 创建远程仓库

首先在Github创建一个同名仓库

创建完成后跳转界面给我们提供了三个选择

• …or create a new repository on the command line

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  echo "# gittest" >> README.md git init git add README.md git commit -m "first commit" git remote add origin https://github.com/shuzang/gittest.git git push -u origin master

• …or push an existing repository from the command line

  1 2	git remote add origin https://github.com/shuzang/gittest.git git push -u origin master

• …or import code from another repository

  You can initialize this repository with code from a Subversion, Mercurial, or TFS project.

第一个选项基本就是没有本地仓库的情况下我们要做的所有事情，不过现在我们已经有了本地仓库，所以选择第二个选项，将本地已存在的gittest仓库关联到Github。

按提示执行命令即可

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$ git remote add origin https://github.com/shuzang/gittest.git
$ git push -u origin master
Enumerating objects: 6, done.
Counting objects: 100% (6/6), done.
Delta compression using up to 4 threads
Compressing objects: 100% (2/2), done.
Writing objects: 100% (6/6), 448 bytes | 448.00 KiB/s, done.
Total 6 (delta 0), reused 0 (delta 0)
To https://github.com/shuzang/gittest.git
 * [new branch]      master -> master
Branch 'master' set up to track remote branch 'master' from 'origin'.

返回的结果告诉我们分支master设置为跟踪来自origin的远程分支master，代码已推送到远程仓库。此时查看远程仓库如下

点击左侧中间的2 commits可以查看提交的具体情况

继续点击每个具体的提交可以查看代码或文件的改动

查看别人的代码时，可以从这里查看一次次提交的改动和commit信息，有助于帮助我们学习别人的代码和编写思路

以后编辑和提交代码，主体就三个命令

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$ git add .
$ git commit -m "commit message"
$ git push origin master

其它的git命令都是辅助，之后会慢慢介绍

4.4 从远程仓库克隆到本地

换到新电脑或者不是自己从头新建仓库，而是使用别人的仓库进行合作开发，使用git clone命令，

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$ git clone 仓库地址

如果是下载某个指定分支的内容，命令为

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$ git clone -b 分支名 仓库地址

5. 历史版本

修改的次数会逐渐变多，随着时间的流逝，我们完全不会记得每次修改了哪些内容，当然，git的出现就是为了帮我们解决这个问题，所以理所当然的会有查看历史版本的能力，以及回退到某个版本的能力，云端查看历史版本如上节所述，本地命令行如何查看在本节详细解释，以及介绍如果丢弃错误的提交。

5.1 查看历史版本

使用 git log 命令可以查看历史改动

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$ git log
commit ae3c27f99068e6eb301fd7d28960b97ec56b9733 (HEAD -> master, origin/master)
Author: shuzang <844327696@qq.com>
Date:   Tue Jan 7 10:52:14 2020 +0800

    add a line

commit a91c24851ecd74e933bd638fd30773050bd7c692
Author: shuzang <844327696@qq.com>
Date:   Tue Jan 7 10:42:01 2020 +0800

    first commit

提示内容是按从近到远的顺序把所有改动列举一遍，包括用户名、邮箱、修改日期，当时添加的message信息，不想看名称、邮箱和日期可以使用参数简化显示，如下：

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$ git log --pretty=oneline
ae3c27f99068e6eb301fd7d28960b97ec56b9733 (HEAD -> master, origin/master) add a line
a91c24851ecd74e933bd638fd30773050bd7c692 first commit

也可以用以下命令查看参数使用方式

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$ git log --help

提示内容中每次修改最前面的一串长字符是版本号（commit id），用十六进制表示，用来代表我们每次修改的版本

5.2 回退

首先，在git中，用HEAD表示当前版本，上一个版本就是HEAD^，上上一个版本就是HEAD^^，当然历史版本数多的时候写^写不过来，所以写成HEAD~number，如往上100个版本就是HEAD-100
回退命令为git reset，比如，回退到上一个版本

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$ git  reset --hard HEAD^
HEAD is now at a91c248 first commit

然后我们就看到真的变回去了，如果记下了版本号，我们还可以再跳回最后一个修改版本，也就是说，我们突然不想回退了，或者退多了

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$ git reset  --hard ae3c
HEAD is now at ae3c27f add a line

ae3c为其版本号，但版本号没必要写全，因为它的作用是为了区分各版本，所以只要找到第一个不相同的那位字母，写到那里就行了

版本切换的速度非常快，主要是因为HEAD只是一个指向当前版本的指针，跳转版本的时候也仅仅移动指针

在不记得版本号的情况下，git还提供了git reflog命令记录每次HEAD指针移动

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$ git reflog
ae3c27f (HEAD -> master, origin/master) HEAD@{0}: reset: moving to ae3c
a91c248 HEAD@{1}: reset: moving to HEAD^
ae3c27f (HEAD -> master, origin/master) HEAD@{2}: commit: add a line
a91c248 HEAD@{3}: commit (initial): first commit

该命令会显示每次修改版本的版本号

6. 三大工作区域

使用 Git 最好理解它的三大工作区域：工作目录、暂存区和版本仓库。

工作目录就是代码编辑的主体目录，存放整个项目的源码和相关文件。

暂存区也叫做索引，用来跟踪工作目录的所有文件。事实上，工作目录中的每一个文件要么处于已跟踪状态，要么处于未跟踪状态，执行这个跟踪动作的，就是索引。索引所对应的静态文件是工作目录下 .git 隐藏文件夹中的 index 文件，其中记录每个已跟踪文件的文件名、文件时间戳、文件长度等元数据信息。需要注意的是，索引并不保持文件的具体内容，只记录文件的改动，文件的具体内容保持在版本仓库中。git add 命令可以将改变提交给暂存区。

版本仓库就是本地电脑具体保存所有代码的地方。具体位置是 .git/objects 文件夹，暂存区的文件经过 git commit 命令可以提交到本地版本仓库。本地版本仓库需要和远程的云端仓库（也就是存在 Github 服务器里的仓库文件）同步，如果有修改，需要推送到远程仓库，如果远程有别人的提交，需要拉取和本地代码合并。

版本库里有暂存区，还有自动创建的第一个分支master，以及指向master的一个指针叫HEAD git add实际上是把文件修改添加到暂存区； git commit实际上是把暂存区的所有内容提交到当前分支

在推送到远程仓库之前，一切修改都有挽救的机会

6.1 丢弃修改

场景1：当改乱了工作区某个文件的内容，想直接丢弃工作区的修改时，使用命令

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# 撤销单个文件修改
$ git checkout -- file
# 撤销从上次提交后所有修改
$ git checkout -- *

场景2：当不但改乱了工作区某个文件的内容，还添加到了暂存区时，想丢弃修改，分两步，第一步用命令

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$ git reset HEAD file
$ git checkout -- file

场景3：已经提交了不合适的修改到版本库时，想要撤销本次提交，参考上一节进行版本回退

最后，如果代码已经提交到了远程仓库，那么只能进行修复然后进行新的提交

6.2 删除文件

一般情况，是直接在文件夹中用rm命令删除，但这样工作区和版本库就不一致了

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$ rm hellogit.txt
$ git status
On branch master
Your branch is up to date with 'origin/master'.

Changes not staged for commit:
  (use "git add/rm <file>..." to update what will be committed)
  (use "git checkout -- <file>..." to discard changes in working directory)

        deleted:    hellogit.txt

no changes added to commit (use "git add" and/or "git commit -a")
$ git add .
$ git commit -m "remove hellogit.txt"

可以用命令恢复

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$ git checkout -- hellogit.txt

正常从版本库中删除该文件，用git rm命令，并且git commit

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$ git rm hellogit.txt
rm 'hellogit.txt'
$ git status
On branch master
Your branch is up to date with 'origin/master'.

Changes to be committed:
  (use "git reset HEAD <file>..." to unstage)

        deleted:    hellogit.txt

$ git commit -m "remove hellogit.txt"

两者的区别是直接删除需要额外执行git add命令，而git rm删除后可以直接commit，当然，其实没有多少影响，具体用什么方法，自己选择就好。

参考与扩展

[1] 廖雪峰的官方网站-git教程

[2] 猴子都能懂的git入门

[3] Github Learning Lab

[4] Hellogithub