## 什麼是Git ### 版本控制系統 首先我們要明白，什麼是版本控制系統（version control systems）？ 版本控制系統，顧名思義，就是能控制檔案處於哪個版本的系統。 e.g. 你在部落格園裡編輯的文章，你可以控制文章是處於某個時間點的版本。 而Git就是一款版本控制系統，而且是分散式的。 與分散式相對應的是集中式版本控制系統，它的版本庫是儲存在中央伺服器的。工作的時候你需要先從中央伺服器取得最新的版本，等工作完了，再把自己的工作推送回中央伺服器。但這有個問題：萬一哪天中央伺服器崩潰了甚至資料丟失了，那所有人不就都無法工作了？ 於是分散式版本控制系統（Distributed Version Control System，簡稱 DVCS）就應運而生了。它沒有“中央伺服器”，每個人的電腦上都有一份完整的版本庫，如果某個人的電腦壞了導致版本庫丟失了，直接從別人那複製一個版本庫過來即可。 ### Git的基本工作原理 有一類版本控制系統是基於差異（delta-based）來進行版本控制的。 這類版本控制系統儲存的是新檔案和舊檔案間的區別（delta）。這裡的delta和高中物理裡的delta一樣，$Δv = v_2 - v_1$，都指的是變化量。 而Git和上述這類版本控制系統的工作原理不同：每當你對提交新專案或者對專案進行修改，它會把專案的所有檔案都壓縮儲存起來，這個壓縮檔案在Git中被稱為快照（snapshot）。每次有更新就會每次把所有檔案都壓縮起來儲存一遍，形成一系列快照。 當我們需要處於某個時間點版本的檔案時，直接根據索引，找到那個時間點的快照即可。 ## 操作指令 在開始介紹Git相關的指令前，我們先建立三個檔案。 ### 建立版本庫 所謂“版本庫（repository）”就是一個用來儲存檔案歷史版本的倉庫。所以要想對檔案進行版本控制，我們需要先初始化一個版本庫來儲存檔案的各個歷史版本。 `$ git init` 命令能把當前所在目錄變為由Git管理的倉庫（或是對該位置已有倉庫進行初始化），使得該目錄下的檔案可被Git進行版本控制。 當執行完該命令後，可以看到該目錄下生成了一個 `.git` 的資料夾。 ### 把檔案新增到版本庫 建立完版本庫後，我們還需要把檔案放進去才能對其進行版本控制。 而把檔案新增到版本庫需要兩個步驟： **第一步**，用 `$ git add` 命令把需要跟蹤版本的檔案新增到暫存區。 **第二步**，用 `$ git commit` 命令告訴倉庫：我確定要對暫存區裡的檔案進行版本控制，請把暫存區裡的檔案正式放入倉庫管理。 `-m "xxx"` 是對本次提交的備註說明；`2 files changed` 指有兩個檔案變動：即我們新新增的 `README.md` 和 `demo1.txt`；`1 insertion` 指插入1行內容：即我們在 `README.md` 檔案中插入的“Git is a version control system.”。 在每次提交變動（commit）後，都會產生對應的快照。快照，我們在Git的工作原理那章提到過，它就是被放入版本庫中的所有檔案的壓縮版本。我們可以把快照理解成是遊戲的存檔。在玩遊戲時，我們每通過一關就會儲存遊戲。如果進行到某一關死了，那就可以通過讀取存檔來回到前面的某一關。Git也一樣，每次commit就是在給檔案存檔，要是哪一天檔案誤刪了或出錯了，那我們就可以讀取存檔，讓檔案恢復到存檔時的狀態。 通過 `$ git log` 命令，可以檢視當前共有幾個存檔。 ### 同步修改到版本庫 當我們在工作區（工作區就是當你開啟“我的電腦”看到的目錄就叫工作區）裡對檔案進行修改後，如何把更新同步到版本庫中，讓版本庫也擁有檔案最新的版本呢？ 我們先新增一行話到 `README.md` 檔案中，使其內容變為如下： ```markdown Git is a version control system. Git is distributed. ``` 現在，執行 `$ git status` 命令檢視版本庫當前狀態： 從狀態中我們可以得到2個資訊： 1. 對 `README.md` 檔案進行了修改，並且這次修改還沒有被新增到暫存區。 2. 在 `learn_git` 目錄下，`demo2.txt` 檔案沒被新增到倉庫中以進行版本追蹤。 如果我們想要進一步得知對 `README.md` 檔案進行了哪些修改，可以用 `$ git diff` 命令（這步並不是必須的）。 可以看到，新增加的改動是“Git is distributed”這行話。 確定了作出哪些修改後，再把它提交到倉庫自然就放心多了。**提交修改和之前提交新檔案需要同樣的兩個步驟：`$ git add` 和 `$ git commit`。** 我們先執行 `$ git add`，然後看看版本庫狀態。 可以看到，當我們用 `$ git add` 命令把檔案新增到暫存區後，版本庫狀態就不會再提示我們“尚未暫存已備提交的變更”，而是提示“要提交的變更”，即提示我們要用 `$ git commit` 命令提交這次變更。 那我們就再執行一下 `$ git commit` 命令，再來看看版本庫狀態。 再用`git log`檢視一下當前共有幾個存檔（快照）。 從以上兩張截圖可以看出現在已經沒有需要提交的修改了，只剩下未跟蹤的檔案 `demo2.txt` 了，剛才的那次變動已經被版本庫存檔了。 ### 把檔案從版本庫中刪除 刪除檔案也算是對檔案的一種修改。同樣也需要兩步： 1. 用 `$ git rm ` 把該檔案從工作區刪除。 2. commit這次變動，把刪除同步到版本庫。 注：在執行 `$ git rm ` 指令時，Git會預設執行 `$ git add` 命令來把這次修改提交到暫存區。 ### 回退到某個版本 我們已知目前共有2個存檔：第一個存檔的ID是`b1a6863...`，存檔備註是“added README and demo1”；第二個存檔的ID是`245fcc1...`，存檔備註是“modified README”。 在Git中，`HEAD` 是一個指標，它會指向當前所在分支的最新存檔，分支的概念我們後邊在介紹，但反正目前我們沒有建立別的分支。你讓 `HEAD` 指向哪個版本號，Git就把當前版本定位在哪。所以此時 `HEAD` 代表的就是ID為`245fcc...`的存檔，那麼在它前一個的存檔就是 `HEAD^`，前N個的存檔就是 `HEAD~N`。 有一天你可能會覺得第二個版本很糟糕，不如第一個版本，於是想坐時光機回到過去，讓一切復原到第一個版本時的樣子。這時我們可以用 `$ git reset` 命令來幫助我們穿越時空。 我們再來看一下 `README.md` 裡的內容，後面新新增的那行就不見了，內容回到了最初的時候： ```markdown Git is a version control system. ``` 再執行一下 `$ git log`。 一切真的都回到了過去！連存檔都變成和當時一樣，只有`b1a6863...`這一個了！ 為什麼回退的速度這麼快呢？ 因為我們每個版本的檔案都被儲存在了快照裡，Git僅僅只需要把 `HEAD` 指標從一個快照指向到另一個快照，再把目錄裡的檔案替換成那個快照裡的檔案即可。 所以建議：無論是大的變動還是小的變動，都存一下檔（即commit）。只有把這個版本存檔了，儲存進快照裡了，日後才能通過讀檔來返回到該版本。 可萬一你又後悔了，覺得一切還是像第二個版本時的那樣好，怎麼辦？通過 `$ git log` 命令已經找不到第二個版本的存檔了，是不是回不去了？ 並不是的。在Git中，你的每次操作就會留下記錄，我們可以用 `$ git reflog` 來檢視所有的操作。 從中我們可以看到，備註為“modified README”的那次commit的ID是`245fcc1`。有了commit ID後，我們就又能通過 `$ git reset` 命令回到未來了！ 再執行一下 `$ git log` 和開啟 `README.md` 檔案，可以確認真的回到了未來！ ### 撤銷修改 撤銷修改有三種情況： 1. 修改還沒新增到暫存區。 2. 修改已經新增到暫存區，但還沒commit。 3. 修改已經commit。 #### 修改還沒新增到暫存區 我們先談第一種情況。 假設你往 `README.md` 檔案裡添加了一行“My boss is stupid. ”，而這最新修改還沒有被你新增到暫存區。所以當你執行`$ git status` 命令時，你看到Git提示你有尚未暫存已備提交的修改。 你覺得這句話可能會讓你被炒魷魚，儘管你說的是事實。於是你最終還是決定把這句話刪掉。 有兩種刪除方式： 1. 手動開啟 `README.md` 檔案，然後把這句話刪掉，讓檔案回到新增這行話前的樣子。 2. 按照Git提示的，用 `$ git restore ` 命令，來直接撤銷改檔案在工作區的變動。 你覺得第二種方式看起來顯得逼格更高點，於是你輸入如下命令。 ```zsh $ git restore README.md ``` 然後當你再開啟README.md檔案，發現那句話果然消失了；再執行 `$ git status` 命令，發現Git也沒有任何提示了。 #### 修改已經新增到暫存區但還沒commit 再來談談第二種情況：你不僅寫了那句話，還提交到了暫存區！所以當你執行 `$ git status` 命令時，你看到Git提示你有要提交的變更。 有了上次撤銷的經驗，你就放心地按照Git的提示輸入如下命令： ```zsh $ git restore --staged README.md ``` 再執行 `$ git status`，你發現現在它提示的和第一種情況一樣了，而開啟工作區裡 `README.md` 檔案，那句話還在。原來這個命令只是幫你撤銷一小步，僅僅是從暫存區移除，而不是幫你一夜回到解放前。 當然了，如果你很不幸的已經commit這次提交了，那就只能用 `$ git reset` 來版本回退了。 ## 總結 Git中檔案的所有狀態以及狀態間的轉換可以被概括為下面這張圖。 最後，總結一下今天出現過的幾個Git命令： ```zsh # 建立版本庫 $ git init # 把檔案新增到暫存區 $ git add # 把暫存區裡的變動提交到版本庫 $ git commit # 檢視當前所有快照 $ git log # 檢視版本庫當前狀態 $ git status # 檢視某檔案的變動 $ git diff # 刪除檔案，並把這次變動提交到暫存區 $ git rm # 版本間的前進和回退 $ git reset # 撤銷修改 $ git restore ``` ## 參考 1. https://sp18.datastructur.es/materials/guides/using-git.html 2. https://www.liaoxuefeng.com/wiki/896043488029600 3. http://git-scm.com/book/en/v2/Getting-Started-What-is-Git%3F 4. https://stackoverflow.com/questions/4964099/what-is-a-git-snapshot   有問題歡迎大家在評論區留言，轉載請註明