Git的使用场景

无论学习什么技术，都需要了解该技术的本质。若是靠死记硬背该技术提供的方法或者语法，终归是知其然而不知其所以然，当发现错误时，你根本不知道是什么原因导致的。我在使用Git时，就处于这种知其然而不知其所以然的状态。现在，再来补补课。

Git有三个工作区域，分别为：工作目录（Working Directory）、暂存区（Stage或Index）以及资源库（Repository或Git Directory）。下图是文件在这三个工作区域之间的关系：

参考Pro Git一书，它给出了Git的几个要点： * 直接快照，而非比较差异：Git与其他版本管理系统的主要差别在于，Git只关心文件数据的整体是否发生了变化，而其他多数版本管理系统则只关心文件内容的具体差异。Git并不保存文件前后变化的差异数据，更像是把变化的文件做一个快照，然后记录在一个微型的文件系统中。每次提交更新时，会比较这个快照。若文件没有变化，Git则只对上次保存的快照作一个链接。你可以理解Git就是一个小型的文件系统。 * 近乎所有操作都可本地执行：无需多说，这本身就是分布式版本管理系统的特征。 * 时刻保持数据完整性：保存到Git前，所有数据都要进行内容的校验和（checksum），并将该结果作为数据的唯一标识。Git使用了SHA-1算法计算数据的校验和，并将该结果作为索引，而非文件名。 * 多数操作仅添加数据

Pro Git一书认为任何一个文件在Git内部可以被分为三种状态：已提交（Committed）、已修改（Modified）和已暂存（Staged）。然而，这并不足以说明一个文件在不同的工作区域所展现的状态。我认为两种状态足以表达Git中的文件，即：未跟踪（Untracked）和已跟踪（Tracked）。而对于已跟踪状态，我又将其分为：未修改的（Unmodified），Modified（已修改的），暂存的（Staged）和已提交的（committed）。下图基本表达了我的思路：

这个图表现了多种场景，满足了我们在使用Git时耳濡目染的操作情形。

场景1：暂存文件以及取消已暂存的文件

可以参考上图中上面部分黑色箭头标示。当我们通过git init在本地初始化了Git工作目录后，新增了一个README.txt文件时，此时该文件处于Untracked状态。接下来执行命令：

      git add README.txt

add命令可以暂存此文件，此时，状态变更为Staged状态，被放到了Git暂存区中。若我们要提交此文件到Git资源库，就可以执行git commit命令，文件状态变为committed。例如：

      git commit -m "first commit"

有时候，我们希望取消已暂存的文件。例如说，我在工作目录中增加了两个文件，然后暂存了它们。后来发现其中一个文件并不需要在Git中管理，希望能够取消暂存。由于此时的文件处于Staged状态，我们只需要删掉Stage中对此文件的跟踪即可。这时需要执行的命令是：

      git rm --cached README.txt

注意：此时取消暂存的文件从来就不曾提交过，也即是说没有在Git Repository留下过它的身影。这时的取消暂存实则是删掉暂存的信息。与后面场景演示的取消暂存并不相同。

场景2：修改已提交文件以及取消已暂存的内容

一旦文件被提交，就会在Git Repository形成提交记录（以hash作为键）。倘若我们此时push提交到远程Git服务器，Git服务器应与本地库保持一致。

现在，让我们看看图中红色箭头展现的流程。我们修改了已提交的README.txt文件，于是文件状态就变更为Modified。这部分修改的内容并没有被放入暂存区，若要提交此次修改，就还需要再次执行git add命令，将这次新的修改放入到暂存区。这个流程包括后面的提交都与场景1相似。唯一不同的是“取消已暂存的内容”。

虽然同样是取消暂存，但它与场景1是完全不同的概念。场景1实则是要取消暂存区的文件，因此使用了git rm –cached，本质上讲其实是删除。而这里的取消，其实是希望取消暂存区中已经被添加的修改内容，文件本身仍然保留在暂存区中。故而执行的命令为：

      git reset HEAD README.txt

HEAD是何意呢？在Git中，HEAD是一个特别的指针，指向你正在工作的本地分支。当前分支就是master。如下图所示：

而reset命令的意思是重新设置当前的HEAD指针到特定的状态。由于当前的README.txt还没有提交到master分支的Repository中。因此，这条命令实则就是将HEAD指向README.txt文件在当前master分支的Repository状态，从而保证了对README.txt文件而言，暂存区与Repository的一致——取消了README.txt文件在暂存区的内容。

场景3：修改文件以及撤销修改内容

再看图中的绿色箭头与蓝色箭头展现的流程。我们不是初始化git工作目录，而是通过git clone从远程Repository克隆了项目，此时会在当前目录建立git工作目录。此时的文件全部处于Unmodified状态。

现在，我们修改文件，例如hello.java。一旦被修改，文件状态就迁移到Modified状态。倘若需要暂存此次修改，甚至提交到Git Repository，则执行的流程与场景1相同（如蓝色箭头线所示）。

然而，我们可能希望放弃此次修改，即不将修改的内容放入暂存区。这时，应执行checkout命令：

      git checkout -- hello.java

在执行checkout命令时要慎重。因为它要撤销的内容并没有被放入到暂存区或Repository。一旦撤销，就一去不复返了。

概念区分：fetch vs. pull

fetch命令只是将远端数据拉到本地仓库，并不自动合并到当前工作分支。若要合并，还需手动合并。例如，执行git fetch origin，就会抓取自上次克隆以来别人上传到此远程仓库中的所有更新。

pull命令则除了会抓取数据，还能将远端分支自动合并到本地仓库中当前分支。

场景4：撤销提交

在Git中若要撤销提交，可以使用reset或者revert命令。但二者有着显著的区别： revert命令可以撤销已经提交的快照，但它并不会将该提交从项目的提交历史中移除，而是会判断要撤销的这次提交引入了哪些变化，然后将此变化撤销（此次撤销事实上还是一种变化），再将这次撤销作为一个提交。因此，在执行revert命令后，如果通过git log查看提交历史，可以看到会新增一个revert提交。命令为：

      git revert <commit>

这个commit可以是指定提交对应的hash code。我们也可以用HEAD指针：

      git revert HEAD~n

如果是revert当前提交，则不需要HEAD后的~n。

reset命令就字面意义已经表达了该操作的含义为“重置”。由于Git的提交记录是由HEAD指针指向当前分支。重置就是搬动这个指针到指定的snapshot。如果说revert是一种 安全的撤销方式，则reset就是一种 危险的撤销方式。默认情况下，如果使用reset命令，会将当前的分支回退到指定commit，然后自指定commit到最新commit之间的内容会放在工作目录下，使得我们可以再提交。这个命令为：

      git reset <commit>

与前相同，这个commit就是提交对应的hash code。同样，也可以使用HEAD指针。不过如果是撤销当前提交，与revert不同的是，需要指定为：HEAD~1。这是因为HEAD指针指向了当前提交。reset与revert的意义不一样。revert对应的commit为目标提交，意思为：“撤销目标提交”，因而git revert HEAD，代表的就是“将当前提交撤销”。而reset对应的commit表示将指针移向给定的Commit。如果执行git reset HEAD，代表的就是“将当前指针指向当前提交”，相当于没做任何操作。所以应该执行git reset HEAD~1。

如果确实要撤销操作，而前面的内容并不需要，在使用reset命令时，可以添加–hard参数：

      git reset --hard <commit>

**注意：针对远程的提交记录，应尽量避免使用git reset命令。倘若在本地进行了reset之后，又进行了另外的修改并提交。此时，本地的提交记录与远程的提交记录在reset的那个点产生了分叉。如下图所示：

此时，如果执行git push，会在本地合并后提交，并同步远程提交记录。则团队其他成员会因为这个变化的提交记录而困惑。由于一部分变更消失，甚至可能导致一些数据被破坏。因此，使用reset命令要格外当心，通常情况，应尽量针对本地提交（未push到远程）进行reset。优先考虑使用revert命令。