Git 運作原理簡介

什麼是 Git？

Git 是一種「分散式版本控制系統」，可記錄每一個版本的所有變化。

分散式指的是？

雖然有共同的伺服器，但沒有伺服器或是沒有網路的環境，依舊可以使用 Git 來進行版控，待伺服器恢復正常運作或是在有網路的環境後再進行同步，不會受影響。

版本控制指的是？

當完成任務，無論是新增、刪除、修改，都會造成目錄和檔案上的變化，每一次的變化稱作一個版本。

git 是個內容追蹤軟體，所以非常適合作為版控軟體，git 只在乎檔案內容，不在乎目錄或檔案名稱。

Git 與其他版控軟體的差異

有些版控軟體，記錄每一次的差異；Git 則是拍快照 (snapshot)， 只要是沒有異動的檔案，就會指到上一版本，不會再存一次。

把檔案交給 Git 控管

git add . 與 git add --all 的差異

• git add -all 不管哪一層目錄執行都有效果，將所有異動加入暫存區。
• git add . 則是當下目錄以及子目錄加入暫存區。
  
  

SHA1 演算法是什麼？

• SHA-1 算出來的值由 40 個 16 進位字元組成。
  輸入一樣的內容，有一樣的輸出值。輸入不一樣的內容，則有不一樣的輸出值。
• Git 物件的檔名：SHA-1。Git 物件的內容：檔案內容 + 壓縮。
• 在 git 裡，每一個物件都有自己的 SHA-1 值。
• 碰撞：機率超低，不一樣的輸入內容，卻有一樣的輸出值。
  
  

什麼是分支？

• 分支是一個指向某個 commit 的指標。
• 分支是一個 40 個字元的檔案。更改在 .git/refs/HEAD 裡的分支檔案名稱，就會更改分支名稱。
• 每一個分支會指向某一個 branch。HEAD 是指向某一個 branch 的指標。

git commit 的過程中發生了什麼事？

• git 裡面有 4 種物件：
  1. blob：檔案有關
  2. tree：目錄有關
  3. commit
  4. tag
• 當把檔案加到暫存區時，git 長出 blob 物件
• 當 commit 的時候，git 長出 tree 物件
• 當 commit 完成的時候，長出 commit 物件
• 最後長出 tag 物件，指向 commit 物件
• 所有 commit 物件都會指向前一個物件

git commit 實際運作流程

• ehco "hello" > index.html：新增一個 index.html 檔案，內容為 "hello"。
  • 目前為 untracked 狀態。
• git add index.html：將檔案加到暫存區 (索引區)。
  • 新增 blob 物件 (fa6556)
• mkdir config：建立 config 目錄。
  • 空目錄對 git 來說沒有影響，連 untracked 狀態都算不上。
• echo "super-secret-password" > config/database.yml：在 config 目錄下，放檔案內容為 "super-secret-password" 的 database.yml 檔案。
  • 變成 untracked 狀態。
• git add config/database.yml：將檔案移到暫存區。
  • 長出 blob 物件 (1e06da)。
• git commit -m "init commit"：將檔案移到儲存庫。
  • 長出 tree 物件 (8cfc26)，指向其所包含的 blob 物件 (8cfc26)。
  • 長出 tree 物件 (635706)，指向 blob 物件 (8cfc26) 以及 blob 物件 (fa6556)。
  • 長出 commit 物件 (e076c8)，指向 tree 物件 (635706)。
    
    

• ehco "this is a book" > index.html：修改 index.html 檔案內容。
  • index.html 的狀態變成 modified
• git add index.html：將檔案移到暫存區。
  • 根據 SHA-1 演算法做出新的 blob 物件 (7ffd42)。
• git commit -m "update index.html"：將檔案移到儲存庫。
  • 做出新的 tree 物件指向 blob 物件 (7ffd42)。
  • 但 congfig 目錄沒有變，故指向原來的 tree 物件 (8cfc26)。
  • 產生一個 commit 物件 (35c42e) 指向新產生的 tree 物件 (afa760)。
  • commit 物件 (35c42e) 指向前一個 commit 物件 (e076c8)。
  • master, HEAD 往前移動，完成這次 commit。
• echo "super-secret-password" > key.txt：在根目錄放 key.txt 檔案。
  • 故意內容與剛才的一樣。
  • 檔案狀態是 untracked。
• git add key.txt：將檔案移到暫存區。
  • 因為檔案內容一樣，不會產生新的 blob 物件，現在就有算出來一樣的 SHA-1 值了。
• git commit -m "add secret key"
  • 產生 tree 物件 (9e6de0)，指向已存在的 blob 物件 (1e06da)。
  • 因 database.yml 沒有異動，tree 物件 (9e6de0) 同時指向 blob 物件 (7ffd42)。
  • 因 config 沒有異動，tree 物件 (9e6de0) 指向 tree 物件 (8cfc26)
  • 新產生的 commit 物件 (b43d89) 指向前一個 commit 物件 (35c42e)。
  • master, HEAD 往前移動，完成這次 commit。

git checkout 某個分支 的運作流程？

1. 把 Repo 裡的東西搬一份出來到工作目錄。
2. 變更 .git/HEAD 內容。

想要拆掉重做 commit？

• git reset e12d8ef^：拆掉最後一次的 commit (最後一次 commit 的 SHA-1 值是e12d8ef)。
• ^ 代表前一次的意思，若要倒退五次則會寫成 git reset e12d8ef~5。

reset 是把 HEAD (最新 commit 點) 移動到指定結點上，而後綴字的差異，則是恢復的範圍，決定是否把原來 working tree 或 index 中的資料內容一起 reset 成指定結點。

reset 指令比較像是前往或變更

• git reset --mixed：當沒有下任何參數時，預設是 mixed 模式。把暫存區的檔案丟掉，但不會動到工作目錄的檔案，也就是 commit 拆出來的檔案會留在工作目錄，但不會留在暫存區。
• git reset --soft：這個模式下的 reset，工作目錄跟暫存區的檔案不會被丟掉，只有 HEAD 移動，commit 拆出來的檔案會直接放在暫存區。
• git reset --hard：無論工作目錄、暫存區的檔案都丟掉。

各模式比較

白話說明

沒合併過的分支刪掉還可救回來？

• git branch -d cat：刪掉 cat 分支 (尚未 merge 的話不可刪)。
• git branch -D cat：刪掉 cat 分支 (尚未 merge 也能刪除)。
• git branch new_cat SHA-1：新增分支，參數接被刪除的 cat 分支的 SHA-1 值，即可回復。
• 即便 git reset HEAD~2 --hard：也可利用 git reflog，列出每個節點，再 git reset SHA-1 --hard 再救回 (切回)。
  
  

什麼是標籤 (tag)？

標籤不會隨著 commit 前進。

其他 git 指令筆記

• git log --oneline：一行顯示 git 紀錄
• cat .git/refs/heads/master：可叫出 master SHA-1 值。
• git branch：查看目前我所在的分支。
• git checkout -b cat：製造 cat 這個分支，同時切換過去。
• git hash-object --stdin：可以計算 SHA-1 值。
• git count-objects：可算出總共有幾個物件。
• git gc：手動啟動資源回收機制 (Garbage Collection)。
  
  

參考資源

• 你知道 Git 是怎麼一回事嗎？
• 工作區、暫存區與儲存庫
• 剛才的 Commit 後悔了，想要拆掉重做…
• 那個長得很像亂碼 SHA-1 是怎麼算出來的？
• Git Reset - mixed, hard and soft