Git基础知识之内部状态管理系统

Posted 2021-09-15 老刘

本文主要来介绍一下 Git 的内部状态管理系统。它利用基于节点和指针的数据结构来跟踪及管理编辑操作的时间线。

对本地项目而言，任一时刻，Git 处于三种状态中的一种：工作区状态、暂存区状态和提交区状态。
下面利用新建项目来演示一下不同状态及其转换。

1. Initialize the project

$ mkdir git_tree_test && cd git_tree_test

$ git init
提示：使用 \'master\' 作为初始分支的名称。这个默认分支名称可能会更改。要在新仓库中
提示：配置使用初始分支名，并消除这条警告，请执行：
提示：
提示：  git config --global init.defaultBranch <名称>
提示：
提示：除了 \'master\' 之外，通常选定的名字有 \'main\'、\'trunk\' 和  \'development\'。
提示：可以通过以下命令重命名刚创建的分支：
提示：
提示：  git branch -m <name>
已初始化空的 Git 仓库于 /Users/phillee/git_tree_test/.git/

$ git status
位于分支 master
尚无提交
无文件要提交（创建/拷贝文件并使用 "git add" 建立跟踪） 

这时我们初始化了一个本地项目，默认创建 master 分支，尚无文件跟踪及提交。

2. The Working Directory

$ touch reset_lifecycle_file

$ git status
位于分支 master
尚无提交
未跟踪的文件:
  （使用 "git add <文件>..." 以包含要提交的内容）

        reset_lifecycle_file

提交为空，但是存在尚未跟踪的文件（使用 "git add" 建立跟踪） 

现在我们为项目新增了文件 reset_lifecycle_file ，尚未提交，当前位于工作区（Working directory）。博客园代码显示系统太垃圾了，这时的 reset_lifecycle_file 应该是红色的，表示还没有被跟踪。

3. Staging Index

$ git add reset_lifecycle_file 

$ git status
位于分支 master
尚无提交
要提交的变更：
  （使用 "git rm --cached <文件>..." 以取消暂存）
        新文件：   reset_lifecycle_file 

所有变动的文件，Git 都记录在一个区域，叫做"暂存区"（Staging index）。我们通过 git add 指令将工作区中的内容保存到暂存区，这时已经实现了对文件的跟踪，但还没有请求提交。这时候的文件已经被跟踪了，reset_lifecycle_file 应该是绿色的。

4. Commit History

$ git commit -m "init commit"
[master（根提交） 88b5382] init commit
1 file changed, 0 insertions(+), 0 deletions(-)
 create mode 100644 reset_lifecycle_file

$ git status
位于分支 master
无文件要提交，干净的工作区 

暂存区保留变动的文件信息，等到修改结束添加到"提交历史"（Commit history）中，这就相当于当前项目的一个快照（snapshot）。
项目提交历史就是由不同时间的快照构成。Git 可以根据此提交信息将项目恢复到任意一个快照状态。

5. Reverse state switching

前面叙述并展示了三种状态之间的前向转换，现在我们反过来看一下，如何将当前状态转换成其父状态。

$ touch gitadd_test_file
$ vim gitadd_test_file 

新建一个测试文件并利用该文件进行不同状态之间转换的实验。

• 按 i 键进入编辑模式；
• 键入 Hello world!；
• 按 esc 退出编辑模式；
• shift+;进入命令编辑模式；
• 键入x回车即可保存到文件并退出vim。

$ git status
位于分支 master
未跟踪的文件:
  （使用 "git add <文件>..." 以包含要提交的内容）
        gitadd_test_file

提交为空，但是存在尚未跟踪的文件（使用 "git add" 建立跟踪）

$ git add gitadd_test_file 
$ git commit -m "add one file for test"
[master d97ee77] add one file for test
 1 file changed, 1 insertion(+)
 create mode 100644 gitadd_test_file

$ git log --oneline
d97ee77 (HEAD -> master) add one file for test
88b5382 init commit 

按步骤2-4的方式将新创建的文件添加到提交历史中。现在我们尝试将已经提交 commit 但尚未 push 到远端仓库的状态返回到暂存区状态。此时的gitadd_test_file为绿色。

$ git reset --soft 88b538
$ git status
位于分支 master
要提交的变更：
  （使用 "git restore --staged <文件>..." 以取消暂存）
        新文件：   gitadd_test_file 

如上结果所示，这时已经处于 git commit 命令之前的状态，达到此结果使用的是 git reset --soft 指令。
该操作会保留文件的改动及索引状态，撤销完成后将回到添加改动的状态。注意与接下来要使用的 git reset --hard 之间的区别。此时的gitadd_test_file为绿色。

$ git restore --staged gitadd_test_file 
$ git status
位于分支 master
未跟踪的文件:
  （使用 "git add <文件>..." 以包含要提交的内容）
        gitadd_test_file

提交为空，但是存在尚未跟踪的文件（使用 "git add" 建立跟踪） 

通过 git restore --staged 指令，我们得以将暂存区状态返回到工作区状态，也就是 git add 之前的状态。此时的gitadd_test_file为红色。

$ git add gitadd_test_file 
$ git commit -m "add test file for git add test"
[master d535a57] add test file for git add test
 1 file changed, 1 insertion(+)
 create mode 100644 gitadd_test_file

$ git log --oneline
d535a57 (HEAD -> master) add test file for git add test
88b5382 init commit
$ git reset --hard 88b538
HEAD 现在位于 88b5382 init commit
$ git status
位于分支 master
无文件要提交，干净的工作区 

注意这里是将 gitadd_test_file 重新添加到暂存区，然后保存到提交历史中。从提交历史中的状态直接返回到 git add 之前的状态使用的指令是 git reset --hard ，该指令强制将 HEAD 指针指向提交历史线中的前一个提交状态，会连同我们刚才新建的文件一起全部撤销。这是一个比较危险的举动，使用的时候要注意场合。当然即使这么操作了也并非就不能复原了，只是会多几步操作而已。

（全文完）