Git由浅入深之分支管理

Posted 2020-09-14 skyyhu

几乎所有的版本控制系统都以分支的方式进行操作，分支是独立于项目主线的一条支线，我们可以在不影响主线代码的情况下，在分支下进行工作。对于传统的一些版本控制工具来说，我们通常需要花费比较多的时间拷贝主线代码，创建一个分支，并且对分支的管理效率也越来越不令人满意，而如今备受推崇的Git确实名副其实，Git中的分支非常轻量，我们可以随时随意创建任意数量的新分支，几乎感觉不到什么延时，而且对分支的操作也很高效，如，切换分支，暂存内容，分支合并，分支提交等。

Git分支的与众不同

上面我们提到相对于其他大多数版本控制系统，Git分支是轻量且高效的，为什么呢？答案是：传统的版本控制系统存储的数据是文件的变更，而Git则是存储一系列的文件快照（snapshot）。

Git分支的这些特性，使得分支对我们几乎没有什么限制，一般针对每一个功能或需求都可以随意创建分支，而在传统的版本控制系统，这样几乎是不现实的。

当我们向服务器提交数据时，Git会存储一个提交对象（commit object），这个存储对象包括一系列有用信息，详见另一篇文章中提交对象。

Git主干分支（master）

master，有主人，大师的意思，在Git是通常作为主干分支，Git初始化仓库时，默认创建的分支名就是master，就像默认的远端主机别名是origin一样，大多数人不会修改它，这并不说明它与别的分支有什么区别，你可以随意修改名称。

分支类型

在Git中，除了默认的master主干分支，我们创建的每一个分支，一般可分为两种：

• 长运行分支（Long-Running branch）:与master并行，长期存在使用的分支，如用以测试项目稳定性或作为主分支；
• 主题分支（topic branch）：针对每一个需求或功能或bug而暂时创建的分支，一旦任务完成，即可能回收。

分支指针（HEAD）

Git中有一个HEAD指针，始终指向当前分支，如图可见，项目当前处在master分支，之前一共有三次提交：

上图可见，第一行显示了当前项目所有分支，HEAD -> master表明当前所处分支为master，我们可以总结如下图：

我们可以在项目根目录.git文件下找到一个HEAD文件：vi .git/HEAD,其内保存了指向当前分支最新提交的指针：

该指针指向refs/heads/分支名文件，我们进入.git/refs/heads/目录，其下以分支名为文件名列出了所有分支：

我们查看当前分支文件，执行vi master:

可以看到，其内存储的就是当前分支的最新一次提交对象ID。

创建分支（git branch, git checkout -b）

接下来，假设有一个需求A，我们创建一个分支work-a:

 git checkout -b 分支名

-b参数声明为创建新分支。

等价于以下两条指令：

 git branch 分支名
 git checkout 分支名

切换分支（git checkout）

git checkout 分支名表示切换到该分支，上文提到指定-b配置即说明创建新分支。

注：在切换分支前，一定确保当前分支的修改已经提交或者缓存。

多分支并行

我们经常会遇到同时需要开发多个功能和需求，或者突然发现线上bug需要紧急处理，我们只需要提交当前分支修改，然后切换到主干分支，从其基础上再切出一个新分支fix-bug1:

可以看到，在work-a分支上我们新增了一次提交：

b287b8e22470b20cc98e6224a8023708b4cc6989。

现在我们在fix-bug1分支上修复bug后，进行提交：

可以看到，在fix-bug1分支上多了一个提交：ca270e6，现在整个结构就变成如下图：

合并分支（git merge）

我们已经修复了某bug或完成了功能开发，这时要做的是把代码并入主干，，当然一般公司或团队都需要经过代码审查，才能并入主干，在此略过不谈，分支合并相关指令：

  git merge 分支名

该指令告诉Git将指定分支合并到当前分支，当然是可能出现冲突的，我们按照指示解决冲突，即可。

现在我们先切换到master分支，然后把fix-bug1分支并入主干：

可以看到执行git merge指令后，状态信息显示：

• 第一行Updating，告诉我们提交记录更新至ca270e6;
• 第二行Fast-forward，即快速推进，说明Git直接将当前分支推进到指向新提交对象;
• 后面是merge的内容信息。

非快速推进合并（NO FAST-FORWARD）

现在，我们再次创建一个分支fix-bug2，并进行几次修改提交：

多次提交后，状态如下：

我们通过非快速推进方式合并分支进主干分支：

如上图，指定–no-ff即声明进行非快速推进合并，第二行的Merge made by the ‘recursive’ strategy表明通过非快速推进方式合并，我们发现除了分支上进行的提交记录外，Git创建了一个新的提交对象：7a657a,使用
git log –graph指令查看其信息:

如图，快速推进方式合并入主干的fix-bug1分支的提交记录直接并入主线，且不会创建新的提交对象；而对于非快速推进方式合并的fix-bug2分支，其提交历史也都保存，但是并未进入主线，而是保存了一条支线，同时，在主线上创建一个新的提交对象。

最后描述其结构如图：

非快速推进与快速推进合并（FAST-FORWARD & NO FAST-FORWARD）

从上例，对比一下两种方式合并分支的异同：

• 提交对象都会保存；
• 报存提交对象方式不同：快速推进方式是直接在主线（合并主分支）上，添加这些提交对象，即直接移动HEAD指针；而非快速推进方式是将提交对象保存在支线，然后在主线新建一个提交对象，修改HEAD指针及新建提交对象的指针，而且此新建提交对象有两个父提交对象（即有两个parent指针）。
• 合并后分支指向不同：快速推进合并后，两个分支将同时指向最新提交对象，而非快速推进合并后，合并主分支指向新建的提交对象，另一分支指向不变。

我们查看一下新创建提交对象：

可以看到该提交对象中有两个指针指向父提交对象，一个指向主线中的父提交对象，一个指向fix-bug2分支合并而来的支线父提交对象。

三路合并（THREE-WAY MERGE）

除了之前提到的两种合并的情况，其实还存在这样一种情况，就是现在假如我完成了work-a分支的开发，需要将其并入主干，我们能看到当前master主干分支已经推进到7a6576了，而work-a分支指向b287b8,两者有共同祖先提交对象6d50f6,我们将其合并：

上图第二行表明此次是通过非快速推进方式合并，我们查看提交对象记录图：

结构如图：

我们发现，三路合并结构是在需要合并的两个分支的最新提交对象的基础上，创建一个新提交对象(4ae14b)，将合并主分支（即执行合并指令时，当前所处分支）的HEAD指针前移指向该提交对象，该提交对象有两个父提交对象，分别为合并前待合并分支的最新提交对象（即b287b8和7a657a）。

关于三路合并需要明确：

• 三路合并其实是一种非快速推进合并方式；
• 三路合并的前提是两个分支有共同祖先提交对象；

分支冲突（conflict）

在合并分支，不可避免会发生冲突，当我们在两个分支对同一文件同一部分进行不同修改后，发起合并时就会提示有冲突，假设我们有work-b分支，在其基础上切出新分支work-b-1，然后在两分支上分别对README.md文件同一部分进行不同修改并提交，然后将work-b-1分支合并到work-b分支：

发现README.md文件有冲突，查看该文件：

如上图，列出了两个分支的不同修改，HEAD表明当前分支的修改内容，下面是work-b-1分支的修改，我们选择需要保留的内容，删除其他无关信息和内容，然后保存该文件，查看当前状态：

根据提示，解决冲突后提交：

查看分支

对于创建过但并未删除的分支，我们可以查看分支列表，依然使用git branch指令，不传入任何参数：

图中列出了所有分支，前面带星号的表示当前分支，当然我们还可以查看指明最新提交信息的分支列表，可以添加-v参数：

筛选分支

除了可以查看所有分支列表，Git还支持筛选已合并或未合并至当前分支的所有分支：

• –merged参数指明筛选已合并分支；
• –no-merged参数指明筛选未合并分支。

删除分支（git branch -d）

当分支合并入主干后，也许我们不再需要那个分支了，我们需要将其删除，使用指令：

    git branch -d 分支名

之前介绍到使用git branch是创建新分支，而指定-d参数，说明需要删除该分支：

远程分支（remote branch）

我们注意到，前文所讲述的分支都是存在本地的，即本地分支，还需要了解远程分支，如[remote]/[branch]这种形式，表示是远端主机的某分支，关于远端主机详情请查看，其实远程分支和本地分支基本理论概念还是相同的，区别是有些指令不同而已：

 git checkout -b test origin/develop

以上指令即从远程分支(远端主机origin上的develop分支)切出新的本地分支test分支。

跟踪分支（TRACKING BRANCH）

前文已经介绍了本地分支和远程分支的概念及操作，那么这两类分支之间应该有某种关系将他们关联起来，本地项目都需要与远端主机仓库同步（pull & push）,当我们从一个远程分支切出（创建）一个本地分支时，这个分支就叫跟踪分支（tracking branch）,而远程分支叫上游分支（upstream branch）。

当我们克隆一个远端仓库时，会默认创建一个跟踪分支master，其上游分支就是远端主机别名/master。

创建跟踪分支

创建跟踪分支指令如下：

git checkout -b 本地分支名 远端主机别名/远程分支名

当然也可以不指定分支名，使用远程分支同名：

 git checkout --track 远端主机别名/远程分支名

修改跟踪关系

有时候，可能需要为本地分支设置其上游分支，添加-u参数：

git branch -u 远端主机别名/远程分支名

以上指令就指明当前分支跟踪某远端主机的远程分支。

查看跟踪分支（git branch -vv）

使用以下指令查看分支的上游分支：

git branch -vv

上图输出信息第二行表明master分支跟踪远程origin/master分支，ahead 7表明本地有7个提交未推到服务器，其他分支不是跟踪分支，没有上游分支。

删除远程分支

对于不再需要的远程分支，是可以删除的：

git push origin --delete test

以上指令删除远端主机origin的test分支，但是在垃圾回收之前，Git服务器仍然会保留分支数据，我们可以很方便的恢复数据，之后会详细介绍。

变基（rebase）

Git中有两种方式整合不同分支的修改：第一种是前文介绍的合并（merge），另一种就是本节的主题变基（rebase）。

变基其实与前文提到的三路合并（three-way merge）颇有渊源：

如图work-a分支与主干master分支合并后，创建一个新提交对象，我们还可以通过变基完成两个分支的修改整合，由于work-a分支已合并到master分支，我们在work-a分支再提交一次修改e0ae7dc,然后我们将work-a分支对master分支进行变基：

执行变基时，由于两个分支对同一文件同一部分进行了不同修改，会提示冲突，需要解决冲突，我们修改文件解决冲突，然后查看状态：

上图，第一行rebase in progress; onto 4ae14b3说明当前分支针对4ae14b3快照进行变基，第三到第五行分别说明：

• 第三行：解决冲突然后执行git rebase –continue指令继续变基；
• 第四行：执行git rebase –skip指令，跳过解决冲突；
• 第五行：执行git rebase –abort指令，终止变基，回到分支变基前状态。

下面第6到第八行说明：

• 第七行：使用git reset HEAD 指令撤销某文件变更；
• 第八行：使用git add 指令标记冲突为已解决状态。

最后一行no changes added to commit (use “git add” and/or “git commit -a”)，说明尚未标记冲突，需要使用指令标记变更，在继续执行变基：

如上图，变基后，在主线上创建新提交对象640b83,并修改work-a分支指针指向该提交对象：

之后我们可以正常的合并：

变基后合并

如图，主线分支更新提交对象到640b83a，第二行Fast-forward说明此次合并属于快速推进合并方式，结构如下：

三路合并与变基

基于上例，三路合并，整合修改变更后会保留分支的原始提交记录，新创建提交对象有两个父提交对象，一个在主线上，一个在待合并分支上；而变基则不能保留待合并分支的原始提交记录，主线上新建的提交对象只有一个位于主线上的父提交对象。更多变基相关内容计划单独出文介绍。

至于到底选用哪种方式整合变更，变基还是合并，这个一直有争论，没有哪一种方式绝对合理，我们只需要把握一个原则：无论变基还是合并，你应该只操作本地历史记录，任何已经推到服务器并入主干的内容和提交历史不应该更改。