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git 学习笔记 6

start at 2023/01/11.

这一讲开始讲分支，也是 git 相当重要的部分，是开发必须掌握的技能

在多人开发过程中，想要增加新功能或者修 bug 的时候，都会另开开一个分支出来，在确认没有问题之后再和主分支合并，这样就不会影响在运行中的产品，当然在单人开发过程中也可以采取这种开发模式

开始使用分支

在 git 中使用分支很简单，只要使用 git branch 命令即可

$ git branch
* master

如果 branch 后面没有参数，它只会输出当前这个项目中有哪些分支，git 默认会设置一个 master 的分支，前面的星号代表当前处于这个分支上

新建分支

如果需要增加一个分支，就可以在 git branch 后面跟上想要的分支的名称

$ git branch cat
$ git branch
  cat
* master

可以看出，确实多了一个 cat 分支，但是我们当前还是处在 master 分支上

更改分支名称

如果你觉得一个分支名不对你胃口，可以随时更改，是不会影响文件和目录的，更改分支的方法是 git branch -m old_name new_name

$ git branch -m cat cat2.0
$ git branch
  cat2.0
* master

即使是 master 分支，也可以改名

$ git branch -m master main
$ git branch
  cat2.0
* main

删除分支

删除对应的英语是 delete，所以参数是 -d

$ git branch
  cat1.0
  cat2.0
* main
$ git branch -d cat1.0
Deleted branch cat1.0 (was e47b10f).
$ git branch
  cat2.0
* main

但 git 不允许用 -d 删除未合并的分支

$ git branch -d cat2.0
error: The branch 'cat2.0' is not fully merged.
If you are sure you want to delete it, run 'git branch -D cat2.0'.

但是你可以使用 -D 将其删除

$ git branch -D cat2.0
Deleted branch cat2.0 (was 3f18f81)

在 git 中，没有什么分支是不能删的，但是你不能删除你当前所在的分支

$ git branch
  b2
* main
$ git branch -d main
error: Cannot delete branch 'main' checked out at '/home/paradox/Code/learngit/learnbranch'

不过你可以移动到其他分支之后再删除它

你以为这样的规则下 git 必须要有一个分支？

不不不，你可以把分支全删了

通过 git checkout 到一个没有贴分支的 commit，让它成为一个detached HEAD，这时候我们就处于在所有其他分支以外的状态，然后用 git branch -d/D 大开杀戒吧！

切换分支

切换分支使用的指令之前在还原被reset消失的文件时出现过，git checkout

$ git branch
  b2
* main
$ git checkout b2
Switched to branch 'b2'
$ git branch
* b2
  main

使用 git checkout 就能轻松地切换了分支

一般来说，要想切换到那个分支就必须要先存在那个分支，如果你输入的分支参数还不存在项目中，就会出错，但你可以用 -b 参数，这样如果你要切换的分支不存在时 git 就会帮你新建这个分支并切换过去

$ git checkout b3
error: pathspec 'b3' did not match any file(s) known to git
$ git checkout -b b3
Switched to a new branch 'b3'
$ git branch
  b2
* b3
  main

分支的切换非常的方便，在切换分支的时候工作区的文件可能会发生变化，但是别担心，那些文件都在，只要你切换回去就会回来

$ git branch
* cat
  master
$ ls
cat1  x.c
$ git checkout master
Switched to branch 'master'
$ ls
x.c
$ git checkout cat
Switched to branch 'cat'
$ ls
cat1  x.c

如果有文件改动了一半就切换分支会发生什么

假设我们现在处在 cat 分支上，现在我们来新建两个文件，一个 git add，一个不 git add

$ git log --oneline
d5164b9 (HEAD -> cat, master) cmt1
$ ls
a  b  file
$ git status
On branch cat
Changes to be committed:
  (use "git restore --staged <file>..." to unstage)
        new file:   a

Untracked files:
  (use "git add <file>..." to include in what will be committed)
        b

现在我们切换回 master 分支来看看会发生什么

$ git checkout master
A       a
Switched to branch 'master'
$ ls
a  b  file
$ git status
On branch master
Changes to be committed:
  (use "git restore --staged <file>..." to unstage)
        new file:   a

Untracked files:
  (use "git add <file>..." to include in what will be committed)
        b

原本没有 a 和 b 文件的 master 分支居然出现了这两个文件，而且 a 还是在暂存区的状态，也就是说，切换分支不会影响已经在工作目录中的那些改动

但有时候有文件没有提交的情况下 git 会不让你切换过去

$ git checkout master
Switched to branch 'master'
$ cat file
wt
$ git checkout cat
Switched to branch 'cat'
$ echo hello > file
$ git checkout master
error: Your local changes to the following files would be overwritten by checkout:
        file
Please commit your changes or stash them before you switch branches.
Aborting

原因大概是同样的文件，但是文件更改并没有相对的先后顺序，然后 git 无法做出这次修改对目标分支的合并，就不会让你切换过去，当然，checkout 也有强制执行的参数 -f

$ git checkout master -f
Switched to branch 'master'
$ cat file
wt

这时候的 file 就是 master 分支的状态，cat 分支的文件因为被覆盖就消失了，因为没有被 git 管理，回到 cat 分支也找不回原来的 file 了

当然这种情况是要避免的，通过 commit 和 stash 来保存这些文件，以免造成文件丢失的风险

切换时会发生什么

git 在 git checkout 时主要做了以下两件事

1. 更新暂存区和工作目录
2. 变更 HEAD 的位置

什么叫更新暂存区和工作目录？git 会根据分支指向 commit 的内容来更新暂存区和工作目录，我们来看下面的例子

$ git log --oneline
74fbcf5 (HEAD -> master) 1
$ ls
x
$ cat x
1

我们的项目现在有一个 x 文件，文件内容是一个数字 1，这时候我们把当前分支换成 cat 并添加一些修改并提交

$ git checkout -b cat
Switched to a new branch 'cat'
$ cat x
1
2
$ git add .
$ git commit -m 2
[cat fdde6ba] 2
 1 file changed, 1 insertion(+)

然后我们切换回 master 分支，x 文件回到了 master 分支的状态

$ cat x
1
2
$ git checkout master
Switched to branch 'master'
$ cat x
1

前面讲到过，commit 对象会指向一个 tree 对象，当我们拿出了一个 commit，那就能顺着这个对象把整个目录都找出来，切换分支的时候就是把原先分支对应的 commit 的目录都移除，然后换上目标分支贴着的 commit 对应的目录，有点换驾驶员的感觉

而 HEAD 指向的是当前所在的分支，checkout 到一个分支，就会让 HEAD 指向那个分支，你可以 checkout 一个 commit 的 SHA-1，但那会让你的 HEAD 成为一个 detached HEAD，即便那个 commit 上有贴分支，HEAD 也不会指向那个分支，而是指向 commit，这样看来 HEAD、commit、branch 之间的关系没有看上去那么简单了吧

分支的含义

看到这里，我相信你对分支肯定有了一定的误解，来看看分支的含义吧

如果从字面上来看，分支是从一条线上的一个点向外延伸出的另一条线，类似分岔铁路

从表面上看确实是这么一回事，所以这就会引起误解，其实分支并不是这么一回事

之前提到过，git 的 逻辑是一张 DAG（有向无环图），而分支就是在 DAG 中，贴在 commit 上用来标记 commit 的贴纸，当前处在的贴纸会随着 commit 而前进

上面的图片可以清晰地呈现分支的逻辑，你可能和之前的我一样认为黄色虚线圈起来的部分就是分支，那你可能就看的不是很清晰。其实只有那张褐色的贴纸才是分支，如果觉得分支包含 commit 历史的话，在面对分岔复杂情况下 commit 的 DAG 时，再贴上几张 branch，你可能就要抓狂了（如上图的 cat1.0 和 cat2.0，你能指出他们分别包含了哪些 commit 吗）

为了看清楚 branch，我们再来梳理一下，先抛开 branch 不管，我们只看 commit 的部分

如果没有分支，这样情况的 commit 的 DAG 能存在的吗？

答案是可以，上一篇中学到 commit 对象的本质是一堆经过 SHA-1 计算之后的压缩文件，文件的内容是指向前一个 commit 对象和包含目录信息的 tree 对象，既然我们能做到指向前一个对象，那么把它想象成一张图，我们的目标是建立这张图，假设当前我们只有上图的 a 点作为起始点，现在我们能用的操作有 commit 和 reset，把之前的知识抽象成图论，那么借助 commit 可以创建一个新的点并且建立一条有向边指向之前所在的点，reset 可以跳转到指定的点上，那么上图我们可以从 a 一路 commit 完成 abcde 的部分，再用 reset 分别跳转到 b 和 c 完成剩下的部分，这么算下来，最少需要 9 次 commit 和 3 次 reset 就能建立上面的 DAG 了

这么看下来好像和分支没什么关系，那么分支到底是什么呢？

贴纸！

如果我们不用分支，那当我们处于 e 点想跳转到 b2 点的情况下，就必须知道 b2 点的 SHA-1 是多少，通过 git reflog 不难知道 b2 的 SHA-1 是多少，但如果提交很多呢，你就需要在一堆 SHA-1 中寻找你要的 b2，是不是有点大海捞针的感觉。实际开发中我们也不愿意浪费时间在找 SHA-1 上，这时候就需要借助贴纸了，我们在 b2 上贴上分支 git branch b2，告诉 git，在 b2 这个 commit 上贴上 b2，那么之后我们只需要 git checkout b2 就能跳转到 b2 点，而不用像大海捞针一样的找 b2 的SHA-1 再 reset，是不是有点传送点的意思

现在再回来看这张图，是不是就清晰很多，分支只是贴在某个 commit 上的贴纸而已！

上面使用 reset 跳转只是为了从本质上认识分支，实际上 reset 操作会影响到 branch，reset 会让当前所在的分支贴到指定的 commit 上，checkout 就不会，checkout 只会移动 HEAD 指针，不会影响到 branch，随带一提，当前所在的分支会随着 commit 操作移动，想象成把当前的贴纸撕下来贴到新的 commit 上就行了

越学越感觉到 git 设计的精妙，感觉理解了一切！但我还是没法理解 git 的前后 commit 差异分析信息是怎么存储的，因为平时用 lazygit 或者在 github 上看历史代码都能看到 commit 修改了什么代码的信息，希望这本书后面能讲讲，但这本书好像都不会讲 stash，后面可能要自己查资料写文章了，但我感觉 stash 好像没有存在的必要啊…

这一篇说了开分支和分支的原理，下一篇文章会讲分支合并，也是非常重要的一部分，敬请期待

2023/01/13