Git底层原理与相关操作

1.本地Git原理

工作区、版本库、暂存区：

• 如上图，左侧为工作区，在电脑中能看到的部分；
• 右侧为版本库，工作区有一个隐藏目录 .git，这个不算工作区，而是 Git 的版本库，如下图第一个红框；
• 在版本库中标记为 “index” 的区域是暂存区，英文叫 stage 或 index。一般存放在 .git 目录下的 index 文件（.git/index）中，所以我们把暂存区有时也叫作索引（index），如下图第二个红框。
  

分支：

• 标记为 “master” 的是 master 分支所代表的目录树，我们可以通过命令git checkout xxx 来进行切换分支
• 图中我们可以看出此时 “HEAD” 实际是指向 master 分支的一个"游标"（可类比C++中的指针）。所以图示的命令中出现 HEAD 的地方可以用 master 来替换。

对象库（objects ）：

• 图中的 objects 标识的区域为 Git 的对象库，实际位于 “.git/objects” 目录下，里面包含了创建的各种对象及内容。
• 当对工作区修改（或新增）的文件执行 git add 命令时，暂存区的目录树被更新，同时工作区修改（或新增）的文件内容被写入到对象库中的一个新的对象中，而该对象的ID被记录在暂存区的文件索引中。
  
  点击add添加后，暂存区的目录树被更新，也就是说。.git/index文件将被修改，并且在.git/objects 目录下会多出一个文件，如下：
  
  

本地Git的相关命令对应的底层更改：

• 当执行提交操作git commit时，暂存区的目录树写到版本库（对象库）中，比如此时HEAD指向了master分支，那么master 分支会做相应的更新。即 master 指向的目录树就是提交时暂存区的目录树。

• 当执行 git reset HEAD 命令时，暂存区的目录树会被重写，被 master 分支指向的目录树所替换，但是工作区不受影响。

• 当执行 git rm --cached <file> 命令时，会直接从暂存区删除文件，工作区则不做出改变。

• 当执行 git checkout . 或者 git checkout -- <file> 命令时，会用暂存区全部或指定的文件替换工作区的文件。这个操作很危险，会清除工作区中未添加到暂存区中的改动。

• 当执行 git checkout HEAD . 或者 git checkout HEAD <file> 命令时，会用 HEAD 指向的 master 分支中的全部或者部分文件替换暂存区和以及工作区中的文件。这个命令也是极具危险性的，因为不但会清除工作区中未提交（add命令）的改动，也会清除暂存区（commit命令）中未提交的改动。

2.git常用命令底层所发生的变化

• git init 初始化仓库
  Git 使用 git init 命令来初始化一个 Git 仓库，Git 的很多命令都需要在 Git 的仓库中运行，所以 git init 是使用 Git 的第一个命令。
  在执行完成 git init 命令后，Git 仓库会生成一个 .git 目录，该目录包含了资源的所有元数据，其他的项目目录保持不变。
  

• git clone
  拷贝一份远程仓库，也就是下载一个远程项目

• git add . - 添加文件到暂存区(在idea中文件由红色变成绿色)
  
  

• git status ：查看仓库当前的状态，显示有变更的文件。
  

• git commit ：提交暂存区到本地仓库。
  
  -git log 查看提交记录
  

• git reset :回退版本
  $ git reset HEAD^ # 回退所有内容到上一个版本
  $ git reset HEAD^ hello.php # 回退 hello.php 文件的版本到上一个版本
  $ git reset 052e # 回退到指定版本
  

3.更多命令：

3.1git add

# 把指定的文件添加到暂存区中
$ git add <文件路径>

# 添加所有修改、已删除的文件到暂存区中
$ git add -u [<文件路径>]
$ git add --update [<文件路径>]

# 添加所有修改、已删除、新增的文件到暂存区中，省略 <文件路径> 即为当前目录
$ git add -A [<文件路径>]
$ git add --all [<文件路径>]

# 查看所有修改、已删除但没有提交的文件，进入一个子命令系统
$ git add -i [<文件路径>]
$ git add --interactive [<文件路径>]

3.2git branch

# 列出本地的所有分支，当前所在分支以 "*" 标出
$ git branch

# 列出本地的所有分支并显示最后一次提交，当前所在分支以 "*" 标出
$ git branch -v

# 创建新分支，新的分支基于上一次提交建立
$ git branch <分支名>

# 修改分支名称
# 如果不指定原分支名称则为当前所在分支
$ git branch -m [<原分支名称>] <新的分支名称>
# 强制修改分支名称
$ git branch -M [<原分支名称>] <新的分支名称>

# 删除指定的本地分支
$ git branch -d <分支名称>

# 强制删除指定的本地分支
$ git branch -D <分支名称>

3.3git checkout

# 切换到已存在的指定分支
$ git checkout <分支名称>

# 创建并切换到指定的分支，保留所有的提交记录
# 等同于 "git branch" 和 "git checkout" 两个命令合并
$ git checkout -b <分支名称>

# 创建并切换到指定的分支，删除所有的提交记录
$ git checkout --orphan <分支名称>

# 替换掉本地的改动，新增的文件和已经添加到暂存区的内容不受影响
$ git checkout <文件路径>
git checkout 是 git 最常用的命令之一，同时也是一个很危险的命令，因为这条命令会重写工作区。

3.4git clone

# 默认在当前目录下创建和版本库名相同的文件夹并下载版本到该文件夹下
$ git clone <远程仓库的网址>

# 指定本地仓库的目录
$ git clone <远程仓库的网址> <本地目录>

# -b 指定要克隆的分支，默认是master分支
$ git clone <远程仓库的网址> -b <分支名称> <本地目录>

3.5git commit

# 把暂存区中的文件提交到本地仓库，调用文本编辑器输入该次提交的描述信息
$ git commit

# 把暂存区中的文件提交到本地仓库中并添加描述信息
$ git commit -m "<提交的描述信息>"

# 把所有修改、已删除的文件提交到本地仓库中
# 不包括未被版本库跟踪的文件，等同于先调用了 "git add -u"
$ git commit -a -m "<提交的描述信息>"

# 修改上次提交的描述信息
$ git commit --amend

3.6git config

# 查看配置信息 # --local：仓库级，--global：全局级，--system：系统级 $ git config <--local | --global | --system> -l # 查看当前生效的配置信息 $ git config -l # 编辑配置文件 # --local：仓库级，--global：全局级，--system：系统级 $ git config <--local | --global | --system> -e # 添加配置项 # --local：仓库级，--global：全局级，--system：系统级 $ git config <--local | --global | --system> --add <name> <value> # 获取配置项 $ git config <--local | --global | --system> --get <name> # 删除配置项 $ git config <--local | --global | --system> --unset <name> # 配置提交记录中的用户信息 $ git config --global user.name <用户名> $ git config --global user.email <邮箱地址> # 更改Git缓存区的大小 # 如果提交的内容较大，默认缓存较小，提交会失败 # 缓存大小单位：B，例如：524288000（500MB） $ git config --global http.postBuffer <缓存大小> # 调用 git status/git diff 命令时以高亮或彩色方式显示改动状态 $ git config --global color.ui true # 配置可以缓存密码，默认缓存时间15分钟 $ git config --global credential.helper cache # 配置密码的缓存时间 # 缓存时间单位：秒 $ git config --global credential.helper 'cache --timeout=<缓存时间>' # 配置长期存储密码 $ git config --global credential.helper store Git 一共有3个配置文件： 仓库级的配置文件：在仓库的 .git/.gitconfig，该配置文件只对所在的仓库有效。 全局配置文件：Mac 系统在 ~/.gitconfig，Windows 系统在 C:\Users\<用户名>\.gitconfig。 系统级的配置文件：在 Git 的安装目录下（Mac 系统下安装目录在 /usr/local/git）的 etc 文件夹中的 gitconfig。 

3.7git diff

# 比较当前文件和暂存区中文件的差异，显示没有暂存起来的更改 $ git diff # 比较暂存区中的文件和上次提交时的差异 $ git diff --cached $ git diff --staged # 比较当前文件和上次提交时的差异 $ git diff HEAD # 查看从指定的版本之后改动的内容 $ git diff <commit ID> # 比较两个分支之间的差异 $ git diff <分支名称> <分支名称> # 查看两个分支分开后各自的改动内容 $ git diff <分支名称>...<分支名称> 

3.8git fetch

# 将远程仓库所有分支的最新版本全部取回到本地 $ git fetch <远程仓库的别名> # 将远程仓库指定分支的最新版本取回到本地 $ git fetch <远程主机名> <分支名> 

3.9git log

# 打印所有的提交记录 $ git log # 打印从第一次提交到指定的提交的记录 $ git log <commit ID> # 打印指定数量的最新提交的记录 $ git log -<指定的数量> 

3.10git merge

# 把指定的分支合并到当前所在的分支下，并自动进行新的提交 $ git merge <分支名称> # 把指定的分支合并到当前所在的分支下，不进行新的提交 $ git merge --no-commit <分支名称> 

3.11git mv

# 重命名指定的文件或者文件夹 $ git mv <源文件/文件夹> <目标文件/文件夹> 

3.12git pull

# 从远程仓库获取最新版本并合并到本地。 首先会执行 git fetch，然后执行 git merge，把获取的分支的 HEAD 合并到当前分支。 $ git pull 

3.13git push

# 把本地仓库的分支推送到远程仓库的指定分支 $ git push <远程仓库的别名> <本地分支名>:<远程分支名> # 删除指定的远程仓库的分支 $ git push <远程仓库的别名> :<远程分支名> $ git push <远程仓库的别名> --delete <远程分支名> 

3.14git remote

# 列出已经存在的远程仓库 $ git remote # 列出远程仓库的详细信息，在别名后面列出URL地址 $ git remote -v $ git remote --verbose # 添加远程仓库 $ git remote add <远程仓库的别名> <远程仓库的URL地址> # 修改远程仓库的别名 $ git remote rename <原远程仓库的别名> <新的别名> # 删除指定名称的远程仓库 $ git remote remove <远程仓库的别名> # 修改远程仓库的 URL 地址 $ git remote set-url <远程仓库的别名> <新的远程仓库URL地址> 

3.15git reset

# 重置暂存区，但文件不受影响 # 相当于将用 "git add" 命令更新到暂存区的内容撤出暂存区，可以指定文件 # 没有指定 commit ID 则默认为当前 HEAD $ git reset [<文件路径>] $ git reset --mixed [<文件路径>] # 将 HEAD 的指向改变，撤销到指定的提交记录，文件未修改 $ git reset <commit ID> $ git reset --mixed <commit ID> # 将 HEAD 的指向改变，撤销到指定的提交记录，文件未修改 # 相当于调用 "git reset --mixed" 命令后又做了一次 "git add" $ git reset --soft <commit ID> # 将 HEAD 的指向改变，撤销到指定的提交记录，文件也修改了 $ git reset --hard <commit ID> 

3.16git rm

# 移除跟踪指定的文件，并从本地仓库的文件夹中删除 $ git rm <文件路径> # 移除跟踪指定的文件夹，并从本地仓库的文件夹中删除 $ git rm -r <文件夹路径> # 移除跟踪指定的文件，在本地仓库的文件夹中保留该文件 $ git rm --cached 

3.17tag

# 打印所有的标签 $ git tag # 添加轻量标签，指向提交对象的引用，可以指定之前的提交记录 $ git tag <标签名称> [<commit ID>] # 添加带有描述信息的附注标签，可以指定之前的提交记录 $ git tag -a <标签名称> -m <标签描述信息> [<commit ID>] # 切换到指定的标签 $ git checkout <标签名称> # 查看标签的信息 $ git show <标签名称> # 删除指定的标签 $ git tag -d <标签名称> # 将指定的标签提交到远程仓库 $ git push <远程仓库的别名> <标签名称> # 将本地所有的标签全部提交到远程仓库 $ git push <远程仓库的别名> –tags 

3.18git revert

# 生成一个新的提交来撤销某次提交，此次提交之前的所有提交都会被保留。 $ git revert <commit ID>