Git基礎知識之內部狀態管理系統

本文主要來介紹一下 Git 的內部狀態管理系統。它利用基於節點和指針的數據結構來跟蹤及管理編輯操作的時間線。

對本地項目而言，任一時刻，Git 處於三種狀態中的一種：工作區狀態、暫存區狀態和提交區狀態。
下面利用新建項目來演示一下不同狀態及其轉換。

1. Initialize the project

$ mkdir git_tree_test && cd git_tree_test

$ git init
提示：使用 'master' 作為初始分支的名稱。這個默認分支名稱可能會更改。要在新倉庫中
提示：配置使用初始分支名，並消除這條警告，請執行：
提示：
提示：  git config --global init.defaultBranch <名稱>
提示：
提示：除了 'master' 之外，通常選定的名字有 'main'、'trunk' 和  'development'。
提示：可以通過以下命令重命名剛創建的分支：
提示：
提示：  git branch -m <name>
已初始化空的 Git 倉庫於 /Users/phillee/git_tree_test/.git/

$ git status
位於分支 master
尚無提交
無文件要提交（創建/拷貝文件並使用 "git add" 建立跟蹤）

這時我們初始化了一個本地項目，默認創建 master 分支，尚無文件跟蹤及提交。

2. The Working Directory

$ touch reset_lifecycle_file

$ git status
位於分支 master
尚無提交
未跟蹤的文件:
  （使用 "git add <文件>..." 以包含要提交的內容）

        reset_lifecycle_file

提交為空，但是存在尚未跟蹤的文件（使用 "git add" 建立跟蹤）

現在我們為項目新增了文件 reset_lifecycle_file ，尚未提交，當前位於工作區（Working directory）。博客園代碼顯示系統太垃圾了，這時的 reset_lifecycle_file 應該是 紅色 的，表示還沒有被跟蹤。

3. Staging Index

$ git add reset_lifecycle_file 

$ git status
位於分支 master
尚無提交
要提交的變更：
  （使用 "git rm --cached <文件>..." 以取消暫存）
        新文件：   reset_lifecycle_file

所有變動的文件，Git 都記錄在一個區域，叫做"暫存區"（Staging index）。我們通過 git add 指令將工作區中的內容保存到暫存區，這時已經實現了對文件的跟蹤，但還沒有請求提交。這時候的文件已經被跟蹤了， reset_lifecycle_file 應該是 綠色 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
位於分支 master
無文件要提交，干凈的工作區

暫存區保留變動的文件信息，等到修改結束添加到"提交歷史"（Commit history）中，這就相當於當前項目的一個快照（snapshot）。
項目提交歷史就是由不同時間的快照構成。Git 可以根據此提交信息將項目恢復到任意一個快照狀態。

5. Reverse state switching

前面敘述並展示了三種狀態之間的前向轉換，現在我們反過來看一下，如何將當前狀態轉換成其父狀態。

$ touch gitadd_test_file
$ vim gitadd_test_file

新建一個測試文件並利用該文件進行不同狀態之間轉換的實驗。

• 按 i 鍵進入編輯模式；
• 鍵入 Hello world!；
• 按 esc 退出編輯模式；
• shift+;進入命令編輯模式；
• 鍵入x回車即可保存到文件並退出vim。

$ git status
位於分支 master
未跟蹤的文件:
  （使用 "git add <文件>..." 以包含要提交的內容）
        gitadd_test_file

提交為空，但是存在尚未跟蹤的文件（使用 "git add" 建立跟蹤）

$ 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

按步驟2-4的方式將新創建的文件添加到提交歷史中。現在我們嘗試將已經提交 commit 但尚未 push 到遠端倉庫的狀態返回到暫存區狀態。此時的 gitadd_test_file 為 綠色 。

$ git reset --soft 88b538
$ git status
位於分支 master
要提交的變更：
  （使用 "git restore --staged <文件>..." 以取消暫存）
        新文件：   gitadd_test_file

如上結果所示，這時已經處於 git commit 命令之前的狀態，達到此結果使用的是 git reset --soft 指令。
該操作會保留文件的改動及索引狀態，撤銷完成后將回到添加改動的狀態。注意與接下來要使用的 git reset --hard 之間的區別。此時的 gitadd_test_file 為 綠色 。

$ git restore --staged gitadd_test_file 
$ git status
位於分支 master
未跟蹤的文件:
  （使用 "git add <文件>..." 以包含要提交的內容）
        gitadd_test_file

提交為空，但是存在尚未跟蹤的文件（使用 "git add" 建立跟蹤）

通過 git restore --staged 指令，我們得以將暫存區狀態返回到工作區狀態，也就是 git add 之前的狀態。此時的 gitadd_test_file 為 紅色 。

$ 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 現在位於 88b5382 init commit
$ git status
位於分支 master
無文件要提交，干凈的工作區

注意這里是將 gitadd_test_file 重新添加到暫存區，然后保存到提交歷史中。從提交歷史中的狀態直接返回到 git add 之前的狀態使用的指令是 git reset --hard ，該指令強制將 HEAD 指針指向提交歷史線中的前一個提交狀態，會連同我們剛才新建的文件一起全部撤銷。這是一個比較危險的舉動，使用的時候要注意場合。當然即使這么操作了也並非就不能復原了，只是會多幾步操作而已。

（全文完）

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本文作者 ：phillee
發表日期 ：2021年3月30日
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