git 学习

Git 简介

Git 是一种分布式版本控制系统（DVCS），其核心优势在于：

• 去中心化：每个开发者拥有完整的仓库副本（含完整历史记录）
• 高性能：本地操作（如提交、分支切换）不依赖网络，响应速度快
• 容灾性强：任意节点损坏均可从其他节点恢复

版本控制

版本控制定义

**版本控制是管理系统文件变更历史的工具与流程，其核心特征包括：

1. 全生命周期跟踪：记录文件从创建到迭代的所有修改状态
2. 变更溯源机制：每个修改节点包含作者、时间、变更内容等元数据
3. 多版本共存：支持不同版本文件并行存在并通过标识隔离（如分支/tag）
4. 协同基础层：提供多人协作冲突解决机制（如合并/回滚）

核心作用解析

全流程追踪能力

• 变更可视化：

  git log --graph  # 查看提交历史拓扑图[^1]
  git blame file.c # 定位每行代码的最后修改者

• 差异对比：

  git diff v1.2..v1.3 # 比较两个版本间的代码变更

并行开发支撑

• 分支隔离：

  主线分支 功能分支1 修复分支2 合并到主线

• 多版本共存 ：生产环境运行 v2.0 时，开发者可同时在 v3.0-beta 分支推进新功能

安全与灾难恢复

• 错误操作回退：

  git reset --hard HEAD~1  # 撤销最近1次提交
  git revert C0A1B2D      # 创建新提交抵消指定提交

• 数据冗余存储：分布式系统（如 Git）每个节点含完整历史记录，单点损坏不影响全局

团队协作标准化

• 冲突解决流程：

  1. 用户A修改文件第10行 → 提交
  2. 用户B修改同文件第10行 → 提交时提示冲突
  3. 人工选择保留A/B的修改或融合两者

• 自动化流程集成：支持 CI/CD 工具（如 Jenkins）在代码提交时自动触发测试

为什么需要版本控制

1. 避免人为错误导致灾难

• 典型案例：开发误删关键文件且无备份 → 通过版本历史秒级恢复
• 数据统计 ：据 Perforce 调查，未使用版本控制的团队代码丢失率高达37%

2. 解决协作冲突的必要手段

当多人修改同一文件时，系统自动标识冲突点：

<<<<<<< HEAD
int api_version = 2;  // 当前本地版本
=======
int api_version = 3;  // 他人提交的远程版本
>>>>>>> new-feature

3. 满足合规与审计要求

• 金融/医疗等行业强制要求代码修改可追溯（如 FDA 21 CFR Part 11）

• 精确追踪生产环境问题到具体提交：

  git bisect start  # 通过二分定位引入Bug的提交

4. 技术演进的基础设施

• 支持灰度发布：通过标签控制版本路由

  api.tp5.com/v2/user → 指向v2.3.1标签的代码[^1]

• 实验性开发：创建临时分支验证新技术方案（失败可直接删除）

Git 核心组件

工作流程依赖四大区域：

区域	作用	操作命令
工作区	用户直接编辑文件的目录	直接修改文件
暂存区	临时存储已修改的文件（准备提交的缓冲区）	git add <file>
本地仓库	存储所有提交记录和元数据（在 .git 目录）	git commit -m "msg"
远程仓库	云端共享仓库（GitHub/Gitee 等）	git push / git pull

流程关系图：

graph LR subgraph 用户本地 A[工作区
（Working Directory）] -->|git add| B[暂存区
（Staging Area）] B -->|git commit| C[本地仓库
（Local Repository）] end C -->|git push| D[远程仓库
（Remote Repository）] D -->|git fetch| C D -->|git pull| A

版本管理核心机制

• 快照存储：每次提交保存项目的完整快照（非差异备份），便于快速回滚

• 版本树结构：提交形成有向无环图（DAG），分支为指向提交的指针

  Commit A Commit B 新分支指针 Commit D

Git 核心功能与用途

核心功能

功能类别	典型场景	命令示例
版本追踪	记录文件修改历史	git log / git diff
分支管理	并行开发不同功能	git branch / git merge
远程协作	多人协作代码共享	git clone / git fetch
错误修复	撤销错误提交或修改	git reset / git revert

核心应用场景

• 个人开发：

  git init  # 初始化仓库
  git add main.py  # 添加修改到暂存区
  git commit -m "实现登录功能"  # 提交到本地仓库[^2]

• 团队协作：

  git clone https://gitee.com/project.git  # 克隆远程仓库
  git checkout -b feature  # 新建分支开发
  git push origin feature  # 推送分支到远程

• 版本回退（紧急修复）：

  git reset --hard HEAD~2  # 回退到前2个提交[警告：慎用]
  git push -f  # 强制覆盖远程（需团队协商）

Git 核心优势

1. 高效处理大型项目

   文件变更检测算法优化（如 SHA-1 哈希），支持百万级文件管理

2. 离线工作能力

   本地仓库完整独立，无网络仍可提交/分支切换

3. 协作流程标准化

   通过 Pull Request 等机制实现代码审查与自动化测试集成

Git 常用命令

初始化和配置

# 初始化新仓库
git init

# 配置用户信息（全局生效）
git config --global user.name "Your Name"
git config --global user.email "[email protected]"

# 查看所有配置
git config --list

工作区操作

# 查看文件状态（未跟踪/已修改/已暂存）
git status

# 添加文件到暂存区
git add filename.txt      # 添加单个文件
git add .                 # 添加所有修改

# 提交更改到本地仓库
git commit -m "提交说明"

# 删除文件（同时从工作区和暂存区删除）
git rm filename.txt

版本控制

# 查看提交历史
git log                   # 完整历史
git log --oneline         # 简洁历史

# 回退到指定版本
git reset --hard commit_id

# 查看文件差异
git diff                  # 工作区与暂存区差异
git diff --cached         # 暂存区与仓库差异

分支管理

# 创建新分支
git branch new-feature

# 切换分支
git checkout new-feature
git checkout -b hotfix   # 创建并切换

# 合并分支（当前分支合并目标分支）
git merge feature-branch

# 删除分支
git branch -d old-branch

远程仓库

# 添加远程仓库
git remote add origin https://github.com/user/repo.git

# 推送到远程仓库
git push -u origin main

# 克隆远程仓库
git clone https://github.com/user/repo.git

# 获取远程更新
git pull origin main

忽略文件配置（.gitignore）

创建 .gitignore 文件指定忽略规则：

# 忽略所有日志文件
*.log

# 忽略node_modules目录
node_modules/

# 例外规则（不忽略重要.log文件）
!important.log

Git 分支

分支核心概念

1. 分支本质

   Git 分支是轻量化的移动指针，指向特定的提交对象。创建分支仅增加一个指针文件（约40字节）：

   ref: refs/heads/main // 分支指针文件内容

2. 关键操作

   git branch feature       # 创建分支
   git checkout -b hotfix   # 创建并切换分支
   git branch -d dev        # 安全删除分支
   git branch -D tmp        # 强制删除未合并分支 [^1]

3. 分支合并流程

   git checkout -b feature git checkout main git merge feature main feature Commit A Commit B main 新合并提交

冲突处理全流程

1. 冲突触发场景

   当两个分支修改同一文件的相同区域时触发，如：

   <<<<<<< HEAD
   main分支修改内容
   =======
   feature分支修改内容
   >>>>>>> feature

2. 手动解决步骤

   # 1. 定位冲突文件（git status）
   # 2. 编辑文件删除冲突标记
   # 3. 标记为已解决
   git add resolved-file.js
   
   # 4. 完成合并
   git commit -m "Merge fix"

3. 高级工具

   • VS Code内置冲突编辑器
   • git mergetool 调用外部工具
   • git rerere（重用记录的分辨率）自动处理重复冲突

安全的分支协作规范

1. 分支保护策略

   分支类型	保护规则	操作限制
   main	强制代码评审	禁止直接 push
   release	只允许 hotfix 合并	禁止 rebase
   feature	定期同步 main 分支	允许强制 push

2. 实践

   # 更新本地分支避免冲突
   git checkout feature
   git fetch origin
   git rebase origin/main  # 线性化历史
   
   # 提交前本地验证
   git push --force-with-lease # 安全强制推送

Git rebase

功能概述

git rebase 的核心功能是重写提交历史，通过将分支的提交"移植"到新的基础提交上，实现：

1. 线性化历史：消除不必要的合并提交，生成更清晰的提交链
2. 分支同步：将特性分支的修改基于目标分支的最新状态重新应用
3. 提交整理 ：支持合并（-i）、修改（edit）或删除历史提交

基础语法

git rebase <目标分支>      # 将当前分支移植到目标分支最新提交  
git rebase -i HEAD~3      # 交互式重写最近3个提交  

# 继续或终止操作                  
git rebase --continue     # 继续重写  
git rebase --abort        # 完全放弃并还原状态 [^1][^2]

与 merge 对比

特性	Rebase	Merge
历史记录	线性简洁	保留合并提交
冲突处理	按提交逐一解决	一次性统一解决
适用场景	个人分支/整理历史	公共分支/团队协作
安全性	禁止在公共分支使用	所有场景可用

SSH 秘钥

核心概念

1. 基本定义

   SSH密钥是一种非对称加密技术的密钥对，由两部分组成：

   • 🔑 私钥（Private Key） ：存储在用户本地设备（如 ~/.ssh/id_rsa），需严格保密
   • 🔓 公钥（Public Key） ：可公开分发（如 ~/.ssh/id_rsa.pub），上传至远程服务器

2. 工作原理图解

   1. 生成密钥对 2. 复制公钥 3. 存入authorized_keys 4. 连接请求 5. 用公钥加密挑战 6. 用私钥解密 本地设备 私钥+公钥 远程服务器 认证文件 SSH服务 随机数据

3. 密钥安全性依据

   算法类型	数学基础	安全强度对比
   RSA	大质数分解难题	2048位 ≈ 传统密码100字符
   Ed25519	椭圆曲线离散对数问题	256位 ≫ RSA 4096位3

4. 核心功能场景

   • 免密登录 ：取代用户名/密码认证（ssh user@host）
   • 数据加密 ：建立安全隧道传输文件（scp，sftp）
   • 服务认证：Git 操作、服务器自动化运维

密钥核心原理

1. 非对称加密机制

   • 公钥（id_rsa.pub）存储在 Git 服务器，私钥（id_rsa）保存在本地

2. 密钥类型对比

   算法类型	安全性	密钥长度	适用场景
   RSA	★★★★	4096 bit	通用兼容
   Ed25519	★★★★★	256 bit	高性能服务器3

密钥生成与配置流程

1. 生成密钥（终端操作）

# 检查现有密钥（无.ssh目录需创建）
ls -al ~/.ssh  # [^2]

# 生成Ed25519密钥
ssh-keygen -t ed25519 -C "[email protected]"

# 或生成RSA密钥
ssh-keygen -t rsa -b 4096 -C "[email protected]"

参数说明：

• -t 指定加密算法
• -b 设置密钥长度（RSA专用）
• -C 添加注释（通常用邮箱）

2. 添加公钥到 Git 服务商
   1. 复制公钥内容。
   2. 粘贴到平台：
      • GitHub：Settings → SSH and GPG keys
      • GitLab：Preferences → SSH Keys
      • Gitee：设置 → SSH公钥

密钥使用与验证

连接测试

ssh -T [email protected]        # GitHub
ssh -T [email protected]        # GitLab

成功响应示例：
Hi username! You've successfully authenticated...

仓库操作示例

# 克隆SSH协议仓库
git clone [email protected]:user/repo.git

# 修改远程URL为SSH
git remote set-url origin [email protected]:group/project.git

常见问题

错误信息	解决方案
Permission denied (publickey)	1. 检查 ~/.ssh 权限为700 2. 确认公钥已添加到服务器
Host key verification failed	ssh-keyscan -H gitlab.com >> ~/.ssh/known_hosts
Key is already in use	重新生成密钥并替换旧公钥