起步

本章介紹開始使用 Git 前的相關知識。我們會先了解一些版本控制工具的歷史背景，然後試著讓 Git 在你的系統上跑起來，直到最後配置好，可以正常開始開發工作。讀完本章，你就會明白為什麼 Git 會如此流行，為什麼你應該立即開始使用它。

關於版本控制

什麼是版本控制？我為什麼要關心它呢？版本控制是一種記錄一個或若干檔案內容變化，以便將來查閱特定版本修訂情況的系統。在本書所展示的例子中，我們僅對儲存著軟體原始碼的文字檔案作版本控制管理，但實際上，你可以對任何型別的檔案進行版本控制。

如果你是點陣圖形或網頁設計師，可能會需要儲存某一幅圖片或頁面佈局檔案的所有修訂版本（這或許是你非常渴望擁有的功能）。採用版本控制系統（VCS）是個明智的選擇。有了它你就可以將某個檔案回溯到之前的狀態，甚至將整個專案都回退到過去某個時間點的狀態。你可以比較檔案的變化細節，查出最後是誰修改了哪個地方，從而找出導致怪異問題出現的原因，又是誰在何時報告了某個功能缺陷等等。使用版本控制系統通常還意味著，就算你亂來一氣把整個專案中的檔案改的改刪的刪，你也照樣可以輕鬆恢復到原先的樣子。但額外增加的工作量卻微乎其微。

本地版本控制系統

許多人習慣用複製整個專案目錄的方式來儲存不同的版本，或許還會改名加上備份時間以示區別。這麼做唯一的好處就是簡單。不過壞處也不少：有時候會混淆所在的工作目錄，一旦弄錯檔案丟了資料就沒法撤銷恢復。

為了解決這個問題，人們很久以前就開發了許多種本地版本控制系統，大多都是採用某種簡單的資料庫來記錄檔案的歷次更新差異（見圖 1-1）。

Insert 18333fig0101.png 圖 1-1. 本地版本控制系統

其中最流行的一種叫做 rcs，現今許多計算機系統上都還看得到它的蹤影。甚至在流行的 Mac OS X 系統上安裝了開發者工具包之後，也可以使用 rcs 命令。它的工作原理基本上就是儲存並管理檔案補丁（patch）。檔案補丁是一種特定格式的文字檔案，記錄著對應檔案修訂前後的內容變化。所以，根據每次修訂後的補丁，rcs 可以通過不斷打補丁，計算出各個版本的檔案內容。

集中化的版本控制系統

接下來人們又遇到一個問題，如何讓在不同系統上的開發者協同工作？於是，集中化的版本控制系統（ Centralized Version Control Systems，簡稱 CVCS ）應運而生。這類系統，諸如 CVS，Subversion 以及 Perforce 等，都有一個單一的集中管理的伺服器，儲存所有檔案的修訂版本，而協同工作的人們都通過客戶端連到這臺伺服器，取出最新的檔案或者提交更新。多年以來，這已成為版本控制系統的標準做法（見圖 1-2）。

Insert 18333fig0102.png 圖 1-2. 集中化的版本控制系統

這種做法帶來了許多好處，特別是相較於老式的本地 VCS 來說。現在，每個人都可以在一定程度上看到專案中的其他人正在做些什麼。而管理員也可以輕鬆掌控每個開發者的許可權，並且管理一個 CVCS 要遠比在各個客戶端上維護本地資料庫來得輕鬆容易。

事分兩面，有好有壞。這麼做最顯而易見的缺點是中央伺服器的單點故障。如果當機一小時，那麼在這一小時內，誰都無法提交更新，也就無法協同工作。要是中央伺服器的磁碟發生故障，碰巧沒做備份，或者備份不夠及時，就會有丟失資料的風險。最壞的情況是徹底丟失整個專案的所有歷史更改記錄，而被客戶端偶然提取出來的儲存在本地的某些快照資料就成了恢復資料的希望。但這樣的話依然是個問題，你不能保證所有的資料都已經有人事先完整提取出來過。本地版本控制系統也存在類似問題，只要整個專案的歷史記錄被儲存在單一位置，就有丟失所有歷史更新記錄的風險。

分散式版本控制系統

於是分散式版本控制系統（ Distributed Version Control System，簡稱 DVCS ）面世了。在這類系統中，像 Git，Mercurial，Bazaar 以及 Darcs 等，客戶端並不只提取最新版本的檔案快照，而是把程式碼倉庫完整地映象下來。這麼一來，任何一處協同工作用的伺服器發生故障，事後都可以用任何一個映象出來的本地倉庫恢復。因為每一次的提取操作，實際上都是一次對程式碼倉庫的完整備份（見圖 1-3）。

Insert 18333fig0103.png 圖 1-3. 分散式版本控制系統

更進一步，許多這類系統都可以指定和若干不同的遠端程式碼倉庫進行互動。籍此，你就可以在同一個專案中，分別和不同工作小組的人相互協作。你可以根據需要設定不同的協作流程，比如層次模型式的工作流，而這在以前的集中式系統中是無法實現的。

Git 簡史

同生活中的許多偉大事件一樣，Git 誕生於一個極富紛爭大舉創新的年代。Linux 核心開源專案有著為數眾廣的參與者。絕大多數的 Linux 核心維護工作都花在了提交補丁和儲存歸檔的繁瑣事務上（1991－2002年間）。到 2002 年，整個專案組開始啟用分散式版本控制系統 BitKeeper 來管理和維護程式碼。

到了 2005 年，開發 BitKeeper 的商業公司同 Linux 核心開源社群的合作關係結束，他們收回了免費使用 BitKeeper 的權力。這就迫使 Linux 開源社群（特別是 Linux 的締造者 Linus Torvalds ）不得不吸取教訓，只有開發一套屬於自己的版本控制系統才不至於重蹈覆轍。他們對新的系統制訂了若干目標：

• 速度
• 簡單的設計
• 對非線性開發模式的強力支援（允許上千個並行開發的分支）
• 完全分散式
• 有能力高效管理類似 Linux 核心一樣的超大規模專案（速度和資料量）

自誕生於 2005 年以來，Git 日臻成熟完善，在高度易用的同時，仍然保留著初期設定的目標。它的速度飛快，極其適合管理大專案，它還有著令人難以置信的非線性分支管理系統（見第三章），可以應付各種複雜的專案開發需求。

Git 基礎

那麼，簡單地說，Git 究竟是怎樣的一個系統呢？請注意，接下來的內容非常重要，若是理解了 Git 的思想和基本工作原理，用起來就會知其所以然，遊刃有餘。在開始學習 Git 的時候，請不要嘗試把各種概念和其他版本控制系統（諸如 Subversion 和 Perforce 等）相比擬，否則容易混淆每個操作的實際意義。Git 在儲存和處理各種資訊的時候，雖然操作起來的命令形式非常相近，但它與其他版本控制系統的做法頗為不同。理解這些差異將有助於你準確地使用 Git 提供的各種工具。

直接記錄快照，而非差異比較

Git 和其他版本控制系統的主要差別在於，Git 只關心檔案資料的整體是否發生變化，而大多數其他系統則只關心檔案內容的具體差異。這類系統（CVS，Subversion，Perforce，Bazaar 等等）每次記錄有哪些檔案作了更新，以及都更新了哪些行的什麼內容，請看圖 1-4。

Insert 18333fig0104.png 圖 1-4. 其他系統在每個版本中記錄著各個檔案的具體差異

Git 並不儲存這些前後變化的差異資料。實際上，Git 更像是把變化的檔案作快照後，記錄在一個微型的檔案系統中。每次提交更新時，它會縱覽一遍所有檔案的指紋資訊並對檔案作一快照，然後儲存一個指向這次快照的索引。為提高效能，若檔案沒有變化，Git 不會再次儲存，而只對上次儲存的快照作一連結。Git 的工作方式就像圖 1-5 所示。

Insert 18333fig0105.png 圖 1-5. Git 儲存每次更新時的檔案快照

這是 Git 同其他系統的重要區別。它完全顛覆了傳統版本控制的套路，並對各個環節的實現方式作了新的設計。Git 更像是個小型的檔案系統，但它同時還提供了許多以此為基礎的超強工具，而不只是一個簡單的 VCS。稍後在第三章討論 Git 分支管理的時候，我們會再看看這樣的設計究竟會帶來哪些好處。

近乎所有操作都是本地執行

在 Git 中的絕大多數操作都只需要訪問本地檔案和資源，不用連網。但如果用 CVCS 的話，差不多所有操作都需要連線網路。因為 Git 在本地磁碟上就儲存著所有當前專案的歷史更新，所以處理起來速度飛快。

舉個例子，如果要瀏覽專案的歷史更新摘要，Git 不用跑到外面的伺服器上去取資料回來，而直接從本地資料庫讀取後展示給你看。所以任何時候你都可以馬上翻閱，無需等待。如果想要看當前版本的檔案和一個月前的版本之間有何差異，Git 會取出一個月前的快照和當前檔案作一次差異運算，而不用請求遠端伺服器來做這件事，或是把老版本的檔案拉到本地來作比較。

用 CVCS 的話，沒有網路或者斷開 VPN 你就無法做任何事情。但用 Git 的話，就算你在飛機或者火車上，都可以非常愉快地頻繁提交更新，等到了有網路的時候再上傳到遠端倉庫。同樣，在回家的路上，不用連線 VPN 你也可以繼續工作。換作其他版本控制系統，這麼做幾乎不可能，抑或非常麻煩。比如 Perforce，如果不連到伺服器，幾乎什麼都做不了（譯註：預設無法發出命令 p4 edit file 開始編輯檔案，因為 Perforce 需要聯網通知系統宣告該檔案正在被誰修訂。但實際上手工修改檔案許可權可以繞過這個限制，只是完成後還是無法提交更新。）；如果是 Subversion 或 CVS，雖然可以編輯檔案，但無法提交更新，因為資料庫在網路上。看上去好像這些都不是什麼大問題，但實際體驗過之後，你就會驚喜地發現，這其實是會帶來很大不同的。

時刻保持資料完整性

在儲存到 Git 之前，所有資料都要進行內容的校驗和（checksum）計算，並將此結果作為資料的唯一標識和索引。換句話說，不可能在你修改了檔案或目錄之後，Git 一無所知。這項特性作為 Git 的設計哲學，建在整體架構的最底層。所以如果檔案在傳輸時變得不完整，或者磁碟損壞導致檔案資料缺失，Git 都能立即察覺。

Git 使用 SHA-1 演算法計算資料的校驗和，通過對檔案的內容或目錄的結構計算出一個 SHA-1 雜湊值，作為指紋字串。該字串由 40 個十六進位制字元（0-9 及 a-f）組成，看起來就像是：

24b9da6552252987aa493b52f8696cd6d3b00373

Git 的工作完全依賴於這類指紋字串，所以你會經常看到這樣的雜湊值。實際上，所有儲存在 Git 資料庫中的東西都是用此雜湊值來作索引的，而不是靠檔名。

多數操作僅新增資料

常用的 Git 操作大多僅僅是把資料新增到資料庫。因為任何一種不可逆的操作，比如刪除資料，都會使回退或重現歷史版本變得困難重重。在別的 VCS 中，若還未提交更新，就有可能丟失或者混淆一些修改的內容，但在 Git 裡，一旦提交快照之後就完全不用擔心丟失資料，特別是養成定期推送到其他倉庫的習慣的話。

這種高可靠性令我們的開發工作安心不少，儘管去做各種試驗性的嘗試好了，再怎樣也不會弄丟資料。至於 Git 內部究竟是如何儲存和恢復資料的，我們會在第九章討論 Git 內部原理時再作詳述。

檔案的三種狀態

好，現在請注意，接下來要講的概念非常重要。對於任何一個檔案，在 Git 內都只有三種狀態：已提交（committed），已修改（modified）和已暫存（staged）。已提交表示該檔案已經被安全地儲存在本地資料庫中了；已修改表示修改了某個檔案，但還沒有提交儲存；已暫存表示把已修改的檔案放在下次提交時要儲存的清單中。

由此我們看到 Git 管理專案時，檔案流轉的三個工作區域：Git 的工作目錄，暫存區域，以及本地倉庫。

Insert 18333fig0106.png 圖 1-6. 工作目錄，暫存區域，以及本地倉庫

每個專案都有一個 Git 目錄（譯註：如果 git clone 出來的話，就是其中 .git 的目錄；如果 git clone --bare 的話，新建的目錄本身就是 Git 目錄。），它是 Git 用來儲存後設資料和物件資料庫的地方。該目錄非常重要，每次克隆映象倉庫的時候，實際拷貝的就是這個目錄裡面的資料。

從專案中取出某個版本的所有檔案和目錄，用以開始後續工作的叫做工作目錄。這些檔案實際上都是從 Git 目錄中的壓縮物件資料庫中提取出來的，接下來就可以在工作目錄中對這些檔案進行編輯。

所謂的暫存區域只不過是個簡單的檔案，一般都放在 Git 目錄中。有時候人們會把這個檔案叫做索引檔案，不過標準說法還是叫暫存區域。

基本的 Git 工作流程如下：

1. 在工作目錄中修改某些檔案。
2. 對修改後的檔案進行快照，然後儲存到暫存區域。
3. 提交更新，將儲存在暫存區域的檔案快照永久轉儲到 Git 目錄中。

所以，我們可以從檔案所處的位置來判斷狀態：如果是 Git 目錄中儲存著的特定版本檔案，就屬於已提交狀態；如果作了修改並已放入暫存區域，就屬於已暫存狀態；如果自上次取出後，作了修改但還沒有放到暫存區域，就是已修改狀態。到第二章的時候，我們會進一步瞭解其中細節，並學會如何根據檔案狀態實施後續操作，以及怎樣跳過暫存直接提交。

安裝 Git

是時候動手嘗試下 Git 了，不過得先安裝好它。有許多種安裝方式，主要分為兩種，一種是通過編譯原始碼來安裝；另一種是使用為特定平臺預編譯好的安裝包。

從原始碼安裝

若是條件允許，從原始碼安裝有很多好處，至少可以安裝最新的版本。Git 的每個版本都在不斷嘗試改進使用者體驗，所以能通過原始碼自己編譯安裝最新版本就再好不過了。有些 Linux 版本自帶的安裝包更新起來並不及時，所以除非你在用最新的 distro 或者 backports，那麼從原始碼安裝其實該算是最佳選擇。

Git 的工作需要呼叫 curl，zlib，openssl，expat，libiconv 等庫的程式碼，所以需要先安裝這些依賴工具。在有 yum 的系統上（比如 Fedora）或者有 apt-get 的系統上（比如 Debian 體系），可以用下面的命令安裝：

$ yum install curl-devel expat-devel gettext-devel \
  openssl-devel zlib-devel

$ apt-get install libcurl4-gnutls-dev libexpat1-dev gettext \
  libz-dev libssl-dev

之後，從下面的 Git 官方站點下載最新版本原始碼：

http://git-scm.com/download

然後編譯並安裝：

$ tar -zxf git-1.7.2.2.tar.gz
$ cd git-1.7.2.2
$ make prefix=/usr/local all
$ sudo make prefix=/usr/local install

現在已經可以用 git 命令了，用 git 把 Git 專案倉庫克隆到本地，以便日後隨時更新：

$ git clone git://git.kernel.org/pub/scm/git/git.git

在 Linux 上安裝

如果要在 Linux 上安裝預編譯好的 Git 二進位制安裝包，可以直接用系統提供的包管理工具。在 Fedora 上用 yum 安裝：

$ yum install git-core

在 Ubuntu 這類 Debian 體系的系統上，可以用 apt-get 安裝：

$ apt-get install git

在 Mac 上安裝

在 Mac 上安裝 Git 有兩種方式。最容易的當屬使用圖形化的 Git 安裝工具，介面如圖 1-7，下載地址在：

http://sourceforge.net/projects/git-osx-installer/

Insert 18333fig0107.png 圖 1-7. Git OS X 安裝工具

另一種是通過 MacPorts (http://www.macports.org) 安裝。如果已經裝好了 MacPorts，用下面的命令安裝 Git：

$ sudo port install git-core +svn +doc +bash_completion +gitweb

這種方式就不需要再自己安裝依賴庫了，Macports 會幫你搞定這些麻煩事。一般上面列出的安裝選項已經夠用，要是你想用 Git 連線 Subversion 的程式碼倉庫，還可以加上 +svn 選項，具體將在第八章作介紹。（譯註：還有一種是使用 homebrew（https://github.com/mxcl/homebrew）：brew install git。）

在 Windows 上安裝

在 Windows 上安裝 Git 同樣輕鬆，有個叫做 msysGit 的專案提供了安裝包，可以到 GitHub 的頁面上下載 exe 安裝檔案並執行：

http://msysgit.github.com/

完成安裝之後，就可以使用命令列的 git 工具（已經自帶了 ssh 客戶端）了，另外還有一個圖形介面的 Git 專案管理工具。

給 Windows 使用者的敬告：你應該在 msysGit 提供的 Unix 風格的 shell 來執行 Git。在 Unix 風格的 shell 中，可以使用本書中提及的複雜多行的命令。對於那些需要在 Windows 命令列中使用 Git 的使用者，必須注意：在引數中間有空格的時候，必須使用雙引號將引數括起來（在 Linux 中是單引號）；另外，如果揚抑符（^）作為引數的結尾，並且作為這一行的最後一個字元，則這個引數也需要用雙引號括起來。因為揚抑符在 Windows 命令列中表示續行（譯註：即下一行為這一行命令的繼續）。

初次執行 Git 前的配置

一般在新的系統上，我們都需要先配置下自己的 Git 工作環境。配置工作只需一次，以後升級時還會沿用現在的配置。當然，如果需要，你隨時可以用相同的命令修改已有的配置。

Git 提供了一個叫做 git config 的工具（譯註：實際是 git-config 命令，只不過可以通過 git 加一個名字來呼叫此命令。），專門用來配置或讀取相應的工作環境變數。而正是由這些環境變數，決定了 Git 在各個環節的具體工作方式和行為。這些變數可以存放在以下三個不同的地方：

• /etc/gitconfig 檔案：系統中對所有使用者都普遍適用的配置。若使用 git config 時用 --system 選項，讀寫的就是這個檔案。
• ~/.gitconfig 檔案：使用者目錄下的配置檔案只適用於該使用者。若使用 git config 時用 --global 選項，讀寫的就是這個檔案。
• 當前專案的 Git 目錄中的配置檔案（也就是工作目錄中的 .git/config 檔案）：這裡的配置僅僅針對當前專案有效。每一個級別的配置都會覆蓋上層的相同配置，所以 .git/config 裡的配置會覆蓋 /etc/gitconfig 中的同名變數。

在 Windows 系統上，Git 會找尋使用者主目錄下的 .gitconfig 檔案。主目錄即 $HOME 變數指定的目錄，一般都是 C:\Documents and Settings\$USER。此外，Git 還會嘗試找尋 /etc/gitconfig 檔案，只不過看當初 Git 裝在什麼目錄，就以此作為根目錄來定位。

使用者資訊

第一個要配置的是你個人的使用者名稱稱和電子郵件地址。這兩條配置很重要，每次 Git 提交時都會引用這兩條資訊，說明是誰提交了更新，所以會隨更新內容一起被永久納入歷史記錄：

$ git config --global user.name "John Doe"
$ git config --global user.email johndoe@example.com

如果用了 --global 選項，那麼更改的配置檔案就是位於你使用者主目錄下的那個，以後你所有的專案都會預設使用這裡配置的使用者資訊。如果要在某個特定的專案中使用其他名字或者電郵，只要去掉 --global 選項重新配置即可，新的設定儲存在當前專案的.git/config 檔案裡。

文字編輯器

接下來要設定的是預設使用的文字編輯器。Git 需要你輸入一些額外訊息的時候，會自動呼叫一個外部文字編輯器給你用。預設會使用作業系統指定的預設編輯器，一般可能會是 Vi 或者 Vim。如果你有其他偏好，比如 Emacs 的話，可以重新設定：

$ git config --global core.editor emacs

差異分析工具

還有一個比較常用的是，在解決合併衝突時使用哪種差異分析工具。比如要改用 vimdiff 的話：

$ git config --global merge.tool vimdiff

Git 可以理解 kdiff3，tkdiff，meld，xxdiff，emerge，vimdiff，gvimdiff，ecmerge，和 opendiff 等合併工具的輸出資訊。當然，你也可以指定使用自己開發的工具，具體怎麼做可以參閱第七章。

檢視配置資訊

要檢查已有的配置資訊，可以使用 git config --list 命令：

$ git config --list
user.name=Scott Chacon
user.email=schacon@gmail.com
color.status=auto
color.branch=auto
color.interactive=auto
color.diff=auto
...

有時候會看到重複的變數名，那就說明它們來自不同的配置檔案（比如 /etc/gitconfig 和 ~/.gitconfig），不過最終 Git 實際採用的是最後一個。

也可以直接查閱某個環境變數的設定，只要把特定的名字跟在後面即可，像這樣：

$ git config user.name
Scott Chacon

獲取幫助

想了解 Git 的各式工具該怎麼用，可以閱讀它們的使用幫助，方法有三：

$ git help <verb>
$ git <verb> --help
$ man git-<verb>

比如，要學習 config 命令可以怎麼用，執行：

$ git help config

我們隨時都可以瀏覽這些幫助資訊而無需連網。 不過，要是你覺得還不夠，可以到 Freenode IRC 伺服器（irc.freenode.net）上的#git 或 #github 頻道尋求他人幫助。這兩個頻道上總有著上百號人，大多都有著豐富的 Git 知識，並且樂於助人。

小結

至此，你該對 Git 有了點基本認識，包括它和以前你使用的 CVCS 之間的差別。現在，在你的系統上應該已經裝好了 Git，設定了自己的名字和電郵。接下來讓我們繼續學習 Git 的基礎知識。

轉自：https://github.com/progit/progit/blob/master/zh/01-introduction/01-chapter1.markdown

感謝原作者