Git與GitHub入門實踐（實驗樓）學習筆記
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一. Git與Github簡介

（一）Git與Github的來歷

Linux 之父 Linus 在 1991 年建立開源的 Linux 作業系統之後，多年來依靠全世界廣大熱心志願者的共同建設，經過長足發展，現已成為世界上最大的伺服器系統。系統建立之初，程式碼貢獻者將原始碼檔案傳送給 Linus，由其手動合併。這種方式維持多年後，程式碼量已經龐大到人工合併難以為繼，於是深惡集中式版本控制系統的 Linus 選擇了一個分散式商業版本控制系統 BitKeeper，不過 Linux 社群的建設者們可以免費使用它。BitKeeper 改變了 Linus 對版本控制的認識，同時 Linus 發現 BitKeeper 有一些不足，而且有個關鍵性的問題使之不能被廣泛使用，就是不開源。

在 2005 年，BitKeeper 所在公司發現 Linux 社群有人企圖破解它，BitKeeper 決定收回 Linux 社群的免費使用權。Linus 對此事調解數週無果，找遍了當時已知的各種版本控制系統，沒有一個看上眼的，一怒之下決定自己搞一個。Linus 花了十天時間用 C 語言寫好了一個開源的版本控制系統，就是著名的 Git。

2007 年舊金山三個年輕人覺得 Git 是個好東西，就搞了一個公司名字叫 GitHub，第二年上線了使用 Ruby 編寫的同名網站 GitHub，這是一個基於 Git 的免費程式碼託管網站（有付費服務）。十年間，該網站迅速躥紅，擊敗了實力雄厚的 Google Code，成為全世界最受歡迎的程式碼託管網站。2018 年 6 月，GitHub 被財大氣粗的 Microsoft 收購。2019 年 1 月 GitHub 宣佈使用者可以免費建立私有倉庫。根據 2018 年 10 月的 GitHub 年度報告顯示，目前有 3100 萬開發者建立了 9600 萬個專案倉庫，有 210 萬企業入駐。

（二）在Github上建立倉庫

首先，開啟 GitHub 註冊個人賬戶並登入。登入後，在個人主頁的右上角點選 New repository 建立新的倉庫：

開啟頁面如下圖所示，填入相關資訊。注意下圖紫色框中有兩個下拉按鈕，左邊的用來選擇忽略檔案，右邊的用來選擇所屬協議，這兩項可以不選。
點選綠色按鈕建立新的倉庫，成功後自動跳轉到新建倉庫的主頁面，如下圖所示：

（三）安裝Git

接下來，我們就要嘗試使用這個倉庫。

首先，開啟終端使用 git --version 命令檢視版本：

在 Windows 系統中可以安裝 Git for Windows 客戶端 ：

（四）克隆Github上的倉庫到本地

現在克隆前面我們在 GitHub 上建立的倉庫，使用 git clone + [倉庫地址] 命令即可，這是標準的克隆倉庫命令。

進入倉庫主目錄，倉庫主目錄中有個 .git 隱藏目錄（ls -al），它裡面包含了倉庫的全部資訊，刪掉這個目錄，倉庫就變成普通的目錄了。進入到倉庫目錄中，命令列字首發生了一些變化，出現了紅色的 master ，它就是當前所在的分支名。

當我們在 GitHub 上建立一個倉庫時，同時生成了倉庫的預設主機名 origin，並建立了預設分支 master。GitHub 可以看成是免費的 Git 伺服器，在 GitHub 上建立倉庫，會自動生成一個倉庫地址，主機就是指代這個倉庫，主機名就等於這個倉庫地址。克隆一個 GitHub 倉庫（也叫遠端倉庫）到本地，本地倉庫則會自動關聯到這個遠端倉庫，執行 git remote -v 命令可以檢視本地倉庫所關聯的遠端倉庫資訊。

Git 要求對本地倉庫關聯的每個遠端主機都必須指定一個主機名（預設為 origin），用於本地倉庫識別自己關聯的主機，git remote 命令就用於管理本地倉庫所關聯的主機，一個本地倉庫可以關聯任意多個主機（即遠端倉庫）。

克隆遠端倉庫到本地時，還可以使用 -o 選項修改主機名，在地址後面加上一個欄位作為本地倉庫的主目錄名。

另一個在其它 Git 教程中常見的命令 git init ，它會把當前所在目錄變成一個本地倉庫，因為有 GitHub 的存在，這個命令在我們的生產生活中用到的次數應該是零，除非你想費時費力自己搭建伺服器。

二. Git基礎操作

（一）Git倉庫的三大區域

Git 本地倉庫有三大區域：工作區、暫存區、版本區。這是一個概念，有這個瞭解即可，隨著使用 Git 的時間增多，慢慢就會理解這三個區域的作用以及為何要這麼設計。

注意，所有 Git 命令都以 git 開頭。

（二）一次完整的修改、提交、推送操作

首先，進入倉庫主目錄，執行 git status 檢視整個倉庫的狀態：

對工作區進行修改

建立一個檔案並再次檢視倉庫狀態，這步操作是在工作區中：
如上圖所示，新建檔案後，命令列字首又發生了一些微小的變化，紅色 master 後面出現了 *星號，這表示工作區或暫存區有變化，對檔案進行增刪改操作都會出現這個星號，另外使用 git status 命令亦可檢視詳情。

新增修改到暫存區以及撤銷修改：

按照下圖的提示，使用 git add [檔名] 命令跟蹤此新建檔案，即把新增檔案新增到暫存區，以備提交：
如果對多個檔案或目錄進行了增刪改，可以使用 git add 命令全部新增到暫存區。
注意這裡有個概念，當我們修改了工作區，git add 命令是將這些修改新增到暫存區，暫存區記錄的只是修改。如果要撤銷暫存區的修改怎麼辦？根據上圖的提示，執行 git reset – [檔名] 或者 git rm --cached [檔名] 命令即可：
上圖的命令，如果省略最後的檔名，把命令寫成 git reset – 即可把暫存區的全部修改撤銷。好，現在暫存區的修改被撤銷，又回到了工作區。

現在介紹另一個命令 git diff，它可以用來檢視工作區被跟蹤的檔案的修改詳情，此時新建檔案 one.txt 並未被跟蹤，而已被跟蹤的檔案 README.md 無修改，所以看不到。注意，只有在版本區中存在的檔案才是被跟蹤檔案。
我們先修改 README.md 檔案，然後執行此命令：
此時會跳到新的頁面，即工作區修改詳情頁，按 Q 退出此頁面：

現在，將工作區的兩處修改（新增檔案 one.txt，修改檔案 README.md）全部新增到暫存區，並使用 git diff --cached 檢視暫存區的全部修改：

同樣，此命令也會跳到新的頁面，即暫存區修改詳情頁：

檢視提交歷史：

接下來，將執行 git commit 命令把暫存區的修改提交到版本區，生成一個新的版本。
在此之前，先介紹另一個命令 git log，它用來檢視版本區的提交歷史記錄，當前只有一個提交，就是在 GitHub 上建立新倉庫時的初始化提交。同樣此命令也會跳到新頁面，如下圖所示：

關於檢視提交歷史記錄的命令，有些常用的選項介紹一下：

• git log [分支名] 檢視某分支的提交歷史，不寫分支名檢視當前所在分支
• git log --oneline 一行顯示提交歷史
• git log -n 其中 n 是數字，檢視最近 n 個提交
• git log --author [貢獻者名字] 檢視指定貢獻者的提交記錄
• git log --graph 圖示法顯示提交歷史

配置個人資訊：

接下來需要對 Git 進行一些本地配置：

• user.email：寫入你自己註冊 GitHub 賬號的郵箱
• user.name：你自己的 GitHub 賬號名字
  這兩個命令設定你的身份資訊如下圖。git config -l 可以檢視配置資訊
  
  完成後，系統自動生成 Git 的配置檔案，就是主目錄中的隱藏檔案 .gitconfig ：
  
  上圖所示的配置檔案也是可以直接手動修改。

提交暫存區的修改：

現在執行 git commit 命令生成一個新的提交，一個必須的選項 -m 用來提供該提交的備註：

提交後，暫存區的修改被清空，執行 git log 檢視提交記錄，紫色框中的十六進位制序列號就是提交版本號，這是很重要的資訊，每個提交都有自己單獨的版本號，就像公民身份證號一樣：

觀察上圖的提交資訊，提交版本是按時間倒序排列的，也就是最近的提交排在最上面，你可能需要檢視時間正序排列的資訊，那麼可以使用 git log --reverse 命令。
現在介紹一個超級實用、使用頻率極高但幾乎所有 Git 教程都不重視的命令 git branch -avv，它用來檢視全部分支資訊：

上圖有三行資訊，依次說明:
第一行，開頭的星號表示當前所在分支，綠色的 master 是分支名，之所以是綠色，也是因為它是當前所在分支。後面第二項是版本號，第三項中括號裡面藍色的字，表示此分支跟蹤的遠端分支的名字，當然啦，這也是克隆遠端倉庫到本地時的預設設定 – 建立 master 分支並自動跟蹤遠端同名分支；冒號後面黑色文字表示本地分支領先其跟蹤的遠端分支一個提交。最後一項是提交時填寫的備註資訊。
第二行，是 Git 指標資訊，它指向遠端倉庫的 master 分支，這行資訊暫不重要。
第三行，遠端分支資訊，詳見第一行的解釋。

在執行 commit 命令時，再介紹一個我並不推薦的選項 -a ，它的作用是將未新增到暫存區的修改，也就是工作區的修改也一併提交，但會略過未被跟蹤的檔案，比如新建檔案 one.txt，此命令的完整格式：git commit -am xxxxx 。謹慎的做法是按照前文的順序，修改工作區 - 提交到暫存區 - 隨時使用 git status 檢視倉庫狀態 - 將暫存區的修改提交到版本區生成一次新的提交。

最後一個環節，將本地新增的提交推送到 GitHub 遠端倉庫中，命令是 git push，後面不需要任何選項和引數，此命令會把本地倉庫 master 分支上的新增提交推送到遠端倉庫的同名分支上，因為當前所在的分支就是 master，而且上文提到，它已經跟蹤了遠端倉庫的同名分支：

此命令需要再次輸入你的 Github 使用者名稱和密碼，密碼為隱藏資料，輸入時看不到。推送成功後執行 git branch -avv 檢視分支情況：
如上圖所示，本地分支 master 與遠端分支 origin/master 的版本號一致，通常看兩個版本號是否一致，只需比對前四位。看一下網頁上的情況：
完全符合預期。
以上就是一次完整的修改 - 提交 - 推送操作。一次推送中可以包含多個 git commit 操作，也就是多個提交可以一起推送。

（三）版本回退

如果發現 one.txt 檔案內容有誤，怎麼做？可以修改此檔案然後再次新增到暫存區、提交、推送，也可以撤銷最近一次提交，修改檔案後重新提交推送。現在使用後一種方法來演示撤銷提交的操作流程。

首先執行 git reset --soft HEAD^ 撤銷最近的一次提交，將修改還原到暫存區。–soft 表示軟退回，對應的還有 –hard 硬退回，後面會講到，HEAD^ 表示撤銷一次提交，HEAD^^ 表示撤銷兩次提交，撤銷 n 次可以簡寫為 HEAD~n。軟退回一個提交後執行 git branch -avv 命令檢視分支資訊：

可以看到本地倉庫的 master 分支的版本號已經發生了變化，變成了前一次提交的版本號，中括號裡也有提示資訊，本地分支 master 落後其跟蹤的遠端分支 origin/master 一個提交。
執行 git status 檢視倉庫狀態，果然上一個提交中的修改全部扔回了暫存區：再次修改 one.txt 檔案，執行 git add . 命令將新的修改新增到暫存區，然後執行 git commit 命令生成新的提交：

（四）處理commit時間線分叉

執行 git status 和 git branch -avv 檢視倉庫狀態和分支狀態：
可以看到本地倉庫的 master 分支與遠端倉庫的 origin/master 分支在提交版本上有了衝突，又叫做提交時間線分叉。因為剛才的提交操作不是基於遠端倉庫 origin/master 分支的最新提交版本，而是撤回了一個版本。這種情況下也是可以將本地 master 分支推送到遠端倉庫的，需要加一個選項 -f ，它是 –force 的簡寫，這就是強制推送：

執行 git branch -avv 看一下分支資訊，本地 master 與遠端 master 的版本號一致，前四位都是 e290，在瀏覽器上重新整理 GitHub 頁面，結果如預期：

（五）本地倉庫commit變化記錄

假設此時發現情況不對，之前的那次版本號為 5c04 的提交是正確的，剛才的版本回退操作全都是誤操作，怎麼辦？再次執行一次版本回退嗎？當然不需要啦，我們有 git reflog 命令，它會記錄本地倉庫所有分支的每一次版本變化。實際上只要本地倉庫不被刪除，隨你怎麼折騰，都能回退到任何地方。reflog 記錄只存在於本地倉庫中，本地倉庫刪除後，記錄消失。執行此命令如下圖所示：

怎麼回退到 5c04 那個版本呢？可以直接執行命令 git reset --hard [版本號] ，如果記不清版本號，也可以根據上圖第 3 行的資訊，執行 git reset --hard HEAD@{2} 命令，其中 HEAD@{2} 就是上圖第 3 行第 2 列所示，這個命令的意思是回到當前分支最近兩次提交版本變化前：

還想反悔，剛才還是改對了，怎麼辦？再執行一次即可，這次大括號裡就是 1 了：
重要的一點，本節全部命令中，只有 push 是需要聯網執行的，它對遠端倉庫進行了修改。