【此文章转自乐字节】

在开始本篇文章之前，读者可以先试着回答以下几个问题：

• 是否了解工作区、暂存区、仓库之间的区别？
• Git的常用命令在三大区域中是如何工作的？
• 分支是如何合并的？原理是什么？
• 分支合并中rebase和merge的区别？

如果有回答不出的，那么建议还是往下仔细看看文章吧~

三大分区

我们首先用一张图来理解工作区、暂存区和仓库的位置：

我们先看由下而上的路径，首先工作区就是我们当前的文件目录，我们改完代码，用git add命令把当前文件加入暂存区，然后git commit把暂存区生成的快照提交到本地仓库，最后再用git push命令把本地仓库的提交复制到远程仓库，也就是Github之类的在线仓库。

而由上到下的路径其实也很好理解，git pull用来将远程仓库的最新提交拉取到本地仓库，git reset -- files 用来撤销最后一次git add files，也就是撤销commit，这是我们前面提到的回滚的一种办法；git checkout -- files则是把文件从暂存区复制到工作区，用来丢弃本地修改（也就是覆盖掉还未add到暂存区的改动）。

常用命令的工作原理

先来个开胃小菜：

diff

上一篇文章中我们讲了git diff可以直观的看到工作区和暂存区的差异，这里我们画图演示下不同的diff是如何比较的：

• git diff，不加任何参数，将工作区（未add的内容）和暂存区进行比较；
• git diff HEAD，将工作区与HEAD指针指向的commit进行比较，一般来说我们当前的改动就是在HEAD指向的commit的基础上进行改动；
• git diff --cached，将暂存区与当前commit进行比较；
• git diff dev，将工作区与目标分支的最新commit进行比较；
• git diff [commitId_1] [commitId_2]，将两个commit进行比较。

commit

前面我们说了，commit会在暂存区生成快照，然后推到本地仓库，这里我们考虑三种情况下的提交：

• 当前HEAD指向末尾的commit：

• 当前HEAD指向中间的commit，此时提交就会再分离出一条新的路线，因此后续的分支合并就不可避免地要派上用场。

• 希望用新提交覆盖前一个提交：git commit --amend：

这个使用场景也非常广泛，比如我们git commit后才发现漏改了点东西，这个时候如果再改再提交，就会导致对一个错误的修改用了两个commit，在git log上看将会非常丑，对于我们自己做小demo时可能无所谓，对于一些大项目或者开源项目，本来commit就很多，这样胡乱地增加commit必然是不能接受的。

如上图所示，我们新增的commit会代替原来的commit的位置，而旧commit则被抛弃掉。

checkout

当我们使用git checkout [branch_name]切换分支时，如下图所示：

dev分支会把其中的内容复制到暂存区和工作区中，覆盖掉master的版本，而只存在于master的文件则会被删除。

reset

下图展示了回滚的情况，具体的三种情况请仔细看下方的描述：

• git reset [commitId] --sort，这是最弱的回滚方式，只改变commit信息，不影响暂存区和工作区；
• git reset [commitId]，不携带参数时，默认只回滚暂存区，也就是把dks8v所在的信息复制到暂存区，但是不影响工作区；
• git reset [commitId] --hard，这种方式则能回滚工作区和暂存区。

merge

Git的合并有许多策略，默认情况下Git会帮助我们挑选合适的策略，当然如果我们需要手动指定，可以使用：git merge -s [策略名称]，了解 Git 合并策略的原理可以使你对合并结果有一个准确的预期。

Fast-forward

Fast-forward是最简单的一种合并策略，如我们前面示例的图所示，dev分支是master分支的祖先节点，那么合并git merge dev的话，只会将dev指向master当前位置，Fast-forward是Git合并两个没有分叉的分支时的默认行为。

Recursive

Recursive是Git在合并两个有分叉的分支时的默认行为，简单的说，是递归的进行三路合并。

这里出现了一个新名词——三路合并（three-way merge），也是我们接下来讲解的重点。我们先搞清楚合并的整体链路。

• 首先dev分支的c5k8x与HEAD指向的sf22x，再加上它们的最近公共祖先a23c4先进行一次三路合并；
• 然后将合并后的结果拷贝到暂存区和工作区；
• 再然后产生一次新的提交，该提交的祖先为dev和原master；

分支合并的原理

首先，我们来看看两个文件如何合并：

下图所示为test.py中某一行的代码，如果我们要将A/B两个版本合并，就需要确定是A修改了B，还是B修改了A，亦或者两者都修改了，显然这种情况下分辨不出来。

因此，为了实现两个文件的合并，我们引入三路合并：

如下图所示，很显然A与Base版本相同，B版本的修改比A版本新，因此将A/B合并后，得到的就是B版本。

聪明的读者看完上面的例子，就会想到，要是A/B和Base都不一样怎么办？这就是接下来要讲的问题了。

冲突

当出现下图这种情况时，一般就需要我们手动解决冲突了。

也就是我们在合并代码时往往会看到的一种情况：

<<<<<<< HEAD
print("hello")
=======
print("fxxk")
>>>>>>> B

对于新手而言，看到这个箭头可能有点摸不着头脑，到底哪个是哪个呢？其实分辨起来很简单，中间的=======是分隔符，到最上方的<<<<<<之间的内容，是HEAD版本，也就是当前的master分支，而到最下方>>>>>>之间的内容，则是分支B的，我们只需要删除箭头，保留所需要的版本即可：

print("hello")

最终合并结果：

递归三路合并

在实际的生产环境中，Git的分支往往非常繁杂，会导致合并A/B时，能找到多个A/B的共同祖先，而所谓的递归三路合并就是，对它们的共同祖先继续找共同祖先，直到找到唯一一个共同祖先为止，这样可以减少冲突的概率。

如上图所示，我们要合并5和6，就需要先找到5/6的共同祖先——2和3，然后再继续找共同祖先——1，当我们找到唯一祖先时，开始递归三路合并，先对1、2、3进行三路合并，得到临时节点2'/B：

接下来继续对2、5、6进行三路合并，得到7/C：

rebase

当我们处于dev分支，然后使用git rebase master时，可以理解为把dev分支上的部分在master分支后面重新提交了一遍（重演），具体看下图：

首先找到dev分支和master分支的祖先a23c4，然后从a23c4到dev所在路径上的节点，都通过回放的方式插入到master之后，注意，这里“复制”的过程中，commitId是会改变的。同时，dev旧分支上的节点因为没有了引用则会被丢弃。

总结

回顾开头的问题，相信仔细阅读完本篇文章的你已经可以解答了。本篇文章更多聚焦在Git的工作原理上，但对于底层原理还未展开叙述，下一篇我们会对Git底层到底是如何存储文件，如何实现进行讲解，敬请期待。

最后

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