Git——分支详解

Git分支

1、开始使用分支

在Git中使用分支很简单，只要使用git branch命令即可：

git branch

如果git branch后面没有接任何参数，它仅会输出当前在这个项目中有哪些分支。Git默认会设置一个名为master的分支，前面的星号（*）表示现在正在这个分支上。

1.1、新增分支

要增加一个分支，可在执行git branch命令时，在后面加上想要的分支的名称：

git branch cat

这样就新增了一个cat分支。再查看一下：

git branch

可以看出，的确多了一个分支，但当前分支还是在master上。

1.2、更改分支名称

如果觉得分支名取得不够响亮，可以随时更改，而且不会影响文件或目录。假设现在的分支有3个：

git branch

如果把cat分支改成tiger分支，使用的是-m参数：

git branch -m cat tiger

看一下当前的分支：

git branch

即使是master分支也可以改，如把master改成slave：

git branch -m master slave

1.3、删除分支

当前共有3个分支，如果其中的dog分支不需要了，可以使用-d参数来删除：

git branch -d dog

如果要删除的分支还没有被完全合并，Git会有贴心小提示：

git branch -d tiger

因为tiger的内容还没有被合并，所以使用-d参数无法将其删除。这时只需改用-D参数即可将其强制删除：

git branch -D tiger

在Git中什么分支都可以删，包括默认的master分支（master只是默认的分支，并没有其他特别之处）。如果非要说哪个分支是不能删的，只有“当前所在的分支”不能删，不过只要先切换到其他分支就可以将其删除。

摘录来自: 高见龙. “Git从入门到精通。” Apple Books.

1.4、切换分支

要切换分支，就是git checkout：

git checkout tiger

看一下当前的分支状态：

git branch

可以看到，前面的那个星号已经移到tiger分支上了。

1.5、切换分支时

例如，上文已经切换到tiger分支，然后新增tiger1.txt和tiger2.txt文件，并Commit：

echo "tiger1" > tiger1.txt
echo "tiger2" > tiger2.txt
git add .
git commit tiger1.txt -m "add tiger1"
git commit tiger2.txt -m "add tiger2"

查看一下Git记录：

git log --oneline 

可以看出，tiger分支的确比master分支多前进了两次Commit。

再看一下文件列表：

ls -al

这时如果切换回原本的master分支：

git checkout master

再看一下文件列表：

刚才那两个文件不见了！别担心，其实它们都还在，只是在不同的分支而已，只要切换回cat分支，文件就会出现了。

1.6、要切换到哪个分支，首先要有那个分支

如果要切换到某个分支，这个分支必须要先存在，不然会发生错误：

如果没有这个分支，只要在给git checkout分支命名的时候加上-b参数就没问题了。如果这个分支本来就存在，Git就会直接切换过去；如果不存在，Git就会帮你创建一个，然后再切换过去：

git checkout -b aaa

2、分支原理

2.1、单个分支

可以把分支想象成一张贴纸，贴在某一个Commit上面：

当做了一次新的Commit之后，这个新的Commit会指向它的前一个Commit：

而接下来“当前的分支”，也就是HEAD所指的这个分支，会贴到刚刚做的那个Commit上，同时HEAD也会跟着前进：

2.2、多个分支

如果一个分支不够说明，那就来两个。通过git branch cat命令创建一个新的分支。它就像一张贴纸，与master贴在同一个地方：

接下来执行git checkout cat命令，切换到cat分支。此时，HEAD转而指向cat分支，表示它是“当前的分支”：

接着进行一次新的Commit，这个新的Commit会指向前一次Commit：

然后，cat分支上的“贴纸”就会被撕下来，转而贴到最新的那个Commit上；当然HEAD也是一样：

2.3、切换分支时的逻辑

Git在切换分支时主要做了以下两件事：

1、更新暂存区和工作目录

Git在切换分支时，会用该分支指向的那个Commit的内容来“更新”暂存区（Staging Area）及工作目录（Working Directory）。但在切换分支之前所做的改动则会留在工作目录中，不受影响。

这段话有点难理解，先来看看前半段的意思。假设原本正处于cat分支，执行下面的命令后，就会由cat分支切换到master分支：

git checkout master

接下来，Git会用master分支指向的那个Commit的内容来更新暂存区及工作目录。因为master此时指向的Commit并没有cat1.html和cat2.html这两个文件，所以“更新”之后，不管在暂存区还是在工作目录中都不会有这两个文件。同理，再次切换回cat分支时：

git checkout cat

Git会用cat分支指向的那个Commit的内容来“更新”暂存区及工作目录，所以这两个文件就又出现了。

在Git的世界中，每一次的Commit都是一个对象，它会指向某一个Tree对象（目录），而这些Tree对象会指向其他的Tree对象（子目录）或Blob对象（文件）。这种结构有点像葡萄。只要伸手把源头的Commit对象拎起来，整串内容都可以被拿出来。

2、变更HEAD的位置

除了更新暂存区及工作目录的内容外，HEAD也会指向刚刚切换过去的那个分支，也就是说，.git/HEAD文件会一起被改动。

2.4、如果将文件改动了一半就切换分支

假设现在还在cat分支，在切换到master分支之前，新增了一个cat3.html文件，同时也改动了index.html文件的内容，这时的状态如下：

当前index.html是modified状态，而cat3.html是Untracked状态。如果这时就直接切换到master分支，也就是还没Commit就切换分支，会发生什么事?

前文提到过，“Git在切换分支时，会用该分支指向的那个Commit的内容来‘更新’暂存区（Staging Area）及工作目录（Working Directory）。但在切换分支之前所做的改动则会留在工作目录中，不受影响”。其中“在切换分支之前所做的改动则会留在工作目录中，不受影响”说的就是这件事。直接操作看看：

git checkout master

查看一下文件列表：

可以看到，刚刚新增的cat3.html文件还在。再看一下Git的状态：

可以看到，Git的状态与刚刚在cat分支时的状态是一样的，也就是说，切换分支并不会影响已经在工作目录中的那些改动。

3、合并分支

3.1、合并示例

在前面的例子中，从master分支开了一个cat分支，随后修改了index.html和新增了cat3.html文件，我们进行两次Commit，现在大概是这个样子：

任务执行得差不多了，就要准备合并回来了。如果想要用master分支来合并cat分支，就要先切换回master分支：

git checkout master

接下来，使用git merge命令合并分支：

git merge cat

查看一下文件列表：

因为master现在已经合并了cat分支，所以在cat分支新增的cat3.html文件在master分支也出现了。

3.2、A合并B与B合并A区别

在此假设从master分支创建了cat和dog两个分支，并且当前正在cat分支：

cat分支与dog分支都是来自master分支，所以不管master是要合并cat分支还是dog分支，Git都会直接使用快转模式（Fast Forward）进行合并，也就是master直接“收割”cat或dog的成果。

但如果是cat与dog这两个分支要互相合并就不一样了，虽然它们有同样的来源，但要合并就不会这么顺利了。在这种情况下，Git会生成一个额外的Commit来处理这件事。一般的Commit只会指向某一个Commit，但这个Commit会指向两个Commit，明确地标记是来自哪两个分支。

来看看会怎么演变。假设想用cat分支来合并dog分支，可用如下命令：

git merge dog

执行这个命令时会弹出一个Vim编辑器窗口，为了进行这次合并，Git做出了这个额外的Commit对象，这个Commit会分别指向cat分支和dog分支，HEAD随着cat分支往前，而dog分支停留在原地：

如果改由dog分支来合并cat分支，则使用如下命令：

git merge cat

程序上与刚才几乎是一样的。这时的状态如图：

其实就结果来看，不管是谁合并谁，这两个分支的文件最后都得到了。

事实上不管是谁合并谁，这两个分支上的Commit都是对等的。如果非要说哪里不一样，就是cat分支合并dog分支时，cat分支会往前移动，反之亦然。不过前面提到过，分支就像贴纸一样，删除或改名都不会影响现在已经存在的Commit。

不一样的地方还有一处，就是这个为了合并而生成的额外的Commit对象，里面会记录两个“老爸”，谁合并谁就会有“谁在前面”的区别，不过这就有点太过细节了。

3.3、合并过的分支要保留吗

结论：都可以，看自己的需要。

基本上，分支就是一个只有40字节的文件而已。这个分支，也就是这40个字节，会标记出它当前指向哪一个Commit。不管是上节提到的快转模式（Fast Forward）还是非快转模式，只要该分支被合并过，就代表“这些内容本来只有你有，现在我也有了”。

既然合并后，原本没有的内容都有了，而分支本身又像一张贴纸一样“地位低微”，那么它也就没有利用价值了。所以，合并过的分支想删就删吧。删除分支就只是把一张贴纸撕下来而已，原来被这张贴纸贴着的东西并不会因此而不见。

当然，没有被合并过的分支就是另一回事了。回到原来的问题——合并过的分支要留着吗？都可以，如果想要删掉，或者已经和这个分支建立“感情”了，想留着做纪念也可以。

4、不小心把还没合并的分支删除了，救得回来吗

4.1、恢复已被删除的还没合并过的分支

合并过的分支想留就留、想删就删，Git的分支并不是复制文件到某个目录，所以不会因为删掉分支文件就不见了。

但如果删除的是还未合并的分支就不一样了。先想象一下这个画面：

cat分支是从master分支出去的，当前领先master分支两次Commit，而且还没有合并过。这时如果试着删掉cat分支，它会提醒：“这个分支还没全部合并哦”。

$ git branch -d cat 
error: The branch 'cat' is not fully merged. If you are sure you want to delete it, run 'git branch -D cat'.

虽然Git这么贴心地提醒了，但这里仍然把它删除了：

$ git branch -D cat 
Deleted branch cat （was b174a5a）.

这时的关联图如图：

上面不是已经删除cat分支了吗，怎么还在？这里再次跟大家说明一下分支的概念：分支只是一个指向某个Commit的指标，删除这个指标并不会使那些Commit消失。

所以，删掉分支后那些Commit还在，只是因为你不知道或没有记下那些Commit的SHA-1值，所以不容易再拿来利用。原本领先master分支的那两个Commit现在就像空气一样，虽然看不到，但它们是存在的。既然存在，那就把它们“接回来”吧：

$ git branch new_cat b174a5a

这个命令是“请帮我创建一个叫作new_cat的分支，让它指向b174a5a这个Commit”，也就是再拿一张新的贴纸贴回去。看一下现在的分支：

$ git branch 
* master
new_cat

切换过去试试看：

$ git checkout new_cat 
Switched to branch 'new_cat'

确认一下文件列表，失去的文件都回来了。

4.2、还没有把刚刚删除的那个cat分支的SHA-1值记下来怎么办？查得到吗

可以用git reflog命令去查找，Reflog默认会保留30天，所以30天内还找得到。

4.3、其实所谓的“合并分支”，合并的并不是“分支”

如果你对Git分支的认识是正确的，就可以猜到下面这个命令在做什么：

$ git merge b174a5a 
Updating e12d8ef..b174a5a Fast-forward cat1.html | 0 cat2.html | 0 2 files changed, 0 insertions(+), 0 deletions(-) create mode 100644 cat1.html create mode 100644 cat2.html

这不是在合并分支时弹出来的信息吗？是的，所谓的“合并分支”，其实是合并“分支指向的那个Commit”。分支只是一张贴纸，它是没有办法被合并的，只是大家会用“合并分支”这个说法，毕竟它比“合并Commit”容易理解。

分支只是一个指向某个Commit的指向标。

5、使用Rebase合并

5.1、使用Rebase合并分支

准备环境：

git branch dog
git checkout dog
echo "dog1" > dog1.txt
echo "dog2" > dog2.txt
git add .
git commit dog1.txt -m "dog1"
git commit dog2.txt -m "dog2"

git branch cat
git checkout cat
echo "cat1" > cat1.txt
echo "cat2" > cat2.txt
git add .
git commit cat1.txt -m "cat1"
git commit cat2.txt -m "cat2"

状态如图：

在Git中还有一个命令叫作git rebase，也可以用来做与git merge命令类似的事情。从字面上来看，rebase是“re”加上“base”，其中文含义大致是重新定义分支的参考基准。

所谓“base”，就是指“这个分支是从哪里生成的”。以上面这个例子来说，cat与dog两个分支的base都是master。接着使用git rebase命令来“组合”cat和dog这两个分支：

git rebase dog

用通俗的话来说，上述命令的含义大致就是“我（即cat分支）现在要重新定义我的参考基准，并且将使用dog分支作为我新的参考基准”。

Rebase合并方式和一般的合并方式的一个很明显的区别，就是使用Rebase方式合并分支，Git不会做出一个专门用来合并的Commit。

5.2、Rebase原理

Rebase的过程大概是这样的：

1. 先将c68537这个Commit接到053fb2这个Commit上。因为c68537的上一层Commit原本是e12d8e，现在要接到053fb2上，所以需要重新计算这个Commit的SHA-1值，重新做出一个新的Commit对象35bc96。
2. 再拿b174a5这个Commit接到刚刚做出来的Commit对象35bc96上。同理，因为b174a5这个Commit要接到新的Commit上，所以它会重新计算SHA-1值，得到一个新的Commit对象28a76d。
3. 最后，原本的cat是指向b174a5这个Commit的，现在转而指向最后做出来的那个新的Commit对象28a76d。
4. HEAD还是继续指向cat分支。

5.3、原来Commit的去向

原本的那两个Commit（灰色），即c68537和b174a5的去向是哪里？

它们还是在Git的空间中占有一席之地，只是因为已经没有分支指着它们了，所以如果没有特别去记这两个Commit的SHA-1值，它们就会慢慢被边缘化。

但它们并没有马上被删除，只是默默地待在那里，直到有一天被Git的资源回收车拉走。

5.4、谁Rebase谁有区别吗

仅从最后的文件来说并没有什么区别，但就历史记录来说则有区别，谁Rebase谁，会造成历史记录的先后顺序不同。

5.5、取消Rebase

如果是一般的合并，只要git reset HEAD^ --hard一行命令，删除这个合并的Commit后，这些分支就会退回合并前的状态。但是，从上面的结果可知，Rebase并没有做出那个合并专用的Commit，而是整个都串在一起了，与一般的Commit差不多。所以这时如果执行git reset “HEAD^ --hard命令，只会删除最后一个Commit，但并不会回到Rebase前的状态。”

要想取消Rebase，可使用以下三种方式：

1、使用Reflog

其实Reflog会记录很多好用的东西。例如，刚刚把cat分支Rebase到了dog分支上，其状态就会是这样的：

查看一下现在的Reflog：

这个a9aa5bf (cat) HEAD@{5}: commit: cat2就是开始做Rebase前的最后动作，所以就是这个Commit了！下面使用Reset命令硬切回去：

git reset a9aa5bf --hard 

这样一来，就会回到Rebase前的状态了。

2、使用ORIG_HEAD

在Git中有另一个特别的记录点——ORIG_HEAD。ORIG_HEAD会记录“危险操作”之前HEAD的位置。例如，分支合并或Reset之类的都算是所谓的“危险操作”。通过这个记录点来取消这次Rebase相对来说更简单：

git rebase dog
git reset ORIG_HEAD --hard

实际也是回到a9aa5bf位置的Commit。

6、合并冲突

6.1、发生冲突

Git可以检查出简单的冲突，所以并不是改到同一个文件就一定会发生冲突，但改到同一行就会出现冲突。假设在cat分支改动了index.html文件的内容：

git add .
git commit index.html -m "cat branch update"

然后在dog分支也改动了index.html文件的内容：

git add .
git commit index.html -m "dog branch update"

这时进行合并，不管是一般的合并还是使用Rebase进行合并，都会出现冲突。下面先使用一般的合并：

git merge dog

这时Git发现那个index.html文件出现问题了。我们先看一下当前的状态：

因为index.html文件的两边都被改动了，所以Git把它标记成both modified状态。

6.2、解决冲突

查看index.html文件的内容：

Git把有冲突的段落标记出来了，上面是HEAD，也就是当前所在的cat分支，中间是分隔线，下面是dog分支的内容。

也就是说，<<<<<<< HEAD和=========之间的内容是当前cat分支的修改，===========和>>>>>>>>>> dog之间的内容是dog分支的修改。

这个问题看来是沟通不良造成的。要解决问题，就要把两边的人请过来讨论一下，看看到底该用谁的code。最后决定还是采纳cat分支的内容，顺便把那些标记修掉。最后内容如下：

改完后，切记把这个文件加回暂存区：

git add index.html

然后就可以Commit并完成这一回合了：

git commit -m "conflict fixed"

6.3、处理非文本文件的冲突

因为上面的index.html文件是文本文件，所以Git可以标记出发生冲突的点在哪里，用肉眼就能看得出来大概该怎样解决，但如果是图像文件之类的二进制文件该怎么办？例如，在cat分支和dog分支同时加了一张叫作cute_animal.jpg（可爱的动物）的图片，则合并时出现冲突的信息为：

$ git merge dog 
warning: Cannot merge binary files: cute_animal.jpg (HEAD vs. dog) Auto-merging cute_animal.jpg CONFLICT (add/add): Merge conflict in cute_animal.jpg Automatic merge failed; fix conflicts and then commit the result.

这时要把两边的人请过来，讨论到底谁才是最可爱的动物。最后决定猫才是最可爱的动物，所以决定用cat分支的文件：

git checkout --ours cute_animal.jpg

如果要用dog分支，则使用--theirs参数：

git checkout --theirs cute_animl.jpg

决定之后，像前面一样将内容加到暂存区，准备Commit，然后结束这一回合。

7、从过去某个Commit创建分支

历史记录如下：

要从add sql.的Commit（62fb48e）中再做出新的分支，首先要回到那个Commit的状态，这时使用的是git checkout命令：

git checkout 62fb48e

从这段信息中可以看出，当前正处于detached HEAD状态。可以从现在这个Commit开出新的分支。使用Checkout命令的-b参数直接创建分支并自动切换过去：

git checkout -b xxx

如果不想两步操作，也可以一行直接搞定：

git branch xxx 62fb48e

意思就是“请帮我在62fb48e这个Commit上开一个xxx分支”。