Git 工作区、暂存区和版本库

基本概念

我们先来理解下 Git 工作区、暂存区和版本库概念：

  • 工作区：就是你在电脑里能看到的目录。

  • 暂存区：英文叫 stage 或 index。一般存放在 .git 目录下的 index 文件（.git/index）中，所以我们把暂存区有时也叫作索引（index）。
  • 版本库：工作区有一个隐藏目录 .git，这个不算工作区，而是 Git 的版本库。

下面这个图展示了工作区、版本库中的暂存区和版本库之间的关系：

  • 图中左侧为工作区，右侧为版本库。在版本库中标记为 "index" 的区域是暂存区（stage/index），标记为 "master" 的是 master 分支所代表的目录树。

  • 图中我们可以看出此时 "HEAD" 实际是指向 master 分支的一个"游标"。所以图示的命令中出现 HEAD 的地方可以用 master 来替换。

  • 图中的 objects 标识的区域为 Git 的对象库，实际位于 ".git/objects" 目录下，里面包含了创建的各种对象及内容。

  • 当对工作区修改（或新增）的文件执行 git add 命令时，暂存区的目录树被更新，同时工作区修改（或新增）的文件内容被写入到对象库中的一个新的对象中，而该对象的ID被记录在暂存区的文件索引中。

  • 当执行提交操作（git commit）时，暂存区的目录树写到版本库（对象库）中，master 分支会做相应的更新。即 master 指向的目录树就是提交时暂存区的目录树。

  • 当执行 git reset HEAD 命令时，暂存区的目录树会被重写，被 master 分支指向的目录树所替换，但是工作区不受影响。

  • 当执行 git rm --cached <file> 命令时，会直接从暂存区删除文件，工作区则不做出改变。

  • 当执行 git checkout . 或者 git checkout -- <file> 命令时，会用暂存区全部或指定的文件替换工作区的文件。这个操作很危险，会清除工作区中未添加到暂存区中的改动。

  • 当执行 git checkout HEAD . 或者 git checkout HEAD <file> 命令时，会用 HEAD 指向的 master 分支中的全部或者部分文件替换暂存区和以及工作区中的文件。这个命令也是极具危险性的，因为不但会清除工作区中未提交的改动，也会清除暂存区中未提交的改动。

1、工作区（Working Directory）

工作区是你在本地计算机上的项目目录，你在这里进行文件的创建、修改和删除操作。工作区包含了当前项目的所有文件和子目录。

特点：

  • 显示项目的当前状态。
  • 文件的修改在工作区中进行，但这些修改还没有被记录到版本控制中。

2、暂存区（Staging Area）

暂存区是一个临时存储区域，它包含了即将被提交到版本库中的文件快照，在提交之前，你可以选择性地将工作区中的修改添加到暂存区。

特点：

  • 暂存区保存了将被包括在下一个提交中的更改。
  • 你可以多次使用 git add 命令来将文件添加到暂存区，直到你准备好提交所有更改。

常用命令：

git add filename       # 将单个文件添加到暂存区
git add .              # 将工作区中的所有修改添加到暂存区
git status             # 查看哪些文件在暂存区中

3、版本库（Repository）

版本库包含项目的所有版本历史记录。

每次提交都会在版本库中创建一个新的快照，这些快照是不可变的，确保了项目的完整历史记录。

特点：

  • 版本库分为本地版本库和远程版本库。这里主要指本地版本库。
  • 本地版本库存储在 .git 目录中，它包含了所有提交的对象和引用。

常用命令：

git commit -m "Commit message"   # 将暂存区的更改提交到本地版本库
git log                          # 查看提交历史
git diff                         # 查看工作区和暂存区之间的差异
git diff --cached                # 查看暂存区和最后一次提交之间的差异

工作区、暂存区和版本库之间的关系

1、工作区 -> 暂存区

使用 git add 命令将工作区中的修改添加到暂存区。

git add filename

2、暂存区 -> 版本库

使用 git commit 命令将暂存区中的修改提交到版本库。

git commit -m "Commit message"

3、版本库 -> 远程仓库

使用 git push 命令将本地版本库的提交推送到远程仓库。

git push origin branch-name

4、远程仓库 -> 本地版本库

使用 git pull 或 git fetch 命令从远程仓库获取更新。

git pull origin branch-name
# 或者
git fetch origin branch-name
git merge origin/branch-name

实例

假设你在工作目录中修改了 file.txt：

1、工作区

修改 file.txt 并保存。

2、暂存区

将修改添加到暂存区：

git add file.txt

3、版本库

将暂存区的修改提交到本地版本库：

git commit -m "Update file.txt"

4、远程仓库

将本地提交推送到远程仓库：

git push origin main

通过理解工作区、暂存区和版本库的作用及其相互关系，你可以更加高效地使用 Git 进行版本控制和协同开发。