Git 学习（四）操作修改和版本穿梭

　　之前的章节，已介绍了本地Git库创建、暂存区增、删、改，以及提交版本库；可回顾下命令操作： git add 和 git commit。

　　光有之前章节的操作，Git 显然不能满足版本控制的需求。所谓的版本控制，可理解为文件夹的时间机，即从创建该文件夹伊始，所有文件提交操作都将被记录版本库，且可以随意穿梭版本（回退至昨日的版本，或甚至N年前）。

　　本文就此具体说明Git是如何管理修改、撤销修改以及在各个版本间穿梭的。

　　管理修改

　　　　为什么Git比其他版本控制系统设计得优秀，因为Git跟踪并管理的是修改，而非文件。为达成这一目的，暂存区存在的意义就在于此。

　　　　此外，先依据 .git/index （暂存区文件）中记录的时间戳、长度等信息判断工作区文件是否改变。如果工作区的文件时间戳改变，说明文件的内容可能被改变了，需要要打开文件，读取文件内容，和更改前的原始文件相比较，判断文件内容是否被更改。如果文件内容没有改变，则将该文件新的时间戳记录到 .git/index 文件中。因为判断文件是否更改，使用时间戳、文件长度等信息进行比较要比通过文件内容比较要快的多，所以 Git 这样的实现方式可以让工作区状态扫描更快速的执行，这也是 Git 高效的因素之一。

　　　　git/index 实际上就是一个包含文件索引的目录树，像是一个虚拟的工作区。在这个虚拟工作区的目录树中，记录了文件名、文件的状态信息（时间戳、文件长度等），文件的内容并不存储其中，而是保存在 Git 对象库（.git/objects）中，文件索引建立了文件和对象库中对象实体之间的对应。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。

工作区、版本库、暂存区操作原理图

在这个图中，我们可以看到部分 Git 命令是如何影响工作区和暂存区（stage/index）的:

　　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/ndex），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

　　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 -- <file>" 命令时，会将文件在工作区的修改撤销

　　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。

上文内容其实是第三章： Git 学习（三）本地仓库操作——git add & commit 工作区与版本库的补充说明，原理图中提及的部分命令还未介绍，可先大致浏览，完全看完下文后再理解上图（该图很重要）。

需要注意：工作区其实与Git库是分离的，我们在工作区进行的修改，如果不add到暂存区，commit提交并不会提交版本（再次重申，commit 提交修改仅针对暂存区）。

这边所说的修改，包括文件本身的修改（删行、加行、改内容等），而创建新文件或删除，也算一个修改。

　　修改撤销

　　　　这边，介绍下暂存区撤销修改的命令:

　　　　　　git checkout -- <file1> <file2> ...　　将文件在工作区的修改全部撤销，可多个，空格分隔

git checkout -- file命令中的 "--" 很重要，没有"--"，就变成了切换分支的命令，切换分支命令将在以后章节介绍。

　　　　举几个具体示例来说明以上命令的用法，初始化空git库，若你先创建了 1.txt 并将其 git add，你在工作区修改了 1.txt 文件，但发现修改错了，需要撤销修改至当时 git add 的情况

　　　　　　 git status 可见如下提示

　　　　　　 git checkout -- 1.txt 后，再次打开 1.txt，发现其中的内容被撤销修改了，即内容为 111；

　　　　　　若工作区删除了 1.txt，但现在又想撤销删除，也可操作 git checkout -- 1.txt ，此时查看工作区，可发现 1.txt 被恢复了。

　　版本穿梭

　　　　仅仅针对工作区的修改撤销是远远不够的，需要在所有版本库中任意切换；版本是针对 commit 操作而言的，每次 commit 成功后，都会自动生成版本号。

　　　　　　git log　　显示当前分支提交版本库的日志

　　　　　　 git log 该命令很常用，可显示提交日志信息（当前版本库，可加参数，help查询具体）；上图可见茶色字体显示了一大串类似

　　　　　　每提交一个新版本，实际上Git就会把它们自动串成一条时间线。如果使用可视化工具查看Git历史，就可以更清楚地看到提交历史的时间线：

　　　　　　git reset --hard <revision>　　重置至某一版本（强制，暂存区和工作区均重置）

　　　　　　　　必须知道当前版本是哪个版本，在Git中，用HEAD表示当前版本，也就是最新的提交，上一个版本就是HEAD^，上上一个版本就是HEAD^^ ...
　　　　　　　　如上，我们要把当前版本回退到最新版本，就可以使用命令行 git reset --hard ，若使用命令行 git reset --hard HEAD^，则回滚为上一版本，此时 git log 仅显示了当前版本及其之前的信息

　　　　　　　　命令可输入版本号，前几位即可（通常前7位）；显然，若回滚了昨天的版本后，又反悔了的这种情况还是时有发生的，这时，就需要输版本号了；然则，版本号忘了怎么办。。这时，需要另一个命令帮助：

　　　　　　git reflog　　显示操作的日志

　　　　　　　　该命令可显示操作日志，且显示了对应的版本号及信息，可查询到之前的版本号并再次回滚，如 git reset --hard 6de39b3 。

　　　　　　Git的版本回退速度非常快，因为Git在内部有个指向当前版本的HEAD指针，当你回退版本的时候，Git仅仅是把HEAD指向改变

　　　　　　改为指向 2：

　　　　　　然后顺便把工作区、暂存区文件更新了。