Git 版本控制系統 - 分支的建立與合併分支中的快轉機制

前言

上次介紹了 Git 基本的工作流程，這一次來介紹 Git 另一個強大的功能也就是分支 (branch) 的部分。你如果曾上網搜尋 Git 的圖片，你會發現別人的 Git 怎看起來都好複雜，一堆各種顏色的線，這些線就是屬於分支，通常在多人開發時，我們不太可能像之前所操作的，只在 master 這一條主線進行開發，我們會開一條分支專門處理專案的特定部分，最後當我們要做實際呈現時，才會將此分支合併到主線上面，而合併分支在 Git 又有所謂的快轉機制，即 fast-forward，該如何正確的建立分支與合併分支，本篇都會講到。

筆記重點

• 分支的建立與合併
• fast-forward 與 non-fast-forward 合併差異
• 重命名指定分支
• 刪除指定分支
• HEAD 作用以及何謂 detached HEAD
• Git 指令回顧

分支的建立與合併

讓我們先新增一個專案並提交兩次 commit 紀錄：

mkdir project

cd project

git init

touch index.html

git add .

git commit -m '新增 index.html'

touch all.css

git add .

git commit -m '新增 all.css'

使用 git log 查看目前 commit 紀錄：

如果有看過上一篇文章的人，應該對上面流程很熟悉了才對，接下來進入重頭戲的部分，讓我們先來看目前本地存在那些分支：

git branch

此時會顯示：

此道命令主要用於查看所有的分支，你就只會看到 master 這條分支，因為我們還尚未建立其他的分支，而 master 分支是初始化 Git 時，同時就被建立出來的，這也是為什麼目前線路圖都只有一條線的原因，接下來使用以下命令建立 dev 分支：

git branch dev

此時使用 git log --oneline --graph 查看目前 commit 紀錄：

你會發現在我們第二個 commit 紀錄的中，新增了綠色字的 dev 分支，因為我們剛剛是在 master 分支的最新狀態下建立此分支，所以此分支的內容就會是與 master 一模一樣，這點要注意，你可以把它想像成一個當前狀態下的複製品，接下來我們要切換到 dev 進行某些操作，執行以下命令：

git checkout dev

此時會發現右邊的分支名稱改變了：

假設我們要在 dev 分支做某些事情：

touch db.json

git add .

git commit -m '新增 db.json'

使用 git log --oneline --graph 查看：

你會發現新提交的 commit 紀錄上，只存在 dev 這一個分支，且 HEAD 也指向這一個紀錄上，關於 HEAD 的解釋，下面會再做說明，在來看到 master 分支的部分，它落後了 dev 一個 commit 紀錄，因為我們剛剛是在 dev 分支進行開發，才會導致這樣的結果，接下來我們切回到 master 分支看看，執行以下命令：

git checkout master

有沒有發現到一個很神奇的事情？我們的 db.json 檔案不見了！因為 master 分支是不存在這一個 commit 的，如果此時你切換到 dev 分支，db.json 檔案就又會出現了，在這邊補充一個指令：

git checkout -b dev

這道指令同時完成了 git branch dev 與 git checkout dev 的動作，就不用這麼麻煩需要先建立分支後在切換分支。我們繼續上面的進度，接下來進行合併的動作，執行以下命令：

git merge dev

請注意，我們目前所在的分支是 master，利用 master 分支合併 dev 分支，結果如下：

使用 git log --oneline --graph 查看：

你現在一定很困惑，這樣子的結果跟直接在 master 分支提交 commit 紀錄有何差別？確實是沒有差別的，因為我們採用的是 fast-forward 方式合併分支，在線路圖是看不到 db.json 是由 dev 所開發而成的，關於 fast-forward 機制，將在下面做介紹，在這邊我們只需要知道如何建立分支與合併分支就可以了。

fast-forward 與 non-fast-forward 合併差異

讓我們在次使用 dev 分支並提交兩次 commit 紀錄：

git checkout dev
Switched to branch 'dev'

touch bugfix.txt

git add .

git commit -m '修復 bug'

touch edit.txt

git add .

git commit -m '編輯文本'

使用 git log --oneline --graph 查看：

剛剛提到的問題是，當我們在此情況下切換到 master 分支並使用 git merge dev 合併 dev 分支，會導致無法紀錄 dev 分支做了什麼事情，這一次我們改使用以下指令試試看：

git merge dev --no-ff

此時會跳出提交 commit 才需輸入的訊息欄位：

由於我已更改預設編輯器，你看到的可能是 Vim 的視窗，不過這都沒差，我們可以採用預設的訊息即可，接著儲存後關閉檔案，此時會跳出提交 commit 的訊息，如下所示：

你一定覺得很神奇，為什麼會跳出 commit 提交的訊息呢？不用緊張，先用 git log 壓壓驚：

神奇的事情發生了，線路圖多了一條分支的線路，也就是 dev 分支的線路圖，且在最新的 commit 紀錄上，新增了一個合併分支的 commit 紀錄，這樣子的結果才能夠清楚辨別哪些 commit 是由那些分支提交而成的，讓我們回過頭來說明何謂 fast-forward 快轉機制：

• fast-forward：將被合併分支紀錄合併至請求合併分支內，意被合併分支紀錄將被刪除，不會有獨立線路可參照
• non-fast-forward：保留被合併分支的紀錄，意被合併分支紀錄不會被刪除，會有獨立線路可參照

以實際層面來講呢，就是 dev 分支提交了許多次 commit 紀錄，但 master 分支沒有任何的變化，此時如果直接在 master 分支合併 dev 分支，預設就會採用 fast-forward 快轉合併，即會造成最初的結果，而使用 --no-ff 則是取消快轉機制，保留被合併分支的全部記錄，這樣就會產生剛剛實驗的結果。

你可能會想，那假設我在 dev 分支提交 commit 紀錄後，又回到 master 分支提交 commit 呢？我們直接來模擬這一個狀況：

git checkout dev

touch all.js

git add .

git commit -m '新增 all.js'

git checkout master

touch all.scss

git add .

git commit -m '新增 all.scss'

這邊必須使用 git log --oneline --graph --all 檢查所有分支狀況：

可能用內建的線路圖不是這麼好懂，推薦大家去下載 Sourcetree 工具，以下為 Sourcetree 顯示的效果：

這樣看起來比較好懂，master 與 dev 都各提交了一次 commit，像在這種情況下，我們就不需要添加 --no-ff 選項，預設就以使用 non-fast-forward，直接執行 git merge dev：

此時的線路圖就會是如同前面使用 --no-ff 一樣，這也就是 Git 內建的 fast-forward 快轉機制的各種變化，主要就是看你想呈現怎樣的線路圖，假設 master 分支在建立 dev 分支後沒有做任何動作，反而是 dev 提交了多次 commit，這時候如果你想要使用 fast-forward 快轉合併，直接下 git merge dev 就可以了，假設你想要保留分支的 commit 紀錄，就下 git merge dev --no-ff 取消快轉，此時就會呈現各分支的 commit 紀錄。另外一種情況是，在 master 建立了 dev 分支，且 dev 分支也提交了多次 commit 紀錄，但你發現了 Bug，回過頭來修復 master 分支，同時提交了 commit 紀錄，這時 dev 與 master 分支都有較新的 commit 紀錄，此時就不需要使用 --no-ff，因為兩個分支本身已擁有獨自的線路，直接下 git merge dev 就可以了。

重命名指定分支

先來看一下目前有哪些分支：

有時候當我們專案進行到一半會想要更改分支的名稱，此時可以使用以下指令：

git branch -m dev development

再次使用 git branch 查看目前所有分支：

此時分支名稱就已經被我們修改了，只需要透過 -m 參數即可修改分支名稱，前面為當前的分支名稱，後面為更改的名稱，且這種作法，就只是單純的改名稱而已，實際上是不影響任何 commit 紀錄的喔。

刪除指定分支

通常刪除分支有兩種情況，第一種情況是分支尚未被合併至任何分支，如下所示：

從上面可以發現，我們新增了一個 prod 分支並提交一次 commit 紀錄，此時使用以下指令是無法刪除分支的：

git branch -d prod

會跳出以下錯誤：

因為我們尚未將 prod 合併至任何分支，才會跳出此錯誤，如果你堅持要刪除這一個分支，可以使用以下命令：

git branch -D prod

-D 代表的是強制刪除的意思，那可能就有人會問 -d 是用在哪種情況呢？其實蠻好理解的，就是用在分支已被合併的強況下，我們可以嘗試刪除 development 分支：

此時 development 分支就被我們刪除囉，我們可以使用 git log 查看目前線路圖長啥樣：

你會發現就算分支被刪除了，commit 紀錄點還是在，因為我們所稱的分支只是指向某個 commit 的指標，刪除這個指標並不會造成那些 commit 消失。你可能會問，那我可以恢復剛剛刪除的 development 分支嗎？當然可以啊！記得我們剛剛刪除分支時跳出的 SHA-1 值嗎？就是 2cf5b96 這個東西，它其實就是告訴你這個分支最後存在哪一個 commit 節點，所以我們可以利用這一個值將分支附加到這一個 commit 節點上，執行以下命令：

git branch development 2cf5b96

這個指令的意思是「請幫我建立一個叫做 development 的分支，並讓它指向 2cf5b96 這個 commit」，就像是將新增的分支貼在這個 commit 紀錄上的意思，此時我們的分支就又回來囉：

這時你可能又會問，如果我剛剛沒有記得 2cf5b96 這個 SHA-1 的值呢？就不能回復了？答案是可以的，只不過得使用 git reflog 查看歷程記錄，找到剛剛這一個 SHA-1 值，關於這點將在以後的文章在做介紹。

HEAD 作用以及何謂 detached HEAD

在這邊我們補充一下 HEAD 指標是做什麼用的，先來看我們目前的日誌：

在我們先前所做的任何嘗試時，你都會看到這一個 HEAD 的指標，也就是目前指向 master 的那一段藍色字，其實理解它非常簡單，HEAD 是主要用來指向我們目前狀態的東西，因為我們目前在 master 分支的最新 commit 紀錄上，所以它才會指向 master，假設我們切換到 development 分支：

此時它就會指向 development 分支，我們剛剛有提到分支這一個概念是由 commit 紀錄所組成的，這也代表我們可以使用 commit 紀錄的 SHA-1 碼，切換到指定的 commit 紀錄點上：

git checkout 3c28751

此時前面所稱的分支名稱就會更改成 commit 紀錄點的 SHA-1 編號：

再次查看日誌：

有沒有發現 HEAD 改成指向 3c28751 這個 commit 紀錄上了？當 HEAD 沒有指向任何分支時，我們會稱此狀態為斷頭 (detached HEAD)，你不用把它想得太複雜，就只是 HEAD 剛好指向某個沒有分支指著的 commit 罷了，此時你可以查看目前的專案狀態有什麼變化：

與切換分支的結果相同，專案進度回復到了當時的 3c28751 節點紀錄上，可能會有人問，那我可以在 detached HEAD 狀態下提交 commit 紀錄嗎？嘗試不就知道了：

touch test.txt

git add .

git commit -m '新增 test.txt'

查看日誌：

你會發現 HEAD 又長出了一條分支，嚴格來講不能算是分支，頂多就是一個 commit 記錄才對，名為 070af85，你可能會好奇這樣有什麼影響，影響就是當我們的 HEAD 回到其他分支之後，這一個 commit 紀錄就會被隱藏掉，輸入以下指令回到 master 最新 commit 紀錄上：

git checkout master

此時會跳出警告：

這就是剛剛提到的 commit 被隱藏掉了，當然你也可以使用 git checkout 070af85 回到這個 commit 紀錄上，但如果你堅持保留這一個 commit 紀錄，更好的最法是建立一個分支：

git branch ex 070af85

前面有提到，分支的生成會複製當下 commit 紀錄，所以假設你在 070af85 節點使用以上命令，此時的日誌為：

以成功在 070af85 生成分支囉，接下來就看你要合併阿還是怎麼樣。

讓我們做點複習，HEAD 主要用來指向我們目前所在的 commit 紀錄上，方便我們四處查看，當我們使用 checkout 切換到沒有分支的 commit 紀錄上時，此狀態稱之為斷頭 detached HEAD，在此狀態也可以進行 commit 提交，但要注意在將 HEAD 切換為分支時，此 commit 紀錄會被隱藏掉，如果堅持保留這一個 commit 紀錄，可以在這一個 commit 紀錄上開立分支，這樣就不會被隱藏了。

Git 指令回顧

# 查看本地所有分支
git branch

# 建立分支
git branch <branch_name>

# 切換至指定分支
git checkout <branch_name>

# 建立並切換到指定分支
git checkout -b <branch_name>

# 合併分支
git merge <branch_name>

# 合併分支 (採用 non-fast-forward)
git merge <branch_name> --no-ff

# 更改分支名稱
git branch -m <old_branch_name> <new_branch_name>

# 刪除分支 (分支以合併)
git branch -d <branch_name>

# 強制刪除分支 (分支未合併)
git branch -D <branch_name>

# 在指定節點添加分支
git branch <branch_name> <SHA-1>

# 切換到指定 commit 節點
git checkout <SHA-1>