Git 概述

版本控制系统

版本控制系统是一种记录一个或若干文件内容变化，以便将来查阅特定版本修订情况的系统。

  • 本地版本控制系统
    • 在本地保存文件的修订版本
    • 缺点：无法跨设备协作，数据容易丢失
  • 集中式版本控制系统（CVCS）
    • 如 SVN、CVS
    • 单一中央服务器存储所有版本
    • 缺点：单点故障，必须联网才能工作
  • 分布式版本控制系统（DVCS）
    • 如 Git、Mercurial
    • 每个客户端都保存完整的代码库镜像
    • 优点：离线工作、速度快、安全性高

Git 的核心优势

  • 分布式架构：每个开发者都有完整的仓库副本
  • 快速高效：大部分操作在本地执行，速度极快
  • 分支管理强大：创建、切换、合并分支非常轻量
  • 数据完整性保证：使用 SHA-1 哈希算法确保数据完整性
  • 快照而非差异：Git 保存的是文件快照，而非文件差异

Git 的工作原理

三个工作区域

Git 本地有三个工作区域：

  • 工作区（Working Directory）
    • 实际存放项目的目录
    • 我们日常编辑文件的地方
  • 暂存区（Staging Area / Index）
    • 临时存放改动的地方
    • 通过 git add 将文件添加到这里
  • 版本库（Repository / HEAD）
    • Git 正式保存数据的地方
    • 通过 git commit 将暂存区内容提交到这里

文件状态流转

文件在 Git 中有四种状态：

  • Untracked（未跟踪）：新创建的文件，Git 还未跟踪
  • Modified（已修改）：已跟踪的文件被修改，但未暂存
  • Staged（已暂存）：已修改的文件被添加到暂存区
  • Committed（已提交）：已暂存的文件被提交到版本库

状态转换流程：

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Untracked → (git add) → Staged → (git commit) → Committed
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            Modified ← (修改文件)
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            (git add) → Staged

安装配置

安装 Git

Linux 安装

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# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install git

# CentOS/RHEL
sudo yum install git

# 验证安装
git --version

macOS 安装

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# 使用 Homebrew
brew install git

# 或者安装 Xcode Command Line Tools（包含 Git）
xcode-select --install

Windows 安装

下载 Git for Windows 安装包：https://git-scm.com/install/windows

初始配置

安装完成后，需要配置用户信息，这些信息会出现在每次的 Git 提交中。

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# 配置用户名
git config --global user.name "Your Name"

# 配置邮箱
git config --global user.email "your.email@example.com"

# 查看配置
git config --list
git config user.name
git config user.email


# 细节注意：
# 1. `--global` 参数表示对当前用户的所有仓库生效
# 2. 如果去掉 `--global`，则只对当前仓库生效
# 3. 配置文件位置：`~/.gitconfig`（全局）、`.git/config`（当前仓库）

常用配置项

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# 设置默认编辑器
git config --global core.editor vim

# 设置差异分析工具
git config --global merge.tool vimdiff

# 设置行尾符处理方式
git config --global core.autocrlf input    # Mac/Linux
git config --global core.autocrlf true     # Windows

# 设置颜色输出
git config --global color.ui true

# 设置别名
git config --global alias.co checkout
git config --global alias.br branch
git config --global alias.ci commit
git config --global alias.st status
git config --global alias.lg "log --oneline --graph --decorate"

# 长期保存登录凭证
git config --global credential.helper store

# 暂时缓存登录凭证
# 默认储存15分钟，可以自定义设置保存时间
git config --global credential.helper cache
git config --global credential.helper 'cache --timeout=3600'

基本操作

创建仓库

初始化新仓库

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# 在当前目录初始化 Git 仓库
git init

# 在指定目录初始化 Git 仓库
git init project-name

克隆现有仓库

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# 克隆远程仓库到当前目录
git clone <repository-url>

# 克隆远程仓库到指定目录
git clone <repository-url> <directory-name>

# 示例
git clone https://github.com/user/repo.git
git clone https://github.com/user/repo.git my-project

# 细节注意：
# 1. 克隆会自动配置远程仓库，默认名为 origin
# 2. 克隆会获取所有历史版本和分支

查看状态

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# 查看详细状态
git status

# 查看简短状态
git status -s


# 状态符号说明：
# - `??`：未跟踪的文件
# - `M `：工作区已修改，未暂存
# - ` M`：暂存区已修改，工作区又有新修改
# - `MM`：工作区和暂存区都已修改
# - `A `：新添加到暂存区的文件
# - `D `：已删除的文件

暂存文件

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# 添加指定文件
git add <file>

# 添加所有更改
git add .

# 使用通配符
git add *.txt

# 交互式添加（选择性添加）
git add -i


# 示例
# 添加单个文件
git add hello.txt

# 添加目录下所有文件
git add src/

# 添加所有修改的文件
git add -A

提交更改

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# 提交并添加消息
git commit -m "commit message"

# 跳过暂存直接提交（仅限已跟踪文件）
git commit -am "message"

# 修改最近一次提交
git commit --amend

# 使用编辑器编写提交消息
git commit


# 细节注意：
# 1. 提交消息应该简洁明了，说明本次改动的目的
# 2. `-a` 参数只能提交已跟踪的文件，新文件仍需先 `git add`
# 3. `--amend` 可以修改最近一次提交的文件或消息

提交历史

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# 查看详细日志
git log

# 简洁显示（一行一条）
git log --oneline

# 图形化显示分支合并
git log --graph

# 显示每次提交的差异统计
git log --stat

# 按作者筛选
git log --author="name"

# 按时间范围筛选
git log --since="2 weeks ago"
git log --until="2024-01-01"

# 限制显示条数
git log -n 5

# 组合使用
git log --oneline --graph --all -n 10


# 日志格式说明：
# - `commit`：提交的 SHA-1 校验和
# - `Author`：作者信息
# - `Date`：提交日期
# - 提交消息

提交规范

使用规范的提交消息格式，便于自动化生成变更日志。

格式模版

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<type>(<scope>): <description>

[optional body]

[optional footer(s)]

1. type、scope、description：是必需的
2. body、footer：是可选的

常用类型

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`feat`：新功能
`fix`：修复 bug
`docs`：文档更新
`style`：代码格式（不影响代码运行）
`refactor`：代码重构
`test`：测试相关
`chore`：构建过程或辅助工具变动
`perf`：性能优化
`ci`：CI 配置相关

提交示例

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feat(auth): add login functionality

add JWT authentication
update user model

Closes #123

撤销操作

撤销工作区修改

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# Git 2.23 之前
git checkout -- <file>

# Git 2.23+（推荐）
git restore <file>


# 示例
git restore hello.txt      # 撤销对 hello.txt 的修改
git restore .              # 撤销所有文件的修改


# 细节注意：
# 1. 此操作不可逆，会丢弃工作区的所有修改
# 2. 只能撤销已跟踪文件的修改

撤销暂存

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# Git 2.23 之前
git reset HEAD <file>

# Git 2.23+（推荐）
git restore --staged <file>

# 示例
git restore --staged hello.txt    # 将 hello.txt 从暂存区移除

修改最近一次提交

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# 修改提交消息
git commit --amend -m "new message"

# 添加遗漏的文件
git add forgotten-file.txt
git commit --amend --no-edit


# 细节注意：
# 1. `--amend` 会创建一个新的提交替换旧的提交
# 2. 如果已经推送到远程，需要强制推送（谨慎使用）

回退版本

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# 回退到上一个版本
git reset --hard HEAD^

# 回退到上 N 个版本
git reset --hard HEAD~N

# 回退到指定版本
git reset --hard <commit-hash>

# 软回退（保留工作区和暂存区）
git reset --soft <commit-hash>

# 混合回退（保留工作区，清空暂存区）
git reset --mixed <commit-hash>

# 硬回退（清空工作区和暂存区）
git reset --hard <commit-hash>


# 细节注意：
# 1. `--hard` 会丢弃所有未提交的修改，使用前务必确认
# 2. 已经推送到远程的版本不要随意回退
# 3. 可以使用 `git reflog` 查看操作历史，找回误删的提交

分支管理

分支是指向某个提交的指针，Git 的分支非常轻量，创建和切换几乎瞬间完成。

  • HEAD 指针：指向当前所在的分支
  • master/main 分支：默认主分支
  • 分支本质：只是一个包含 40 个字符的 SHA-1 校验和的文件

查看分支

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# 查看所有分支
git branch

# 查看详细信息（最后提交）
git branch -v

# 查看所有分支（包括远程）
git branch -a

# 查看已合并的分支
git branch --merged

# 查看未合并的分支
git branch --no-merged

创建分支

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# 创建新分支
git branch <branch-name>

# 创建并切换到新分支
git checkout -b <branch-name>

# Git 2.23+（推荐）
git switch -c <branch-name>


# 示例
git branch feature-login
git checkout -b feature-login
git switch -c feature-login


# 分支命名规范
# `feature/xxx`：功能分支，如 `feature/user-auth`
# `bugfix/xxx`：修复分支，如 `bugfix/login-error`
# `hotfix/xxx`：紧急修复分支，如 `hotfix/security-patch`
# `release/x.x`：发布分支，如 `release/1.0.0`
# `docs/xxx`：文档分支，如 `docs/update-readme`

切换分支

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# Git 2.23 之前
git checkout <branch-name>

# Git 2.23+（推荐）
git switch <branch-name>


# 示例
git switch main
git switch feature-login

删除分支

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# 安全删除（只能删除已合并的分支）
git branch -d <branch-name>

# 强制删除（即使未合并也删除）
git branch -D <branch-name>


# 示例
git branch -d feature-login
git branch -D feature-old


# 细节注意：
# 1. 不能删除当前所在的分支
# 2. 删除前先确认分支是否已合并

合并分支

合并分支

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# 切换到目标分支
git switch main

# 合并特性分支
git merge <branch-name>


# 示例
git switch main
git merge feature-login

合并类型

  • Fast-forward（快进合并）
    • 当目标分支是当前分支的直接祖先时
    • 只是移动指针，不创建新的合并提交
  • Three-way merge（三方合并）
    • 当两个分支分叉后
    • 创建一个新的合并提交

解决冲突

当两个分支修改了同一文件的同一部分时，会产生冲突。

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解决步骤：
1. 查看冲突文件：`git status`
2. 手动编辑文件，解决冲突标记（`<<<<<<<`、`=======`、`>>>>>>>`）
3. 标记解决：`git add <file>`
4. 完成合并：`git commit`
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# 查看冲突文件
git status

# 编辑文件解决冲突后
git add conflicted-file.txt
git commit -m "resolve merge conflict"

# 中止合并
git merge --abort


# 细节注意：
# 1. 冲突标记中，`<<<<<<< HEAD` 到 `=======` 是当前分支的内容
# 2. `=======` 到 `>>>>>>>` 是要合并的分支内容
# 3. 解决冲突时要仔细检查，确保逻辑正确

变基操作

Rebase 基础

变基可以将一系列提交重新应用到另一个分支上，保持线性历史。

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# 将当前分支变基到目标分支
git rebase <branch-name>


# 示例
git switch feature
git rebase main

交互式变基

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# 修改最近 N 次提交
git rebase -i HEAD~N

# 从指定提交开始交互式变基
git rebase -i <commit-hash>


# 交互式变基命令：
# - `pick`：保留该提交
# - `reword`：保留提交，修改提交消息
# - `edit`：保留提交，停下来修改
# - `squash`：将该提交合并到上一个提交
# - `fixup`：类似 squash，但丢弃提交消息
# - `drop`：删除该提交

Merge vs Rebase

特性 Merge Rebase
历史记录 保留完整历史 保持线性历史
适用场景 公共分支 私有分支
安全性 更安全 可能丢失历史
协作友好 适合团队协作 适合个人开发 
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细节注意：
1. **不要在公共分支上使用 rebase**
2. rebase 会改写历史，已经推送的提交不要 rebase
3. 个人特性分支可以使用 rebase 保持整洁

分支策略

Git Flow

适合长期维护的项目，有明确的发布周期。

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分支类型：
- `master/main`：生产环境分支
- `develop`：开发分支
- `feature/*`：功能分支
- `release/*`：发布分支
- `hotfix/*`：紧急修复分支

GitHub Flow

适合持续部署的项目，简单灵活。

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规则：
- 只有一个主分支（main）
- 从 main 创建特性分支
- 通过 Pull Request 合并到 main
- 合并后立即部署

Trunk Based Development

适合大型团队，强调快速迭代。

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特点：
- 所有人都在主干上开发
- 特性通过特性开关控制
- 频繁小步提交

远程仓库

查看远程仓库

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# 查看远程仓库名称
git remote

# 查看详细信息（URL）
git remote -v

添加远程仓库

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# 添加远程仓库
git remote add <name> <url>

# 修改远程仓库 URL
git remote set-url <name> <new-url>

# 删除远程仓库
git remote remove <name>


# 示例
git remote add origin https://github.com/user/repo.git
git remote set-url origin https://github.com/user/new-repo.git

推送代码

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# 推送到远程分支
git push <remote> <branch>

# 首次推送并设置上游分支
git push -u <remote> <branch>

# 推送所有分支
git push --all <remote>

# 强制推送（谨慎使用）
git push --force
git push --force-with-lease    # 更安全的强制推送


# 示例
git push origin main
git push -u origin feature-login


# 细节注意：
# 1. `-u` 参数会建立本地分支和远程分支的追踪关系
# 2. 之后可以直接使用 `git push` 和 `git pull`
# 3. 强制推送会覆盖远程历史，仅在必要时使用

拉取代码

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# 拉取并合并（fetch + merge）
git pull

# 拉取并变基（fetch + rebase）
git pull --rebase

# 仅获取不合并
git fetch

# 获取所有远程分支
git fetch --all

# 获取指定远程仓库
git fetch origin


# 示例
git pull origin main
git fetch origin
git merge origin/main


# 细节注意：
# 1. `git pull` = `git fetch` + `git merge`
# 2. `git pull --rebase` = `git fetch` + `git rebase`
# 3. 推荐使用 `fetch + merge/rebase` 的方式，更可控

标签管理

标签用于标记重要的版本节点，如发布版本。

创建标签

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# 轻量标签（只包含校验和）
git tag v1.0

# 附注标签（包含完整信息，推荐）
git tag -a v1.0 -m "version 1.0"

# 给指定提交打标签
git tag -a v1.0 <commit-hash> -m "version 1.0"

查看标签

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# 查看所有标签
git tag

# 查看匹配模式的标签
git tag -l "v1.*"

# 查看标签详情
git show v1.0

推送标签

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# 推送指定标签
git push origin v1.0

# 推送所有标签
git push origin --tags

删除标签

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# 删除本地标签
git tag -d v1.0

# 删除远程标签
git push origin --delete v1.0

高级功能

储藏工作进度

当需要切换分支但工作未完成时，可以使用储藏。

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# 储藏当前更改
git stash

# 储藏并添加消息
git stash save "work in progress"

# 查看储藏列表
git stash list

# 恢复最新储藏并删除
git stash pop

# 恢复指定储藏并删除
git stash pop stash@{0}

# 恢复但不删除
git stash apply

# 删除储藏
git stash drop stash@{0}

# 清空所有储藏
git stash clear

# 查看储藏内容
git stash show stash@{0}

# 查看储藏的详细差异
git stash show -p stash@{0}


# 细节注意：
# 1. 储藏只保存已跟踪文件的修改
# 2. 新文件需要先 `git add` 才能被储藏
# 3. 可以使用 `git stash -u` 储藏未跟踪的文件

清理未跟踪文件

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# 预览将删除的文件
git clean -n

# 强制删除未跟踪的文件
git clean -f

# 删除未跟踪的文件和目录
git clean -fd

# 交互式清理
git clean -i


# 细节注意：
# 1. `git clean` 操作不可逆，使用前务必确认
# 2. 建议先用 `-n` 预览，再用 `-f` 删除

查看差异

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# 工作区与暂存区的差异
git diff

# 暂存区与版本库的差异
git diff --staged
git diff --cached

# 两个提交的差异
git diff <commit1> <commit2>

# 两个分支的差异
git diff main develop

# 查看指定文件的差异
git diff <file>

# 查看简要统计
git diff --stat

查找提交

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# 按提交消息搜索
git log --grep="keyword"

# 按作者搜索
git log --author="name"

# 搜索代码变化
git log -S "function_name"

# 查看某行的修改历史
git blame <file>

# 查看文件的完整历史
git log --follow <file>


# 示例
git log --grep="fix bug"
git log -S "console.log"
git blame src/app.js

选择提交

选择性地应用某个提交到当前分支。

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# 应用指定提交
git cherry-pick <commit-hash>

# 应用多个提交
git cherry-pick <commit1> <commit2>

# 应用提交范围
git cherry-pick <commit1>..<commit2>

# 应用但不自动提交
git cherry-pick -n <commit-hash>


# 细节注意：
# 1. cherry-pick 会创建新的提交，而不是移动原有提交
# 2. 可能产生冲突，需要手动解决
# 3. 适用于将特定修复应用到其他分支

子模块

子模块允许在一个 Git 仓库中嵌入另一个 Git 仓库。

添加子模块

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# 添加子模块
git submodule add <url> <path>

# 示例
git submodule add https://github.com/user/lib.git libs/mylib

更新子模块

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# 初始化子模块
git submodule init

# 更新子模块
git submodule update

# 初始化和更新（推荐）
git submodule update --init --recursive

# 拉取子模块的最新代码
git submodule foreach git pull

删除子模块

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# 取消注册子模块
git submodule deinit <path>

# 从版本库中移除
git rm <path>

# 删除子模块目录
rm -rf .git/modules/<path>

工具与优化

.gitignore 规则

创建 .gitignore 文件来指定哪些文件应该被 Git 忽略。

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# 注释以 # 开头

# 忽略所有 .log 文件
*.log

# 忽略 node_modules 目录
node_modules/

# 忽略 build 目录
build/

# 例外规则：不忽略 important.log
!important.log

# 忽略特定文件
config.local.json

# 忽略所有以 temp 开头的文件
temp*

# 忽略所有 .class 文件（Java）
*.class

# 忽略 IDE 配置
.vscode/
.idea/
*.swp


# 细节注意：
# 1. `.gitignore` 只对未跟踪的文件生效
# 2. 已跟踪的文件需要在 `.gitignore` 中添加后，先移除跟踪：`git rm --cached <file>`
# 3. 可以使用多个 `.gitignore` 文件，放在不同目录下

全局忽略文件

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# 创建全局忽略文件
touch ~/.gitignore_global

# 配置全局忽略
git config --global core.excludesfile ~/.gitignore_global

Hooks 钩子

Git Hooks 是在特定事件发生时自动执行的脚本。

客户端钩子

位于 .git/hooks/ 目录：

  • pre-commit：提交前执行，可用于代码检查
  • commit-msg：提交消息验证
  • post-commit：提交后执行
  • pre-push：推送前执行
  • post-checkout：切换分支后执行

服务端钩子

  • pre-receive：接收推送前执行
  • update：更新引用前执行
  • post-receive：接收推送后执行

例：创建 pre-commit 钩子进行代码检查

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# 进入 hooks 目录
cd .git/hooks

# 创建 pre-commit 钩子
cat > pre-commit << 'EOF'
#!/bin/bash
# 运行代码检查
npm run lint
if [ $? -ne 0 ]; then
    echo "代码检查失败，提交中止"
    exit 1
fi
EOF

# 添加执行权限
chmod +x pre-commit

错误处理

误删提交

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# 查看操作历史
git reflog

# 恢复到指定状态
git reset --hard <commit-hash>

推送了敏感信息

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# 使用 BFG 或 git filter-branch 清理历史
git filter-branch --force --index-filter \
  'git rm --cached --ignore-unmatch path/to/file' \
  --prune-empty --tag-name-filter cat -- --all


# 细节注意：
# 1. 敏感信息泄露后应立即更换密码/密钥
# 2. 清理历史后需要强制推送
# 3. 通知团队成员重新克隆仓库

合并冲突频繁

  • 定期从主分支同步代码
  • 使用 git pull --rebase 保持线性历史
  • 分解大功能为小任务
  • 加强团队沟通，避免多人修改同一文件

大文件导致仓库膨胀

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# 查看大文件
git rev-list --objects --all | grep "$(git verify-pack -v .git/objects/pack/*.idx | sort -k 3 -n | tail -5 | awk '{print$1}')"

# 使用 Git LFS 管理大文件
git lfs track "*.psd"
git lfs track "*.mp4"

报错处理

💗💗 git 报错信息：SSL certificate problem: certificate has expired 解决方案

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使用git时报错，错误信息如下：
unable to access 'https:/xxxxxxx.git/': SSL certificate problem: certificate has expired

修改配置：忽略SSL证书验证
git config --global http.sslVerify false

学习资源

  • 视频
    • 【尚硅谷】5h打通Git全套教程丨2021最新IDEA版：https://www.bilibili.com/video/BV1vy4y1s7k6
  • 书籍
    • Pro Git 书籍（中文版）：https://git-scm.com/book/zh/v2
    • 猴子都能懂的 Git 入门：https://backlog.com/git-tutorial/cn/
    • GitHub 漫游指南：https://github.phodal.com/
  • 文档
    • Git 官方文档：https://git-scm.com/doc
    • GitHub 官方文档：https://docs.github.com/cn
  • 游戏
    • Learning Git Branching：https://learngitbranching.js.org/?locale=zh_CN
  • Git 可视化学习：https://learngitbranching.js.org