幾乎所有的版本控制系統都以某種形式支援分支。 使用分支意味著你可以把你的工作從開發主線上分離開來，以免影響開發主線。 在很多版本控制系統中，這是一個略微低效的過程——常常需要完全建立一個原始碼目錄的副本。對於大專案來說，這樣的過程會耗費很多時間。

有人把 Git 的分支模型稱為它的“必殺技特性”，也正因為這一特性，使得 Git 從眾多版本控制系統中脫穎而出。 為何 Git 的分支模型如此出眾呢？ Git 處理分支的方式可謂是難以置信的輕量，建立新分支這一操作幾乎能在瞬間完成，並且在不同分支之間的切換操作也是一樣便捷。 與許多其它版本控制系統不同，Git 鼓勵在工作流程中頻繁地使用分支與合併，哪怕一天之內進行許多次。 理解和精通這一特性，你便會意識到 Git 是如此的強大而又獨特，並且從此真正改變你的開發方式。

分支簡介

為了真正理解 Git 處理分支的方式，我們需要回顧一下 Git 是如何儲存資料的。

或許你還記得 起步 的內容， Git 儲存的不是檔案的變化或者差異，而是一系列不同時刻的 快照 。

在進行提交操作時，Git 會儲存一個提交物件（commit object）。 知道了 Git 儲存資料的方式，我們可以很自然的想到——該提交物件會包含一個指向暫存內容快照的指標。 但不僅僅是這樣，該提交物件還包含了作者的姓名和郵箱、提交時輸入的資訊以及指向它的父物件的指標。 首次提交產生的提交物件沒有父物件，普通提交操作產生的提交物件有一個父物件， 而由多個分支合併產生的提交物件有多個父物件，

為了更加形象地說明，我們假設現在有一個工作目錄，裡面包含了三個將要被暫存和提交的檔案。 暫存操作會為每一個檔案計算校驗和（使用我們在 起步 中提到的 SHA-1 雜湊演算法），然後會把當前版本的檔案快照儲存到 Git 倉庫中 （Git 使用 blob 物件來儲存它們），最終將校驗和加入到暫存區域等待提交：

$ git add README test.rb LICENSE$ git commit -m 'The initial commit of my project'

當使用 git commit 進行提交操作時，Git 會先計算每一個子目錄（本例中只有專案根目錄）的校驗和， 然後在 Git 倉庫中這些校驗和儲存為樹物件。隨後，Git 便會建立一個提交物件， 它除了包含上面提到的那些資訊外，還包含指向這個樹物件（專案根目錄）的指標。 如此一來，Git 就可以在需要的時候重現此次儲存的快照。

現在，Git 倉庫中有五個物件：三個 blob 物件（儲存著檔案快照）、一個 樹 物件 （記錄著目錄結構和 blob 物件索引）以及一個 提交 物件（包含著指向前述樹物件的指標和所有提交資訊）。

Figure 9. 首次提交物件及其樹結構

做些修改後再次提交，那麼這次產生的提交物件會包含一個指向上次提交物件（父物件）的指標。

Figure 10. 提交物件及其父物件

Git 的分支，其實本質上僅僅是指向提交物件的可變指標。 Git 的預設分支名字是 master。 在多次提交操作之後，你其實已經有一個指向最後那個提交物件的 master 分支。 master 分支會在每次提交時自動向前移動。

Note

Git 的 master 分支並不是一個特殊分支。 它就跟其它分支完全沒有區別。 之所以幾乎每一個倉庫都有 master 分支，是因為 git init 命令預設建立它，並且大多數人都懶得去改動它。

Figure 11. 分支及其提交歷史

分支建立

Git 是怎麼建立新分支的呢？ 很簡單，它只是為你建立了一個可以移動的新的指標。 比如，建立一個 testing 分支， 你需要使用 git branch 命令：

$ git branch testing

這會在當前所在的提交物件上建立一個指標。

Figure 12. 兩個指向相同提交歷史的分支

那麼，Git 又是怎麼知道當前在哪一個分支上呢？ 也很簡單，它有一個名為 HEAD 的特殊指標。 請注意它和許多其它版本控制系統（如 Subversion 或 CVS）裡的 HEAD 概念完全不同。 在 Git 中，它是一個指標，指向當前所在的本地分支（譯註：將 HEAD 想象為當前分支的別名）。 在本例中，你仍然在 master 分支上。 因為 git branch 命令僅僅 建立 一個新分支，並不會自動切換到新分支中去。

Figure 13. HEAD 指向當前所在的分支

你可以簡單地使用 git log 命令檢視各個分支當前所指的物件。 提供這一功能的引數是 --decorate。

$ git log --oneline --decoratef30ab (HEAD -> master, testing) add feature #32 - ability to add new formats to the central interface34ac2 Fixed bug #1328 - stack overflow under certain conditions98ca9 The initial commit of my project

正如你所見，當前 master 和 testing 分支均指向校驗和以 f30ab 開頭的提交物件。

分支切換

要切換到一個已存在的分支，你需要使用 git checkout 命令。 我們現在切換到新建立的 testing 分支去：

$ git checkout testing

這樣 HEAD 就指向 testing 分支了。

Figure 14. HEAD 指向當前所在的分支

那麼，這樣的實現方式會給我們帶來什麼好處呢？ 現在不妨再提交一次：

$ vim test.rb$ git commit -a -m 'made a change'

Figure 15. HEAD 分支隨著提交操作自動向前移動

如圖所示，你的 testing 分支向前移動了，但是 master 分支卻沒有，它仍然指向執行 git checkout 時所指的物件。 這就有意思了，現在我們切換回 master 分支看看：

$ git checkout master

Figure 16. 檢出時 HEAD 隨之移動

這條命令做了兩件事。 一是使 HEAD 指回 master 分支，二是將工作目錄恢復成 master 分支所指向的快照內容。 也就是說，你現在做修改的話，專案將始於一個較舊的版本。 本質上來講，這就是忽略 testing 分支所做的修改，以便於向另一個方向進行開發。

Note

分支切換會改變你工作目錄中的檔案

在切換分支時，一定要注意你工作目錄裡的檔案會被改變。 如果是切換到一個較舊的分支，你的工作目錄會恢復到該分支最後一次提交時的樣子。 如果 Git 不能幹淨利落地完成這個任務，它將禁止切換分支。

我們不妨再稍微做些修改並提交：

$ vim test.rb$ git commit -a -m 'made other changes'

現在，這個專案的提交歷史已經產生了分叉（參見 專案分叉歷史）。 因為剛才你建立了一個新分支，並切換過去進行了一些工作，隨後又切換回 master 分支進行了另外一些工作。 上述兩次改動針對的是不同分支：你可以在不同分支間不斷地來回切換和工作，並在時機成熟時將它們合併起來。 而所有這些工作，你需要的命令只有 branch、checkout 和 commit。

Figure 17. 專案分叉歷史

你可以簡單地使用 git log 命令檢視分叉歷史。 執行 git log --oneline --decorate --graph --all ，它會輸出你的提交歷史、各個分支的指向以及專案的分支分叉情況。

$ git log --oneline --decorate --graph --all* c2b9e (HEAD, master) made other changes| * 87ab2 (testing) made a change|/* f30ab add feature #32 - ability to add new formats to the* 34ac2 fixed bug #1328 - stack overflow under certain conditions* 98ca9 initial commit of my project

由於 Git 的分支實質上僅是包含所指物件校驗和（長度為 40 的 SHA-1 值字串）的檔案，所以它的建立和銷燬都異常高效。 建立一個新分支就相當於往一個檔案中寫入 41 個位元組（40 個字元和 1 個換行符），如此的簡單能不快嗎？

這與過去大多數版本控制系統形成了鮮明的對比，它們在建立分支時，將所有的專案檔案都複製一遍，並儲存到一個特定的目錄。 完成這樣繁瑣的過程通常需要好幾秒鐘，有時甚至需要好幾分鐘。所需時間的長短，完全取決於專案的規模。 而在 Git 中，任何規模的專案都能在瞬間建立新分支。 同時，由於每次提交都會記錄父物件，所以尋找恰當的合併基礎（譯註：即共同祖先）也是同樣的簡單和高效。 這些高效的特性使得 Git 鼓勵開發人員頻繁地建立和使用分支。

接下來，讓我們看看你為什麼應該這樣做。

Note

建立新分支的同時切換過去

通常我們會在建立一個新分支後立即切換過去，這可以用 git checkout -b <newbranchname> 一條命令搞定。