Git 工作区、暂存区与修改全解析

工作区和暂存区是 Git 中一个非常重要的概念，弄明白了他们，就弄明白了 Git 的很多操作到底干了什么。

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工作区（Working Directory）

工作区，就是一个目录，比如我的 LearnGit 文件夹就是一个工作区：

我们平时更新版本什么的，都是在这里完成的，可以理解成是在这里工作的。

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版本库（Repository）

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。

Git 的版本库里存了很多东西，其中最重要的就是称为 stage（或者叫 index）的暂存区，还有 Git 为我们自动创建的第一个分支 master，以及指向 master的一个指针叫 HEAD。（分支的概念我们后续介绍）

前面讲了我们把文件往 Git 版本库里添加的时候，是分两步执行的：

第一步是用 git add 把文件添加进去，实际上就是把文件修改添加到暂存区。
第二步是用 git commit提交更改，实际上就是把暂存区的所有内容提交到当前分支，这里是 master 分支。在我们创建 Git 版本库时，Git 会自动为我们创建 master分支。

你可以简单理解为，需要提交的文件修改通通放到暂存区，然后，一次性提交暂存区的所有修改。

在.git 文件夹里面有一个 index 文件，就是暂存区。

通过 「git status」 查看 「git」 状态时， 「红色」 的文件表示在 「工作区」 ； 「绿色」 的文件表示在 「暂存区」。

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实践是检验标准的唯一真理

我们来逐步说明下，一个文件是怎么提交的。首先我们吸怪下 readme.txt，加上一行：

$ echo "Git has a mutable index called stage." >> readme.txt

$ cat .\readme.txt
Git is a distributed version control system
Git is free software distributed under the GPL.
Git has a mutable index called stage.

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并且，新添加一个文件，叫做 LICENSE：

$ echo "something" > LICENSE
$ cat LICENSE
something

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然后我们查看下仓库状态：

$ git status
On branch master
Changes not staged for commit:
  (use "git add <file>..." to update what will be committed)
  (use "git restore <file>..." to discard changes in working directory)
        modified:   readme.txt

Untracked files:
  (use "git add <file>..." to include in what will be committed)
        LICENSE

Git 非常清楚地告诉我们，readme.txt 被修改了，而 LICENSE 还从来没有被添加过，所以它的状态是 Untracked。

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现在，使用两次命令 git add，把 readme.txt 和 LICENSE 都添加后，用 git status 再查看一下：

$ git status
On branch master
Changes to be committed:
  (use "git restore --staged <file>..." to unstage)
        new file:   LICENSE
        modified:   readme.txt

现在，暂存区的状态就变成这样了：

git-stage

所以，git add 命令实际上就是把要提交的所有修改放到暂存区（Stage）。

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接下来，我们提交：

$ git commit -m "understand how stage works"
[master 8f5bb58] understand how stage works
 2 files changed, 0 insertions(+), 0 deletions(-)
 create mode 100644 2-versionControl/LICENSE

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此时，工作区就是干净的了：

$ git status
On branch master
nothing to commit, working tree clean

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现在版本库变成了这样，暂存区就没有任何内容了：

git-stage-after-commit

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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。

举个例子，假设目前 readme.txt 有 114514 行，然后你在最后一行添加了一句话；

在使用版本控制工具之前，我们的备份方式可能就是直接复制一份 readme.txt，然后再后面再追加一行。此时我们就有了两个文件：

readme.txt        //新版本的
readme.txt.backup //旧版本的

并且，这两个文件是相差无几的！很多内容都是一样的（除了最后一行），这会造成存储空间的浪费。

而 Git，管理的是修改。比如，你增加了一行内容后，Git 会记录这个修改：增加了一行，内容为“xxxx”，这样，如果想要回退到上一个版本，只需将上次修改的内容撤销就可以了！相比重复存储一个文件的方式，大大节省了存储空间的浪费，还可以直接查看修改，而不是将前后两个版本的文件用 diff 比较后才能得到差异。

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在 Git 中，添加一个文件，修改文件里的内容，删除一个文件，都算一个修改。

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暂存区里的修改

在 Git 中，我们每次修改得先放到暂存区，只有暂存区里的修改才会被 commit，我们修改下 readme.txt：

$ echo "Git tracks changes." >> readme.txt

$ cat readme.txt
Git is a distributed version control system
Git is free software distributed under the GPL.
Git has a mutable index called stage.
Git tracks changes.

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此时我们查看下仓库状态，可以看到已经添加到暂存区了，可以被提交了：

$  git status
On branch master
Changes to be committed:
  (use "git restore --staged <file>..." to unstage)
        modified:   readme.txt

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我们再次修改 readme.txt：

$ cat readme.txt 
Git is a distributed version control system.
Git is free software distributed under the GPL.
Git has a mutable index called stage.
Git tracks changes of files.

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然后提交：

$ git commit -m "git tracks changes"
[master aeb06f4] git tracks changes
 1 file changed, 0 insertions(+), 0 deletions(-)

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然后再次查看仓库状态：

$ git status
On branch master
Changes not staged for commit:
  (use "git add <file>..." to update what will be committed)
  (use "git restore <file>..." to discard changes in working directory)
        modified:   readme.txt

可以看到第二次的修改，并没有被提交！只有 git add 后，才会把修改提交到暂存区，git commit 只负责把暂存区的修改提交了。

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撤销修改

当你在工作区里写代码的时候，突然发现写错文件了，这些代码应该是写到另一个文件的，怎么办呢？

你可以打开文件，然后手工删除自己加上去的代码，但这样不仅费时费力，还可能删错或者删漏代码。

其实，在修改文件后，如果查看仓库状态，Git 会很贴心的告诉你怎么丢弃工作区的修改。我们来测试下：

$ echo "AAA" >> readme.txt   //假设这是错误的代码
$ cat readme.txt
Git is a distributed version control system.
Git is free software distributed under the GPL.
Git has a mutable index called stage.
Git tracks changes of files.
AAA

$ git status
On branch master
Changes not staged for commit:
  (use "git add <file>..." to update what will be committed)
  (use "git restore <file>..." to discard changes in working directory)
        modified:   readme.txt

no changes added to commit (use "git add" and/or "git commit -a")

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Git 告诉我们，使用 “git restore <file>…” 可以丢弃（discard ）工作区里的修改，我们来测试下：

$ git restore readme.txt
$ cat readme.txt
Git is a distributed version control system
Git is free software distributed under the GPL.
Git has a mutable index called stage.
Git tracks changes.

可以看到我们的修改确实被丢弃了，如果想要撤销工作区的所有修改：git resotre .

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撤销工作区的所有修改

如果你不仅在工作区里修改了，还添加到了暂存区怎么办？同样的，我们查看仓库状态的时候，Git 也会贴心的告诉我们怎么丢弃暂存区里的修改：

$ echo "AAA" >> readme.txt
$ cat readme.txt
Git is a distributed version control system
Git is free software distributed under the GPL.
Git has a mutable index called stage.
Git tracks changes.
AAA


$ git status
On branch master
Changes to be committed:
  (use "git restore --staged <file>..." to unstage)
        modified:   readme.txt

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Git 告诉我们，使用 “git restore --staged <file>...” 可以丢弃暂存区里的修改（unstage）。我们来试试：

$ git restore --staged readme.txt

$ git status
On branch master
Changes not staged for commit:
  (use "git add <file>..." to update what will be committed)
  (use "git restore <file>..." to discard changes in working directory)
        modified:   readme.txt

no changes added to commit (use "git add" and/or "git commit -a")

可以看到目前暂存区里是空的，没有需要提交的，如果要提交着用 git add。

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还有其他类似的命令可以撤销修改，例如在廖雪峰老师的博客里撤销修改，这样写到：

场景 1：当你改乱了工作区某个文件的内容，想直接丢弃工作区的修改时，用命令 git checkout -- file

场景 2：当你不但改乱了工作区某个文件的内容，还添加到了暂存区时，想丢弃修改，分两步，第一步用命令 git reset HEAD <file>，就回到了场景 1，第二步按场景 1 操作。

Git 是一直在更新的，有些新版本提供了新的命令，个人认为 restore 更加好记一点。

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删除文件

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在 Git 中，删除也是一个修改操作，我们实战一下，先添加一个新文件 test.txt 到 Git 并且提交：

$ git add test.txt

$ git commit -m "add test.txt"
[master 8889d50] add test.txt
 1 file changed, 1 insertion(+)
 create mode 100644 test.txt

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一般情况下，我们可以在文件管理器中把没用的文件删了，或者用 rm 命令删了：

$ rm test.txt

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目前工作区和版本库的版本就不一致了，使用 git status 可以看到哪些文件被删除了：

$ git status
On branch master
Your branch is ahead of 'gitee/master' by 3 commits.
  (use "git push" to publish your local commits)

Changes not staged for commit:
  (use "git add/rm <file>..." to update what will be committed)
  (use "git restore <file>..." to discard changes in working directory)
        deleted:    test.txt
no changes added to commit (use "git add" and/or "git commit -a")

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我们可以使用提交这次修改：

$ git add test.txt

$ git commit -m "delete test.txt"
[master b391595] delete test.txt
 1 file changed, 1 deletion(-)
 delete mode 100644 test.txt

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使用 `git rm`：一步到位

注意我们刚刚是先删除，然后再 add 和 commit 的，我们可以简化为一条命令：git rm。

首先我们准备下文件

$ echo "test" > test.txt
$ git add test.txt
$ git commit -m "add test.txt"
[master 42c477d] add test.txt
 1 file changed, 1 insertion(+)
 create mode 100644 test.txt

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然后使用 git rm，并查看仓库状态

$ git rm test.txt
rm 'test.txt'

$ git st
On branch master
Your branch is ahead of 'gitee/master' by 5 commits.
  (use "git push" to publish your local commits)

Changes to be committed:
  (use "git restore --staged <file>..." to unstage)
        deleted:    test.txt

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可以看到文件被删除了，并且本次删除已经被提交到了暂存区，可以 commit 了，我们再次提交，结束。

$ git commit -m "delete test.txt"

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以下两种情况，不能正常使用 git rm

工作区是 clean 的，然后修改了工作区的文件；
工作区是 clean 的，然后修改了工作区的文件，并提交到暂存区

我们可以加上-f 参数，git rm -f，表明强制删除。

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`git rm -f`

先准备文件：

$ echo "test" > test.txt
$ git add test.txt
$ git commit -m "add test.txt"

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修改文件后使用 git rm：会提示不能删除

$ echo "test" >> test.txt

$ git rm test.txt
error: the following file has local modifications:
    test.txt
(use --cached to keep the file, or -f to force removal)

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我们可以使用 git rm -f 文件名来强制删除

$ git rm -f test.txt
rm 'test.txt'

$ git st
On branch master
Your branch is ahead of 'gitee/master' by 7 commits.
  (use "git push" to publish your local commits)

Changes to be committed:
  (use "git restore --staged <file>..." to unstage)
        deleted:    test.txt

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如果我们误删了怎么办呢？还是和之前一样，使用 git restore --staged <file> 来将修改从暂存区里拿出来，然后再使用 git restore <file> 来恢复数据：

$ git restore --staged test.txt
$ git restore test.txt
$ ll
total 7
drwxr-xr-x 1 peterjxl 197121  0  1月 11 07:37 1-diffAndPath/
drwxr-xr-x 1 peterjxl 197121  0  1月 14 07:19 2-versionControl/
-rw-r--r-- 1 peterjxl 197121  6  1月 14 11:58 test.txt

注意：

从来没有被添加到版本库就被删除的文件，是无法恢复的！
如果想删除文件夹，使用-r 参数，例如 git rm -r 文件夹

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git rm --cached

使用 git rm --cached，可以使一个文件脱离版本控制演示：

首选准备数据

$ echo "test" > test.txt
$ git add test.txt
$ git commit -m "add test.txt"

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然后使用 git rm --cached test.txt

$ git rm --cached test.txt
rm 'test.txt'

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查看仓库状态，可以看到删除文件这个修改已经添加到暂存区了，并且 test.txt 目前是 Untracked

$ git st
On branch master
Your branch is ahead of 'gitee/master' by 7 commits.
  (use "git push" to publish your local commits)

Changes to be committed:
  (use "git restore --staged <file>..." to unstage)
        deleted:    test.txt

Untracked files:
  (use "git add <file>..." to include in what will be committed)
        test.txt

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但是工作区里的文件还在：

$ ll
drwxr-xr-x 1 peterjxl 197121  0  1月 11 07:37 1-diffAndPath/
drwxr-xr-x 1 peterjxl 197121  0  1月 14 07:19 2-versionControl/
-rw-r--r-- 1 peterjxl 197121  6  1月 14 11:58 test.txt

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我们提交下，结束演示

$ git commit -m "delete test.txt by git rm --chched"

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小结

小结：本文我们主要介绍了如下内容：

版本库，工作区和暂存区的概念，这对理解 Git 非常重要。
Git 是管理修改的，添加文件、修改文件内容和删除文件都是一种修改
撤销修改 git restore <file>...， git restore --staged <file>...