漫画 | 程序员管理文档和普通人有什么不同？

落日映苍穹つ 2023-01-23 08:58 92阅读 0赞

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大家好哇~ 欢迎来到波波和阿菌神奇的“科普”频道！

今天，我们为大家介绍程序员是如何怎么存档并管理文件版本的。

我们先从日常生活讲起。

阿菌这坏小子有时会想回到自己的过去，比如说回到小学时候的自己，回到初中时的自己，回到高中时的自己，或者回到大学前的自己，重读一次大学等等......

人生的每个阶段，我们都可以看成自己的一个版本，比如说小学版的阿菌，初中版的阿菌，高中版的阿菌，大学版的阿菌......

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要是老天真的给我们每个阶段都存了档，那我们就可以回到过去的版本，重新开始了！

从旧版本发展出新的人生，或许我们的人生可以拥有好几条分支路线呢......

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虽然目前看来不太现实，就算真的有得选，阿菌也绝不会回到过去的版本，因为阿菌不敢保证在另一条人生分支上，还能遇到波姐......

咳咳，打住！

**虽然人生没有存档，但是电脑上的文件可以存档！**

大家考虑以下场景：假设学院安排我们做一次毕业晚会宣传活动，既要有 PPT，又要有文稿，还得有海报。

于是我们高高兴兴地把全学院的**本科生**资料编写到了 PTT，文稿和海报里。

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这个时候，学院说：怎么可以只有本科生的资料？**研究生的相关资料也要加进去！**

然后我们在现有的 PPT，文稿和海报里，加入了研究生的资料。

接着学院说：临时通知，研究生的晚会另外举行！

大家可能就傻眼了：我们已经在 PPT，文稿和海报里加了研究生的信息，**而且已经和本科生的内容融合到了一起，**这删起来也太麻烦了吧！！！

要是我们提前把本科生的策划资料保存为一个版本就好了，这样就能直接把本科生的版本交给学院，完成工作。

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现在场景有了，痛点有了，**接下来我们着手设计一款软件产品来解决这个问题**（有同学会说，阿菌你扯淡，我每个版本复制一份就行啦，搞个软件出来干嘛？呃呃，坚持看完就懂啦，它不只存档这么简单哦。我们手动拷贝存档容易出现各种各样的问题，比如忘了存，忘了存在哪，存的顺序搞乱了等等......试过就会有体会哦）。

现在我们有一个文件夹，文件夹目录下有 PPT，文稿和海报，要不我们就在这里创建多一个文件夹用于存档吧！把名字起名为“.jun”就好啦！

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现在我们创建好了一个“.jun”文件夹用于存放当前目录的版本信息，接下来我们要思考的是，该如何保存各个文件的版本？

在计算机领域，我们来到的环节应该叫**设计底层数据结构，**我们可以把“.jun”文件夹看成一个数据库，这个数据库会用来保存当前文件夹下文件的版本数据。

**嗯，不如这样吧！**

我们就把这些.doc、.psd、.ppt文件称为 object 吧！（反正也不知道叫什么好）我们在“.jun”文件夹下创建一个“objects”文件用于存放各个 object 的信息，这样，我们就有了一个 object 数据库了！

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呃，听起来好像很厉害，其实阿菌只是创建了两个文件夹......

现在我们想想一个 object 该存些什么东西比较好，究竟什么东西才能精准定位一个文件的版本信息呢？

想来想去，不如这样吧，我们一个 object 至少得包含三个信息：

**1.  文件的原本信息**，我们PPT，WORD文档中的内容就叫原本信息，直接保存原本信息可能需要很大的空间（至少和这些文件本身一样大），我们可以**先压缩，再保存。**

**2. object 的类型**，考虑到我们当前文件夹下除了有 PPT，文稿和海报之外，以后还可能放新的文件或者新的文件夹，文件和文件夹都应该叫 object，只不过可以用不同的类型区分他们。**（大家可以在这留个心眼，这是这款版本控制管理软件的精华部分，后面就知道啦）**

**3. 一串字符数字**，我们起个专业点的名字叫**哈希值，**用于标识当前的 object，每个 object 都有独一无二的哈希值（其实就一串乱七八糟的数字字符，这样不容易重复）。

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看到这里，大家可能会有疑惑：你们为啥一直在说怎么设计，我们更想知道的是，为什么这么设计？

下面揭示谜底：

大家先看第一张图，当前文件夹下的 PPT，文稿和海报，我们可以分别用三个 object 表示：

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由于他们放在同一个目录下，于是我们可以用一个大的 object 来标记他们，我们把这个大 object 的类型定义为 tree（树干的感觉），这个 tree object 对等的就不是一个个文件了，而是一个文件夹：

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细心的读者朋友会发现：咦？这个 tree object 貌似已经包含了当前文件夹下的所有文件信息，也就是说，这个 tree object 貌似已经可以记录当前文件夹的版本信息了！

我们可以通过这个 tree object 找到PPT，文稿和海报对应的 object 们，这些 object 保存有PPT，文稿和海报某个时间点的原信息，我们只要把这些信息解压出来，就能把文件夹恢复到曾经存档时候的样子了。

接下来的问题是：**我们不会只保留一份存档，我们会保存很多份存档，如何才能把一系列存档组织起来呢？**

接下来我们引入一个新的 object 类型，我们叫起名叫 commit 类型好了，就是一个提交的意思。想要把存档串联起来，我们得加上一项参数，指明上一个 commit object 是谁，或许我们还可以加上时间等信息，这样一来，每一次提交就是一个版本：

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上面这个图由于位置不够，画得不够直观，我们再画一个图，大家明白每个 commit object 都指向一个 tree object 就行了。也就是说：commit object 只是 tree object 的一层封装，虽然还原出一个文件夹过去的存档我们只需要 tree object，但封装成了 commit object 后，通过“father”这个属性，就能把一系列的存档连起来，而且还能盖上时间戳，这样整个存档记录就很清晰了。

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讲到这里不知道大家会不会冒出一些奇怪的想法，假设学院布下了两个任务：我们本科生，既要和研究生搞一次毕业联谊，又要和博士生搞一次毕业联谊，我们这套版本管理系统还能用上吗？**（也只有阿菌才能想出这样奇奇怪怪的活动）**

当然可以啦，请看下图：

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我们可以创建两个 commit object（两个新的存档），分别指向最开始保存了本科生资料的存档，然后我们就能分别在两个新的存档上干活啦，而且两个存档互不影响，可以继续在两个存档之后建立新的存档，就像下面这样：

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我们可以给上面的功能起个好听的名字，叫“**分支**”。

分支的功能还可以这样用，我们考虑下面这种场景：

学院不再搞花样了，只要做好本科生的毕业活动策划就行。但是学院规定的时间很短，阿菌一个人做不完，他找来了他的同学阿叉和阿勾一起做，三个人分别负责PPT，文稿和海报。

为了不影响最开始的版本，他们三个每人拉出来一条分支进行工作，每个工作阶段的内容照样进行版本管理：

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等各自的工作完成后，合并出最新的版本：

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这样一来，大家协同工作起来就方便多啦。

可能有同学会问：阿菌，你设计的 commit object 不是有一个父指针么？每个父指针指向上一个 commit object，在上面的图里，最终版的父指针指向谁呀？貌似一共有三个父节点？

**呃，这个确实是阿菌疏忽了，图没有画好......**

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是这样的，有时候我们数据结构设计好了，最好就不要改了，遇到现有数据结构不能掌控的场景，我们就要设计处理流程，这就是所谓的“**算法**”吧......（毕竟增删改查某种程度也算是算法......）

我们总是说：软件 = 数据结构 + 算法，下面阿菌带大家还原这个处理流程的设计。

因为我们的 commit object 只能指向一个父节点，于是我们设计的合并流程是这样子的：最终的合并，交给一个人处理（站在一条分支上处理，假设叫它主分支）。

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从上图可以看到，我们以阿叉制作PPT的分支作为主分支，把阿勾的分支内容合并到了阿叉的分支上，这样阿叉的分支就多出来一个合并节点，这个合并节点指向的是阿叉分支上的前一个节点，这样一来，PPT 和文稿内容就合并到主分支上了。

滴滴滴~ 下面我们把阿菌那坏小子制作的海报也合并上去：

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这样一来，我们既没有破坏原来的数据结构，也没有破坏软件的设计：一个存档版本管理软件，我们可以在阿叉这条主分支上找到所有的内容。

当然**阿菌这样的设计不太好**，我们其实可以设计得更好，比如说单独抽出来一条主分支，阿叉，阿勾，阿菌制作各自内容的时候单独拉分支（一共四条分支），每个人都制作好了，再合并回主分支。这样**主分支就会非常干净利落**，而不是像现在这样，在主分支上，还能看到阿叉的各个版本......

呃呃，软件开发就是这样的啦，在摸索中不断总结最佳实践！

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估计大家看着看着就能看出来啦：**阿菌，你这讲的不是 Git 么？**

没错，阿菌今天介绍的就是一款叫 Git 的分布式版本控制软件-版本控制部分的底层设计原理，现在大多数程序员都是基于 Git 进行协同开发的。

和上面例子不同的是，程序员写的是代码文件，而不是文稿和PPT。有时候一个功能往往会有好几个程序员开发，大家可以理解为分组开发。常见主流的协作流程会是这样的：

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简单介绍一下：

一、master 分支存储了正式发布的历史版本，是一个功能完整且随时可以发布到线上进行部署的可用分支。

二、Hotfix 分支是用来修复线上bug，快速打补丁的。

三、Release 是一个发布分支。

四、Develop 一般作为功能的集成分支。

五、 Feature 分支则是功能分支。

至于每个分支具体的用法，大家可以到网上搜索，根据阿菌的经验，**其实看了也没啥用。**只有真正到公司里参与到开发项目中，才能真正领会到各个分支的意义。

今天介绍的内容，是 Git 这款软件最基本的原理，在搞清楚了这个的基础上使用 Git，会轻松很多。Git 的另一个重要的特色是：**分布式。**也就是说，它是用于多人（公司或团队）协同进行存档和版本控制的。

有位大神看了我们的文章后认为如果我们能讲讲分布式，那这篇文章会更加加分，那肯定没问题。

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我们现代的程序员，写代码的时候上来就是用 Git，理所应当以为版本管理系统都是现在分布式的样子。殊不知，以前的版本管理系统都是集中式的。

我们先简单介绍一下什么叫集中式，还是用本文的案例：

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像上图这样，有一个集中的地方管理所有文件，每个人开发只要拉取特定文件进行开发，这叫集中式开发。

集中式开发的弊端大致有以下两点：

1.  **效率。**中央仓库出了问题，所有人都无法正常工作了，因为大家都依赖他拉取和推送文件。
2.  **稳定性。**中央仓库挂了，存档就没了。

针对以上弊端，我们能想到的，最直接的处理方式是：**每个人都保存一份仓库的拷贝。**如下图所示：

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有同学可能会问：阿菌，原理懂了，但是不太能和操作对应起来，我们平时用 Git，就是一条 pull 和一条 push，**两条指令走天下**。分支我是懂了，但这些分布式操作我还不太懂，不太能联系起来。。。

阿菌实习时的导师，曾教给阿菌一个非常重要的学习方法：当我们看到一个没接触过的东西的时候，我们首先要想 —— **如果这个东西交给你来做，你会怎么实现？**

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阿菌看过一点点 Git 的源码，也翻过官方文档，但是不可能在这里把这些东西全倒出来，我们尝试引导大家一点点思考。（最终的深入精确学习，还是建议大家看源码文档，想要深入学一个东西，这苦是不得不吃的）

我们沿用这个图进行讲解，在看之前，大家务必先搞清楚 **object 的底层数据结构**，**以及怎样把 object 串联起来形成分支**。我们先回顾一下当时的总览图：

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之前我们提到以阿叉作为主分支，是一个不太好的设计，但是不影响我们讲解，我们假设阿叉已经开发完了，**远程仓库就是阿叉的仓库。**

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现在阿勾已经开发完了，阿勾会把他的本地仓库推送到远程仓库，阿勾的仓库是这样子的：

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阿菌能猜到一些小伙伴看到这懵逼了，千万不能懵逼，一定要全文串联回忆，我们的版本管理软件，**就是一条链表加树，**这里的每个圈圈都是一个 commit object，他们是对应的，阿菌只是用一个小圈圈代替，以节省位置：

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明白了这个之后，我们来看一下合并的流程，首先阿勾会把自己的本地仓库推送到远程仓库（主分支）：

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现在，大家明白，为什么合并分支会多出来一个提交了吧？

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还有一些常用的指令，什么 rebase 吖，**不就是调整链表么？**不懂的话可以去刷刷算法题，打打基础。

不过，多人一起办公难免会遇到一些问题，比如说大家同时修改了一个文件，发生了冲突。但懂了原理后这都很好解决，大家沟通一下用谁修改的版本就好了，协商出一个不冲突的版本，然后合并就行。合并的原理上文已经提到啦，一通百通。

前两天我们发布了一篇文章，能帮助大家进一步深入学习并掌握 Git 的底层原理：[**Git原理学习捷径：实现一个简易的Git**][Git_Git]。

大家可以抽一个上午的时间跟着阿菌简单操作一下，**毕竟 Talk is easy，想学会点东西，还是得动手实践。**

阿菌是用 Go 语言写的，写得比较烂，有兴趣的同学用自己熟悉的语言写就好啦，毕竟写代码只是实现想法，撸起袖子加油干就好~

[![c2ce536d87c77f6654e8813f8fda0562.png][]][Git_Git]

有同学会问，欸，阿菌，那我还有必要学 SVN 那些集中式版本管理软件么？

答案是，如果你的公司还在用SVN（实际上还有不少），那自然还得学，否则的话，直接上Git吧！

Git 是Linus是为了开源操作系统Linux的全球协作而开发的， 想想看，Linux的开发人员遍布全球，如果搞一个集中式的管理系统，它挂掉怎么办？

还有，这些全球的开发人员（极客们）不可能随时在线，离线开发， 定时同步才是常态。Linus本人也不可能管理所有的代码提交，分级进行管理效率最高。

所以，Git必然是分布式的， **Git 本身的设计非常优良**，后来还发展出了 Github 这样的开源社区，成为程序员最大的同性交友网站，慢慢地，大家都愿意使用到 Git 上开发了。

**存在即合理，任何一项技术，我们在评价它时，都不能脱离时代背景和现实需求。**

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想了一下，下一篇技术类的科普或许可以给大家介绍一下爬虫，因为爬虫这个技能点容易延申到单机，集群，分布式这些听起来高大上的东西，我们会尽最大的努力带有兴趣的小伙伴入个门儿，**有趣的理论加实践，**学起来可带劲儿啦！

不想错过的同学们**记得星标**我们公众号哦，感谢大家的支持！

（完）

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