Часто разработчики трудятся в команде над одним проектом, а значит сразу несколько человек могут изменять один файл одновременно. Чтобы избежать путаницы в таких случаях используют систему контроля версий, которая позволяет хранить историю изменений проекта и при необходимости помогает вернуться к предыдущей версии.

Версионирование

Чтобы лучше понять проблему версионирования, рассмотрим пример дизайнера, который закончил работать над проектом и отправил финальную версию заказчику. У дизайнера есть папка, в которой хранится финальная версия проекта:

Source/ barbershop_index_final.psd

Всё хорошо, дизайнер закончил работу, но заказчик прислал в ответ правки. Чтобы была возможность вернуться к старой версии проекта, дизайнер создал новый файл barbershop_index_final_2.psd , внёс изменения и отправил заказчику:

Source/ barbershop_index_final.psd barbershop_index_final_2.psd

Этим всё не ограничилось, в итоге структура проекта разрослась и стала выглядеть так:

Source/ barbershop_index_final.psd barbershop_index_final_2.psd … barbershop_index_final_19.psd … barbershop_index_latest_final.psd barbershop_index_latest_final_Final.psd

Вероятно, многие уже сталкивались с подобным, например, при написании курсовых работ во время учёбы. В профессиональной разработке использование новых файлов для версионирования является плохой практикой. Обычно у разработчиков в папке проекта хранится множество файлов. Также над одним проектом может работать несколько человек. Если каждый разработчик для версионирования будет создавать новый файл, немного изменяя название предыдущей версии, то в скором времени в проекте начнётся хаос и никто не будет понимать какие файлы нужно открывать.

Git

Для решения проблемы с сохранением новой версии файлов удобно использовать системы контроля версий. Одна из самых популярных — Git. Работу Git можно сравнить с процессом сохранения и загрузки в компьютерных играх:

• если впереди ждёт тяжёлое сражение, то перед этим лучше заранее сохраниться;
• чтобы это сделать, нужно выполнить специальную команду;
• после чего сохранение попадает в специальную папку и содержит состояние игры;
• теперь при необходимости всегда есть возможность вернуться к предыдущей версии игры.

SomeGame/ | - saves | | - save001.sav | | - save002.sav | | … | | папка с сохранениями | | - game.exe | ...файлы игры

Файлы, необходимые для работы приложения, хранятся в рабочей области. В папке saves хранится история всех сохранений игры. Git сохраняет код вашего проекта по такому же принципу: сохранения попадают в специальную скрытую папку, а рабочей областью является содержимое корневой папки.

Основные понятия

GUI

Облегчить работу с Git и GitHub могут специальные программы . Такие программы в удобной форме показывают изменения в коде, список коммитов и обладают другими удобными возможностями. Обычно в подобных программах есть возможность выполнять стандартные Git команды: pull , push , commit прочие, — просто нажав на кнопку.

Вконтакте

Телеграм

Основы VCS

Введение

Перед тем, как говорить про какую либо конкретную систему контроля версий необходимо понимать, что это такое, какими они бывают и зачем вообще они появились. Эта лекция предназначена для первоначального знакомства с системами контроля и управления версиями, и сначала я расскажу о происхождении инструментов для контроля версий, расскажу, какие системы управления версиями сейчас популярны и в чем у них основные различия.

О контроле версий

Что такое контроль версий, и зачем он вам нужен?

Наверное стоит начать с определения системы контроля версий (СКВ) - это система, регистрирующая изменения в одном или нескольких файлах с тем, чтобы в дальнейшем была возможность вернуться к определённым старым версиям этих файлов.

В последнее время файлы являются конечным результатом для многих профессий (для примера, писательскую деятельность, научные работы и, конечно, разработку программного обеспечения). Тратится много времени и сил на разработку и поддержку этих файлов и никто не хочет, чтобы пришлось тратить еще больше времени и сил на восстановление данных потерянных в результате каких-либо изменений.

Представим, что программист разрабатывает проект состоящий из одного небольшого файла (кстати, пример вполне реальный, не синтетический, встречался в реальной жизни). После выпуска первой версии проекта перед ним встает непростой выбор: необходимо исправлять проблемы о которых сообщают пользователи первой версии и, в тоже время, разрабатывать что-то новое для второй. Даже если надо просто исправлять возникающие проблемы, то велика вероятность, что после какого-либо изменения проект перестает работать, и надо определить, что было изменено, чтобы было проще локализовать проблему. Также желательно вести какой-то журнал внесенных изменений и исправлений, чтобы не делать несколько раз одну и ту же работу.

В простейшем случае вышеприведенную проблему можно решить хранением нескольких копий файлов, например, один для исправления ошибок в первой версии проекта и второй для новых изменений. Так как изменения обычно не очень большие по сравнению с размером файла, то можно хранить только измененные строки используя утилиту diff и позже объединять их с помощью утилиты patch. Но что если проект состоит из нескольких тысяч файлов и над ним работает сотня человек? Если в этом случае использовать метод с хранением отдельных копий файлов (или даже только изменений) то проект застопорится очень быстро. В последующих лекциях, для примеров я буду использовать исходные коды программ, но на самом деле под версионный контроль можно поместить файлы практически любого типа.

Если вы графический или веб-дизайнер и хотели бы хранить каждую версию изображения или макета - а этого вам наверняка хочется - то пользоваться системой контроля версий будет очень мудрым решением. СКВ даёт возможность возвращать отдельные файлы к прежнему виду, возвращать к прежнему состоянию весь проект, просматривать происходящие со временем изменения, определять, кто последним вносил изменения во внезапно переставший работать модуль, кто и когда внёс в код какую-то ошибку, и многое другое. Вообще, если, пользуясь СКВ, вы всё испортите или потеряете файлы, всё можно будет легко восстановить. Вдобавок, накладные расходы за всё, что вы получаете, будут очень маленькими.

Локальные системы контроля версий

Как уже говорилось ранее - один из примеров локальной СУВ предельно прост: многие предпочитают контролировать версии, просто копируя файлы в другой каталог (как правило добавляя текущую дату к названию каталога). Такой подход очень распространён, потому что прост, но он и чаще даёт сбои. Очень легко забыть, что ты не в том каталоге, и случайно изменить не тот файл, либо скопировать файлы не туда, куда хотел, и затереть нужные файлы. Чтобы решить эту проблему, программисты уже давно разработали локальные СКВ с простой базой данных, в которой хранятся все изменения нужных файлов

Одной из наиболее популярных СКВ такого типа является RCS (Revision Control System, Система контроля ревизий), которая до сих пор устанавливается на многие компьютеры. Даже в современной операционной системе Mac OS X утилита rcs устанавливается вместе с Developer Tools. RCS была разработана в начале 1980-х годов Вальтером Тичи (Walter F. Tichy). Система позволяет хранить версии только одного файла, таким образом управлять несколькими файлами приходится вручную. Для каждого файла находящегося под контролем системы информация о версиях хранится в специальном файле с именем оригинального файла к которому в конце добавлены символы ",v". Например для файла file.txt версии будут храниться в файле file.txt,v. Эта утилита основана на работе с наборами патчей между парами версий (патч - файл, описывающий различие между файлами). Это позволяет пересоздать любой файл на любой момент времени, последовательно накладывая патчи. Для хранения версий система использует утилиту diff. Хотя RCS соответствует минимальным требованиям к системе контроля версий она имеет следующие основные недостатки, которые также послужили стимулом для создания следующей рассматриваемой системы:

• Работа только с одним файлом, каждый файл должен контролироваться отдельно;
• Неудобный механизм одновременной работы нескольких пользователей с системой, хранилище просто блокируется пока заблокировавший его пользователь не разблокирует его;
• От бекапов вас никто не освобождает, вы рискуете потерять всё.

Централизованные системы контроля версий

Следующей основной проблемой оказалась необходимость сотрудничать с разработчиками за другими компьютерами. Чтобы решить её, были созданы централизованные системы контроля версий (ЦСКВ). В таких системах, например CVS, Subversion и Perforce, есть центральный сервер, на котором хранятся все файлы под версионным контролем, и ряд клиентов, которые получают копии файлов из него. Много лет это было стандартом для систем контроля версий.

Такой подход имеет множество преимуществ, особенно над локальными СКВ. К примеру, все знают, кто и чем занимается в проекте. У администраторов есть чёткий контроль над тем, кто и что может делать, и, конечно, администрировать ЦСКВ намного легче, чем локальные базы на каждом клиенте. Однако при таком подходе есть и несколько серьёзных недостатков. Наиболее очевидный - централизованный сервер является уязвимым местом всей системы. Если сервер выключается на час, то в течение часа разработчики не могут взаимодействовать, и никто не может сохранить новой версии своей работы. Если же повреждается диск с центральной базой данных и нет резервной копии, вы теряете абсолютно всё - всю историю проекта, разве что за исключением нескольких рабочих версий, сохранившихся на рабочих машинах пользователей.

CVS

CVS (Concurrent Versions System, Система совместных версий) пока остается самой широко используемой системой, но быстро теряет свою популярность из-за недостатков которые я рассмотрю ниже. Дик Грун (Dick Grune) разработал CVS в середине 1980-х. Для хранения индивидуальных файлов CVS (также как и RCS) использует файлы в RCS формате, но позволяет управлять группами файлов расположенных в директориях. Также CVS использует клиент-сервер архитектуру в которой вся информация о версиях хранится на сервере. Использование клиент-сервер архитектуры позволяет использовать CVS даже географически распределенным командами пользователей где каждый пользователь имеет свой рабочий директорий с копией проекта. Как следует из названия пользователи могут использовать систему совместно.

Возможные конфликты при изменении одного и того же файла разрешаются тем, что система позволяет вносить изменения только в самую последнюю версию файла. Таким образом всегда рекомендуется перед заливкой своих изменений обновлять свою рабочую копию файлов на случай возможных конфликтующих изменений. При обновлении система вносит изменения в рабочую копию автоматически и только в случае конфликтующих изменений в одном из мест файла требуется ручное исправление места конфликта.

CVS также позволяет вести несколько линий разработки проекта с помощью ветвей (branches) разработки. Таким образом, как уже упоминалось выше, можно исправлять ошибки в первой версии проекта и параллельно разрабатывать новую функциональность.

CVS использовалась большим количеством проектов, но конечно не была лишена недостатков которые позднее привели к появлению следующей рассматриваемой системы. Рассмотрим основные недостатки:

• Так как версии хранятся в файлах RCS нет возможности сохранять версии директорий. Стандартный способ обойти это препятствие - это сохранить какой-либо файл (например, README.txt) в директории;
• Перемещение, или переименование файлов не подвержено контролю версий. Стандартный способ сделать это: сначала скопировать файл, удалить старый с помощью команды cvs remove и затем добавить с его новым именем с помощью команды cvs add;

Subversion

Subversion (SVN) был разработан в 2000 году по инициативе фирмы CollabNet. SVN изначально разрабатывался как "лучший CVS" и основной задачей разработчиков было исправление ошибок допущенных в дизайне CVS при сохранении похожего интерфейса. SVN также как и CVS использует клиент-сервер архитектуру. Из наиболее значительных изменений по сравнению с CVS можно отметить:

• Атомарное внесение изменений (commit). В случае если обработка коммита была прервана не будет внесено никаких изменений.
• Переименование, копирование и перемещение файлов сохраняет всю историю изменений.
• Директории, символические ссылки и мета-данные подвержены контролю версий.
• Эффективное хранение изменений для бинарных файлов.

Распределённые системы контроля версий

И в этой ситуации в игру вступают распределённые системы контроля версий (РСКВ). В таких системах как Git, Mercurial, Bazaar или Darcs клиенты не просто выгружают последние версии файлов, а полностью копируют весь репозиторий. Поэтому в случае, когда "умирает" сервер, через который шла работа, любой клиентский репозиторий может быть скопирован обратно на сервер, чтобы восстановить базу данных. Каждый раз, когда клиент забирает свежую версию файлов, он создаёт себе полную копию всех данных.

Кроме того, в большей части этих систем можно работать с несколькими удалёнными репозиториями, таким образом, можно одновременно работать по-разному с разными группами людей в рамках одного проекта. Так, в одном проекте можно одновременно вести несколько типов рабочих процессов, что невозможно в централизованных системах.

Зачем нужны распределенные системы?

Как следует из названия одна из основных идей распределенных систем - это отсутствие четко выделенного центрального хранилища версий - репозитория. В случае распределенных систем набор версий может быть полностью, или частично распределен между различными хранилищами, в том числе и удаленными. Такая модель отлично вписывается в работу распределенных команд, например, распределенной по всему миру команды разработчиков работающих над одним проектом с открытым исходным кодом. Разработчик такой команды может скачать себе всю информацию по версиям и после этого работать только на локальной машине. Как только будет достигнут результат одного из этапов работы, изменения могут быть залиты в один из центральных репозиториев или, опубликованы для просмотра на сайте разработчика, или в почтовой рассылке. Другие участники проекта, в свою очередь, смогут обновить свою копию хранилища версий новыми изменениями, или попробовать опубликованные изменения на отдельной, тестовой ветке разработки. К сожалению, без хорошей организации проекта отсутствие одного центрального хранилища может быть минусом распределенных систем. Если в случае централизованных систем всегда есть один общий репозиторий откуда можно получить последнюю версию проекта, то в случае распределенных систем нужно организационно решить какая из веток проекта будет основной. Почему распределенная система контроля версий может быть интересна кому-то, кто уже использует централизованную систему - такую как Subversion? Любая работа подразумевает принятие решений, и в большинстве случаев необходимо пробовать различные варианты: при работе с системами контроля версий для рассмотрения различных вариантов и работы над большими изменениями служат ветки разработки. И хотя это достаточно естественная концепция, пользоваться ей в Subversion достаточно не просто. Тем более, все усложняется в случае множественных последовательных объединений с одной ветки на другую - в этом случае нужно безошибочно указывать начальные и конечные версии каждого изменения, что бы избежать конфликтов и ошибок. Для распределенных систем контроля версий ветки разработки являются одной из основополагающих концепций - в большинстве случаев каждая копия хранилища версий является веткой разработки. Таким образом, механизм объединения изменений с одной ветки на другую в случае распределенных систем является одним из основных, что позволяет пользователям прикладывать меньше усилий при пользовании системой.

Краткое описание популярных распределенных СУВ

• Git - распределенная система контроля версий, разработанная Линусом Торвальдсом. Изначально Git предназначалась для использования в процессе разработки ядра Linux, но позже стала использоваться и во многих других проектах - таких, как, например, X.org и Ruby on Rails, Drupal. На данный момент Git является самой быстрой распределенной системой, использующей самое компактное хранилище ревизий. Но в тоже время для пользователей, переходящих, например, с Subversion интерфейс Git может показаться сложным;
• Mercurial - распределенная система, написанная на языке Python с несколькими расширениями на C. Из использующих Mercurial проектов можно назвать, такие, как, Mozilla и MoinMoin.
• Bazaar - система разработка которой поддерживается компанией Canonical - известной своими дистрибутивом Ubuntu и сайтом https://launchpad.net/ . Система в основном написана на языке Python и используется такими проектами, как, например, MySQL.
• Codeville - написанная на Python распределенная система использующая инновационный алгоритм объединения изменений (merge). Система используется, например, при разработке оригинального клиента BitTorrent.
• Darcs - распределенная система контроля версий написанная на Haskell используемая, например, проектом Buildbot.
• Monotone - система написанная на C++ и использующая SQLite как хранилище ревизий.

Распределенная система управления версиями Git. Часть 1

Введение

Серия контента:

1. Введение

Во время работы над проектом его участники часто сталкиваются с проблемами синхронизации и ведения истории файлов, решить которые помогают системы управления версиями (СУВ). Цель этой серии статей – познакомить читателя с принципами работы СУВ и подробно рассмотреть одну из них, а именно Git. Почему Git? В последнее время эта система набирает популярность, и ее важность для свободного ПО (и для проекта GNU/Linux, в частности) сложно переоценить.

Мы последовательно, в общих чертах, разберем характеристики систем контроля, расскажем об их архитектуре и основных особенностях рассматриваемого приложения. Кроме того, сделаем обзор ныне существующих интерфейсов для работы с Git.

Автор сознательно опускает терминологию функций, ключей и прочих тонкостей, чтобы четко, ясно и в общем виде представить вам картину. Данная статья предполагает, что читатель знаком с Unix-подобными операционными системами (ОС), а также имеет базовые знания в области алгоритмики и информатики в целом.

В следующих материалах мы углубимся в структуру и философию Git, специфику этой системы и тонкости практической работы с ней. Завершит цикл статья о взаимодействии Git с другими СУВ (такими как Subversion, CVS, Mercurial и др.).

2. Git – это...

Git – это распределённая система управления версиями файлов. Код программы написан в основном на языке С. Проект был создан Линусом Торвальдсом в 2005 году для управления разработкой ядра Linux и, как и GNU/Linux, является свободным программным обеспечением (ПО), при этом стороннее использование подчиняется лицензии GNU GPL версии 2. Вкратце данное соглашение можно охарактеризовать как ПО со свободным кодом, которое должно развиваться открыто, т.е. любой программист вправе продолжить совершенствование проекта на любом его этапе. За свое недолгое время существования данная система была введена многими ведущими разработчиками. Git используется в таких известных Linux-сообществу проектах, как Gnome, GNU Core Utilities, VLC, Cairo, Perl, Chromium, Wine.

3. Системы управления версиями

Системы управления версиями (Version Control Systems) – это программное обеспечение, призванное автоматизировать работу с историей файла (или группы файлов), обеспечить мониторинг изменений, синхронизацию данных и организовать защищенное хранилище проекта. Короче говоря, основная задача систем управления версиями – упростить работу с изменяющейся информацией. Разберем общий вид разработки на примере.

Предположим, есть некий проект, который вы разрабатываете, несколько отделов программистов и вы – координатор (или руководитель). По отношению к системе контроля, будь то сервер (если речь идет о централизованной системе) или локальная машина, любой разработчик проекта ограничен только правами доступа на изменение и/или чтение версий файлов данного хранилища. В любой момент вы можете сделать откат данных до необходимой вам версии. Вы, как координатор, можете ограничить доступ определенным пользователям на обновление версии файла. Также СУВ предоставляет интерфейс наблюдения и поиска версий файлов. Например, можно создать запрос: “Где и когда менялся данный кусок кода?”.

Система предполагает защищенное хранение данных, т.е. любой хранимый в ней блок имеет множество клонов. Так, например, при повреждении какого-либо файла вы своевременно можете заменить его копией. Для уменьшения объема данных проекта часто используется дельта-компрессия – такой вид хранения, при котором хранятся не сами версии файла, а только изменения между последовательными ревизиями.

4. Отличия распределённых систем управления версиями

Распределённые системы управления версиями – это СУВ, главной парадигмой которых является локализация данных каждого разработчика проекта. Иными словами, если в централизованных СУВ все действия, так или иначе, зависят от центрального объекта (сервер), то в распределенных СУВ каждый разработчик хранит собственную ветвь версий всего проекта. Удобство такой системы в том, что каждый разработчик имеет возможность вести работу независимо, время от времени обмениваясь промежуточными вариантами файлов с другими участниками проекта. Рассмотрим эту особенность, продолжая предыдущий пример.

У каждого разработчика на машине есть свой локальный репозиторий – место хранения версий файлов. Работа с данными проекта реализуется над вашим локальным репозиторием, и для этого необязательно поддерживать связь с остальными (пусть даже и главными) ветвями разработки. Связь с другими репозиториями понадобится лишь при изменении/чтении версий файлов других ветвей. При этом каждый участник проекта задает права собственного хранилища на чтение и запись. Таким образом, все ветви в распределенных СУВ равны между собой, и главную из них выделяет координатор. Отличие главной ветви лишь в том, что на неё мысленно будут равняться разработчики.

5. Основные возможности и особенности Git

Стоит сказать, что система если и не произвела фурор, то немного всколыхнула сообщество в области СУВ своей новизной и предложила новый путь развития. Git предоставляет гибкие и простые в использовании инструменты для ведения истории проекта.

Особенностью Git является то, что работа над версиями проекта может происходить не в хронологическом порядке. Разработка может вестись в нескольких параллельных ветвях, которые могут сливаться и разделяться в любой момент проектирования.

Git – довольно гибкая система, и область её применения ограничивается не только сферой разработки. Например, журналисты, авторы технической литературы, администраторы, преподаватели вузов вполне могут использовать её в своем роде деятельности. К таковым задачам можно отнести контроль версий какой-либо документации, доклада, домашних заданий.

Выделим основные отличия Git от других распределенных и централизованных СУВ.

Архитектура Git

SHA1 (Secure Hash Algorithm 1) – это алгоритм криптографического хеширования. Каждый файл вашего проекта в Git состоит из имени и содержания. Имя – это первые 20 байтов данных, оно наглядно записывается сорока символами в шестнадцатеричной системе счисления. Данный ключ получается хешированием содержимого файла. Так, например, сравнив два имени, мы можем почти со стопроцентной вероятностью сказать, что они имеют одинаковое содержание. Также, имена идентичных объектов в разных ветвях (репозиториях) – одинаковы, что позволяет напрямую оперировать данными. Хорошим дополнением сказанному выше служит ещё то, что хеш позволяет точно определить поврежденность файлов. Например, сравнив хеш содержимого с именем, мы можем вполне точно сказать, повреждены данные или нет. Далее под именем мы будем понимать имя файла, а строку символов будем называть SHA1-хешем.

Стоит упомянуть о так называемых коллизиях. “Вполне точно определить поврежденность” означает, что существуют такие файлы, различные по содержанию, SHA1-хеш которых совпадает. Вероятность таких коллизий очень мала, и по предварительной оценке равна 2 в -80-й степени (~ 10 в -25-й степени). Точной оценки нет, так как на данный момент мировому сообществу не удалось эффективно расшифровать данную криптографическую схему.

Объекты Git

Работу с версиями файлов в Git можно сравнить с обычными операциями над файловой системой. Структура состоит из четырех типов объектов: Blob, Tree, Commit и References; некоторые из них, в свою очередь, делятся на подобъекты.

Blob (Binary Large Object) – тип данных, который вмещает лишь содержимое файла и собственный SHA1-хеш. Blob является основным и единственным носителем данных в структуре Git. Можно провести параллель между данным объектом и инодами (inodes) в файловых системах, поскольку их структура и цели во многом схожи.

Дерево (Tree)

• собственный SHA1-хеш;
• SHA1-хеш blob’ов и/или деревьев;
• права доступа Unix-систем;
• символьное имя объекта (название для внутреннего использования в системе).

По своей сути объект является аналогом директории. Он задает иерархию файлов проекта.

Commit – тип данных, который содержит:

• собственный SHA1-хеш;
• ссылку ровно на одно дерево;
• ссылку на предыдущий commit (их может быть и несколько);
• имя автора и время создания commit’а;
• имя коммитера (commiter – человек, применивший commit к репозиторию, он может отличаться от автора) и время применения commit’а;
• произвольный кусок данных (блок можно использовать для электронной подписи или, например, для пояснения изменений commit’а).

Данный объект призван хранить снимок (версию) группы файлов в определенный момент времени, можно сравнить его с контрольной точкой. Commit’ы можно объединять (merge), разветвлять (branch) или, например, установить линейную структуру, тем самым отражая иерархию версий проекта.

Reference – тип данных, содержащий ссылку на любой из четырех объектов (Blob, Tree, Commit и References). Основная цель его – прямо или косвенно указывать на объект и являться синонимом файла, на который он ссылается. Тем самым повышается понимание структуры проекта. Очень неудобно оперировать бессмысленным набором символов в названии, ссылку же, в отличие от SHA1-хеша, можно именовать так, как удобнее разработчику.

Из ссылок, в свою очередь, можно выделить ряд подобъектов, имеющих некоторые различия: Ветвь, Тег. Рассмотрим их.

Ветвь (Head, Branch) – символьная ссылка (Symbolic link), которая указывает на последний в хронологии commit определенной ветви и хранит SHA1-хеш объекта. Является типом данных журналируемых файловых систем. Данный вид объекта определяется не в самом Git, а наследуется от операционной и файловой систем. Ветвь используется как синоним файла, на который она ссылается, т.е. Git позволяет оперировать ею напрямую. Можно позволить себе не задумываться о том, работаете ли вы с последней версией или нет.

Тег (tag) – тип данных, который в отличие от ветвей неизменно ссылается на один и тот же объект типа blob, tree, commit или tag. Его, в свою очередь, можно разделить на легковесный (light tag) и тяжеловесный или аннотированный (annotated tag). Легкий тег, кроме неизменности ссылки, ничем не отличается от обычных ветвей, т.е. содержит лишь SHA1-хеш объекта, на который ссылается, внутри себя. Аннотированный тег состоит из двух частей:

• первая часть содержит собственный SHA1-хеш;
• вторая часть состоит из:
  • SHA1 объекта, на который указывает аннотированный тег;
  • тип указываемого объекта (blob, tree, commit или tag);
  • символьное имя тега;
  • дата и время создания тега;
  • имя и e-mail создателя тега;
  • произвольный кусок данных (данный блок можно использовать для электронной подписи или для пояснения тега).

Иными словами, проект в Git представляет собой набор blob’ов, которые связаны сетью деревьев. Полученная иерархическая структура может, в зависимости от времени, быть отражена в виде commit’ов – версий, а для понимания их структуры в Git присутствуют такие объекты, как ссылки. Исключая действия со ссылками, почти вся работа с объектами системы максимально автоматизирована изнутри. Отталкиваясь от механизма ссылок, мы приходим к следующей идее – работать именно над группами файлов. По мнению автора, мысль является ключевой в философии Git. Задав, например, операцию для данного commit’а, она рекурсивно отработает свою часть по дереву, на которое ссылается. Являясь расширением общепринятого взгляда “действие над каждым файлом”, нововведение упрощает реализацию и подход со стороны программиста над повседневными задачами СУВ, такими как слияние/разделение ветвей, опять же рекурсивно автоматизируя процесс. Данный подход прост для понимания, быстро работает и гибок в реализации своих целей. Многие из этих черт достигаются благодаря Unix-ориентированности системы, т.е. оперируя стандартными устройствами, Git опирается на уже имеющиеся в операционной системе решения.

Проясним момент хранения данных. Содержание файлов разных версий в хронологии занимает довольно много памяти. Так, например, в проекте из двадцати файлов двадцати версий архив будет весить в 20 раз больше (возможно, порядка сотни мегабайтов), а что будет, если количество и тех и других в 10 раз больше (вроде бы не намного)? Размер занятого пространства возрастет в 100 раз (т.е. примерно 1 ГБ). В реальных задачах скорость роста занимаемой памяти далеко не линейно зависит от времени. Для решения данной проблемы существует несколько оптимизаций:

• каждый объект Git хранится в виде обыкновенного архива (tar.gz);
• для всей иерархии файлов применяется последовательная дельта-компрессия.

Разберем на примере.

У вас есть трехлетняя история вашего проекта, в ней порядка тысячи файлов и ста версий. Если в определенный момент нужно будет обратиться к самой ранней версии, Git придется разархивировать дельта-компрессию всей истории файла. Неутешительно, но на данный процесс может уйти до полудня. Git предлагает делать так называемые контрольные точки, т.е. хранить недельта-архивированный файл через некоторое количество версий, которое назовем глубиной компрессии. Тогда в нашем примере вся история сужается до некоторого наперед заданного количества дельта-компрессий, разархивировав которые, можно взглянуть на любую версию в хронологии. Заметим, что дельта-компрессию наиболее целесообразно использовать над одними видами ближайших в иерархии объектов, для этого репозиторий необходимо отсортировать соответственно по типу и размеру. Данный ряд операций, описанных в этом пункте, выполняет функция git-repack (и git-gc, которая её содержит).

Слияние и разделение ветвей

Данный вопрос очень трудоемок и насыщен, в связи с чем введем понятия слияния и разделения только в общих чертах. Снова обратимся к примеру.

Представим себе момент разработки проекта, когда главной поставленной целью является скорость работы программы. Один из возможных тактических вариантов решения – разбить разработчиков на две группы, каждая из которых будет решать одну и ту же задачу. При этом ветвь истории проекта должна раздвоиться. Данная процедура называется ветвление (branch). Действие разветвления ветви – это простое создание её копии, которая впоследствии будет иметь свою историю.

Пусть мы получили два уже законченных результата одной и той же задачи, над которой работали две группы программистов. Как нам быть? Посмотреть, чей код быстрее и надежнее? Это слишком просто, но не всегда лучший выход. Хорошее решение – это, немного разобравшись в коде и файлах, разбить их на подзадачи или блоки кода. И только тогда уже выявлять сильные и слабые стороны данных кусочков. Конечно, этот вариант подходит только в том случае, когда вы заранее предусмотрели, что впоследствии сможете собрать все эти частицы воедино. Случай, когда вы сами разрабатываете код, улучшая и исправляя некоторые ошибки, равнозначен приведенному примеру. Данный процесс объединения двух целых в одно называется слияние (merge). Процесс объединения двух версий и есть ключевой момент ведения проекта. Как бы то ни было, стоит избегать автоматизированного исполнения данной операции. Отличительная черта Git – это максимально достоверный и довольно быстрый способ решения задачи ветвления.

К достоинствам системы можно отнести:

1. Unix-ориентированность.
2. Идеологическая выдержанность (следуя правилам использования системы, очень сложно попасть в безвыходную ситуацию или получить то, чего вы не ожидали).
3. Высокая производительность (это одно из самых явных достоинств системы, плата за которое есть «Идеологическая выдержанность» и «Unix-ориентированность»).
4. Интеграция Git со сторонними СУВ, такими как Subversion, Mercurial, …
5. Управление группой файлов (системе нет необходимости рассматривать изменения в каждом файле по отдельности, она запоминает любые изменения всего проекта, и если вдруг вам понадобится проследить единичные изменения, она выдаст ровно ту часть, которая связана с данным файлом).
6. Операция слияния (максимально автоматизированная реализация сложной задачи).

К недостаткам отнесем:

1. Unix-ориентированность (стоит отметить отсутствие зрелой реализации Git на не Unix-системах).
2. Необходимость периодического выполнения команды git-gc (пакует группы файлов и удаляет те, которые не связанны ссылками).
3. Коллизии хеширования (совпадение SHA1 хеша различных по содержанию файлов).

6. Интерфейсы Git

«Сколько людей, столько и мнений». Попробуем выделить ряд типов интерфейсов для работы с системой. Для определенных целей по-своему лучше каждое из приведеных ниже видов приложений.

Для людей, которые не занимаются разработкой вплотную, для «консерваторов» – тех, кто любит “кнопочки и галочки” и сознательно хочет оградить себя от непомерных усилий запоминания функций, ключей и многих тонкостей, больше подойдет вариант в стиле TortoiseGit или Git Extensions – простые интерфейсы. Они позволяют действовать преимущественно мышью и работают в привычной для многих ОС Windows.

Ровно противоположный тип интерфейса. Для программистов, которым постоянно необходимо взаимодействовать с сотрудниками, решать типичные задачи контроля именно кода, для людей, которые привыкли работать в Unix-like системах, используя терминал, лучше всего подойдет консольный вид приложений. Они так же просты в обращении, немного быстрее и функциональнее, но им придется уделить время, для того чтобы разобраться в использовании.

Можно выделить и третий тип интерфейсов – смешение первых двух. Т.е. у вас есть консольное приложение, например, “родная” оболочка git. Вы можете использовать ряд дополнительных утилит, таких как Gitk или QGit, для отображения деревьев, упрощения обзора иерархии версий, различий между версиями, поиска нужных объектов.

Система контроля версий (Version Control System, VCS ) представляет собой программное обеспечение, которое позволяет отслеживать изменения в документах, при необходимости производить их откат, определять, кто и когда внес исправления и т.п. В статье рассмотрены виды VCS , принципы их работы, а также приведены примеры программных продуктов.

Что такое система контроля версий?

Наверное, всем знакома ситуация, когда при работе над проектом, возникает необходимость внести изменения, но при этом нужно сохранить работоспособный вариант, в таком случае, как правило, создается новая папка, название которой скорее всего будет “Новая папка” с дополнением в виде даты или небольшой пометки, в нее копируется рабочая версия проекта и уже с ним производится работа. Со временем количество таких папок может значительно возрасти, что создает трудности в вопросе отката на предыдущие версии, отслеживании изменений и т.п. Эта ситуация значительно ухудшается, когда над проектом работает несколько человек.

Для решения таких проблем как раз и используется система контроля версий, она позволяет комфортно работать над проектом как индивидуально, так в коллективе. VCS отслеживает изменения в файлах, предоставляет возможности для создания новых и слияние существующих ветвей проекта, производит контроль доступа пользователей к проекту, позволяет откатывать исправления и определять кто, когда и какие изменения вносил в проект. Основным понятием VCS является репозиторий (repository ) – специальное хранилище файлов и папок проекта, изменения в которых отслеживаются. В распоряжении разработчика имеется так называемая “рабочая копия” (working copy ) проекта, с которой он непосредственно работает. Рабочую копию необходимо периодически синхронизировать с репозиторием, эта операция предполагает отправку в него изменений, которые пользователь внес в свою рабочую копию (такая операция называется commit ) и актуализацию рабочей копии, в процессе которой к пользователю загружается последняя версия из репозитория (этот процесс носит название update ).

Централизованные и распределенные системы контроля версий

Системы контроля версий можно разделить на две группы: распределенные и централизованные.

Централизованные системы контроля версий

Централизованные системы контроля версий представляют собой приложения типа клиент-сервер, когда репозиторий проекта существует в единственном экземпляре и хранится на сервере. Доступ к нему осуществлялся через специальное клиентское приложение. В качестве примеров таких программных продуктов можно привести CVS , Subversion .

CVS (Concurrent Versions System , Система одновременных версий) одна из первых систем получивших широкое распространение среди разработчиков, она возникла в конце 80-х годов прошлого века. В настоящее время этот продукт не развивается, это в первую очередь связано с рядом ключевых недостатков, таких как невозможность переименования файлов, неэффективное их хранение, практически полное отсутствие контроля целостности.

Subversion (SVN ) – система контроля версий, созданная на замену CVS . SVN была разработана в 2004 году и до сих пор используется. Несмотря на многие преимущества по сравнению с CVS у SVN все-таки есть недостатки, такие как проблемы с переименованием, невозможность удаления данных из хранилища, проблемы в операции слияния ветвей и т.д. В целом SVN был (и остается) значительном шагом вперед по сравнению с CVS.

Распределенные системы контроля версий

Распределенные системы контроля версий (Distributed Version Control System, DVCS ) позволяют хранить репозиторий (его копию) у каждого разработчика, работающего с данной системой. При этом можно выделить центральный репозиторий (условно), в который будут отправляться изменения из локальных и, с ним же эти локальные репозитории будут синхронизироваться. При работе с такой системой, пользователи периодически синхронизируют свои локальные репозитории с центральным и работают непосредственно со своей локальной копией. После внесения достаточного количества изменений в локальную копию они (изменения) отправляются на сервер. При этом сервер, чаще всего, выбирается условно, т.к. в большинстве DVCS нет такого понятия как “выделенный сервер с центральным репозиторием”.

Большое преимущество такого подхода заключается в автономии разработчика при работе над проектом, гибкости общей системы и повышение надежности, благодаря тому, что каждый разработчик имеет локальную копию центрального репозитория. Две наиболее известные DVCS – это Git и Mercurial .

Начнем с Mercurial , эта система представляет собой свободную DVCS , которая построена таким образом, что в ней отсутствует понятие центрального репозитория, для работы с этой VCS используется (как правило) консольная утилита hg . Mercurial обладает всеми возможностями системы контроля версий, такими как ветвление, слияние, синхронизация с другими репозиториями. Данный проект используют и поддерживают большое количество крупных разработчиков, среди них Mozilla , OpenOffice , OpenJDK и многие другие. Сам продукт написан на языке Python и доступен на большинстве современных операционных систем (Windows , Mac OS , Linux ), также существует значительное количество утилит с графическим интерфейсом для работы с Mercurial . Основным конкурентом Mercurial на рынке распределенных систем контроля версий является Git , который, на сегодняшний день, выиграл гонку за лидерство.

Git – распределенная система контроля версий, разработанная Линусом Торвальдсем для работы над ядром операционной системы Linux . Среди крупных проектов, в рамках которых используется git , можно выделить ядро Linux , Qt , Android . Git свободен и распространяется под лицензией GNU GPL 2 и, также как Mercurial , доступен практически на всех операционных системах. По своим базовым возможностям git схож с Mercurial (и другими DVCS ), но благодаря ряду достоинств (высокая скорость работы, возможность интеграции с другими VCS , удобный интерфейс) и очень активному сообществу, сформировавшемуся вокруг этой системы, git вышел в лидеры рынка распределенных систем контроля версий. Необходимо отметить, что несмотря на большую популярность таких систем как git , крупные корпорации, подобные Google , используют свои VCS .

Это была вводная лекция по системам контроля версий. В дальнейшем, все изложение будет касаться только git .

Если вам больше нравится учиться по видео-лекциям , то рекомендуем классный курс по git от GeekBrains , перейдите по ссылке и найдите в разделе “Курсы” курс “Git . Быстрый старт” . Он бесплатный , нужно только зарегистрироваться на сайте. Рекомендуем повнимательнее посмотреть на этот ресурс, на нем ещё очень много чего интересного!

Что такое контроль версий, и зачем он вам нужен? Система контроля версий (СКВ) - это система, регистрирующая изменения в одном или нескольких файлах с тем, чтобы в дальнейшем была возможность вернуться к определённым старым версиям этих файлов. Для примеров в этой книге мы будем использовать исходные коды программ, но на самом деле под версионный контроль можно поместить файлы практически любого типа.

Если вы графический или веб-дизайнер и хотели бы хранить каждую версию изображения или макета - а этого вам наверняка хочется - то пользоваться системой контроля версий будет очень мудрым решением. СКВ даёт возможность возвращать отдельные файлы к прежнему виду, возвращать к прежнему состоянию весь проект, просматривать происходящие со временем изменения, определять, кто последним вносил изменения во внезапно переставший работать модуль, кто и когда внёс в код какую-то ошибку, и многое другое. Вообще, если, пользуясь СКВ, вы всё испортите или потеряете файлы, всё можно будет легко восстановить. Вдобавок, накладные расходы за всё, что вы получаете, будут очень маленькими.

Локальные системы контроля версий

Многие предпочитают контролировать версии, просто копируя файлы в другой каталог (как правило добавляя текущую дату к названию каталога). Такой подход очень распространён, потому что прост, но он и чаще даёт сбои. Очень легко забыть, что ты не в том каталоге, и случайно изменить не тот файл, либо скопировать файлы не туда, куда хотел, и затереть нужные файлы.

Чтобы решить эту проблему, программисты уже давно разработали локальные СКВ с простой базой данных, в которой хранятся все изменения нужных файлов (см. рисунок 1-1).

Рисунок 1-1. Схема локальной СКВ.

Одной из наиболее популярных СКВ такого типа является rcs, которая до сих пор устанавливается на многие компьютеры. Даже в современной операционной системе Mac OS X утилита rcs устанавливается вместе с Developer Tools. Эта утилита основана на работе с наборами патчей между парами версий (патч - файл, описывающий различие между файлами), которые хранятся в специальном формате на диске. Это позволяет пересоздать любой файл на любой момент времени, последовательно накладывая патчи.

Централизованные системы контроля версий

Следующей основной проблемой оказалась необходимость сотрудничать с разработчиками за другими компьютерами. Чтобы решить её, были созданы централизованные системы контроля версий (ЦСКВ). В таких системах, например CVS, Subversion и Perforce, есть центральный сервер, на котором хранятся все файлы под версионным контролем, и ряд клиентов, которые получают копии файлов из него. Много лет это было стандартом для систем контроля версий (см. рис. 1-2).

Рисунок 1-2. Схема централизованного контроля версий.

Такой подход имеет множество преимуществ, особенно над локальными СКВ. К примеру, все знают, кто и чем занимается в проекте. У администраторов есть чёткий контроль над тем, кто и что может делать, и, конечно, администрировать ЦСКВ намного легче, чем локальные базы на каждом клиенте.

Однако при таком подходе есть и несколько серьёзных недостатков. Наиболее очевидный - централизованный сервер является уязвимым местом всей системы. Если сервер выключается на час, то в течение часа разработчики не могут взаимодействовать, и никто не может сохранить новой версии своей работы. Если же повреждается диск с центральной базой данных и нет резервной копии, вы теряете абсолютно всё - всю историю проекта, разве что за исключением нескольких рабочих версий, сохранившихся на рабочих машинах пользователей. Локальные системы контроля версий подвержены той же проблеме: если вся история проекта хранится в одном месте, вы рискуете потерять всё.

Распределённые системы контроля версий

И в этой ситуации в игру вступают распределённые системы контроля версий (РСКВ). В таких системах как Git, Mercurial, Bazaar или Darcs клиенты не просто выгружают последние версии файлов, а полностью копируют весь репозиторий. Поэтому в случае, когда "умирает" сервер, через который шла работа, любой клиентский репозиторий может быть скопирован обратно на сервер, чтобы восстановить базу данных. Каждый раз, когда клиент забирает свежую версию файлов, он создаёт себе полную копию всех данных (см. рисунок 1-3).

Рисунок 1-3. Схема распределённой системы контроля версий.

Кроме того, в большей части этих систем можно работать с несколькими удалёнными репозиториями, таким образом, можно одновременно работать по-разному с разными группами людей в рамках одного проекта. Так, в одном проекте можно одновременно вести несколько типов рабочих процессов, что невозможно в централизованных системах.