Kapitel 4. Branch-Magie

Unverzügliches Branchen und Mergen sind die hervorstechenden Eigenschaften von Git.

Problem: Externe Faktoren zwingen zum Wechsel des Kontext. Ein schwerwiegender Fehler in der veröffentlichten Version tritt ohne Vorwarnung auf. Die Frist für ein bestimmtes Leistungsmerkmal rückt näher. Ein Entwickler, dessen Unterstützung für eine Schlüsselstelle im Projekt wichtig ist, verlässt das Team. In allen Fällen musst Du alles stehen und liegen lassen und Dich auf eine komplett andere Aufgabe konzentrieren.

Den Gedankengang zu unterbrechen ist schlecht für die Produktivität und je komplizierter der Kontextwechsel ist, desto größer ist der Verlust. Mit zentraler Versionsverwaltung müssen wir eine neue Arbeitskopie vom Server herunterladen. Bei verteilen Systemen ist das viel besser, da wir die benötigt Version lokal clonen können.

Doch das Clonen bringt das Kopieren des gesamten Arbeitsverzeichnis wie auch die ganze Geschichte bis zum angegebenen Punkt mit sich. Auch wenn Git die Kosten durch Dateifreigaben und Verknüpfungen reduziert, müssen doch die gesamten Projektdateien im neuen Arbeitsverzeichnis erstellt werden.

Lösung: Git hat ein besseres Werkzeug für diese Situationen, die wesentlich schneller und platzsparender als clonen ist: git branch.

Mit diesem Zauberwort verwandeln sich die Dateien in Deinem Arbeitsverzeichnis plötzlich von einer Version in eine andere. Diese Verwandlung kann mehr als nur in der Geschichte vor und zurück gehen. Deine Dateien können sich verwandeln, vom aktuellsten Stand, zur experimentellen Version, zum neusten Entwicklungsstand, zur Version Deines Freundes und so weiter.

Die Chef-Taste

Hast Du schon einmal ein Spiel gespielt, wo beim Drücken einer Taste („der Chef-Taste“), der Monitor sofort ein Tabellenblatt oder etwas anderes angezeigt hat? Dass, wenn der Chef ins Büro spaziert, während Du das Spiel spielst, Du es schnell verstecken kannst?

In irgendeinem Verzeichnis:

$ echo "Ich bin klüger als mein Chef" > meinedatei.txt
$ git init
$ git add .
$ git commit -m "Erster Stand"

Wir haben ein Git Repository erstellt, das eine Textdatei mit einer bestimmten Nachricht enthält. Nun gib ein:

$ git checkout -b chef  # scheinbar hat sich danach nichts geändert
$ echo "Mein Chef ist klüger als ich" > meinedatei.txt
$ git commit -a -m "Ein anderer Stand"

Es sieht aus, als hätten wir unsere Datei überschrieben und commitet. Aber es ist eine Illusion. Tippe:

$ git checkout master  # wechsle zur Originalversion der Datei

und Simsalabim! Die Textdatei ist wiederhergestellt. Und wenn der Chef in diesem Verzeichnis herumschnüffelt, tippe:

$ git checkout chef  # wechsle zur Version die der Chef ruhig sehen kann

Du kannst zwischen den beiden Versionen wechseln, so oft du willst und du kannst unabhängig voneinander in jeder Version Änderungen commiten

Schmutzarbeit

Sagen wir, Du arbeitest an einer Funktion und Du musst, warum auch immer, drei Versionen zurückgehen, um ein paar print Anweisungen einzufügen, damit Du siehst, wie etwas funktioniert. Dann:

$ git commit -a
$ git checkout HEAD~3

Nun kannst Du überall wild temporären Code hinzufügen. Du kannst diese Änderungen sogar commiten. Wenn Du fertig bist,

$ git checkout master

um zur ursprünglichen Arbeit zurückzukehren. Beachte, dass alle Änderungen, die nicht commitet sind, übernommen werden.

Was, wenn Du am Ende die temporären Änderungen sichern willst? Einfach:

$ git checkout -b schmutzig

und commite bevor du auf den Master Branch zurückschaltest. Wann immer du zu deiner Schmutzarbeit zurückkehren willst, tippe einfach:

$ git checkout schnmutzig

Wir sind mit dieser Anweisung schon in einem früheren Kapitel in Berührung gekommen, als wir das Laden alter Stände besprochen haben. Nun können wir die ganze Geschichte erzählen: Die Dateien ändern sich zu dem angeforderten Stand, aber wir müssen den Master Branch verlassen. Jeder Commit ab jetzt führt Deine Dateien auf einen anderen Weg, dem wir später noch einen Namen geben können.

Mit anderen Worten, nach dem Abrufen eines alten Stands versetzt dich Git automatisch in einen neuen, unbenannten Branch, der mit git checkout -b benannt und gesichert werden kann.

Schnelle Fehlerbehebung

Du steckst mitten in der Arbeit, als es heißt, alles fallen zu lassen, um einen neu entdeckten Fehler in Commit 1b6d... zu beheben:

$ git commit -a
$ git checkout -b fixes 1b6d

Dann, wenn Du den Fehler behoben hast:

$ git commit -a -m "Fehler behoben"
$ git checkout master

und fahre mit Deiner ursprünglichen Arbeit fort. Du kannst sogar die frisch gebackene Fehlerkorrektur auf Deinen aktuellen Stand übernehmen:

$ git merge fixes

Mergen

Mit einigen Versionsverwaltungssystemen ist das Erstellen eines Branch einfach, aber das Zusammenfügen (Mergen) ist schwierig. Mit Git ist Mergen so einfach, dass Du gar nicht merkst, wenn es passiert.

Tatsächlich sind wir dem Mergen schon lange begegnet. Die pull Anweisung holt (fetch) eigentlich die Commits und verschmilzt (merged) diese dann mit dem aktuellen Branch. Wenn Du keine lokalen Änderungen hast, dann ist merge eine schnelle Weiterleitung, ein Ausnahmefall, ähnlich dem Abrufen der letzten Version eines zentralen Versionsverwaltungssystems. Wenn Du aber Änderungen hast, wird Git diese automatisch mergen und Dir Konflikte melden.

Normalerweise hat ein Commit genau einen Eltern-Commit, nämlich den vorhergehenden Commit. Das Mergen mehrerer Branches erzeugt einen Commit mit mindestens zwei Eltern. Das wirft die Frage auf: Welchen Commit referenziert HEAD~10 tatsächlich? Ein Commit kann mehrere Eltern haben, welchem folgen wir also?

Es stellt sich heraus, dass diese Notation immer den ersten Elternteil wählt. Dies ist erstrebenswert, denn der aktuelle Branch wird zum ersten Elternteil während eines Merge; häufig bist Du nur von Änderungen betroffen, die Du im aktuellen Branch gemacht hast, als von den Änderungen, die von anderen Branches eingebracht wurden.

Du kannst einen bestimmten Elternteil mit einem Caret-Zeichen referenzieren. Um zum Beispiel die Logs vom zweiten Elternteil anzuzeigen:

$ git log HEAD^2

Du kannst die Nummer für den ersten Elternteil weglassen. Um zum Beispiel die Unterschiede zum ersten Elternteil anzuzeigen:

$ git diff HEAD^

Du kannst diese Notation mit anderen Typen kombinieren. Zum Beispiel:

$ git checkout 1b6d^^2~10 -b uralt

beginnt einen neuen Branch „uralt“, welcher den Stand 10 Commits zurück vom zweiten Elternteil des ersten Elternteil des Commits, dessen Hashwert mit 1b6d beginnt.

Kontinuierlicher Arbeitsfluss

In Herstellungsprozessen muss der zweite Schritt eines Plans oft auf die Fertigstellung des ersten Schritt warten. Ein Auto, das repariert werden soll, steht unbenutzt in der Garage bis ein Ersatzteil geliefert wird. Ein Prototyp muss warten, bis ein Baustein fabriziert wurde, bevor die Konstruktion fortgesetzt werden kann.

Bei Softwareprojekten kann das ähnlich sein. Der zweite Teil eines Leistungsmerkmals muss warten, bis der erste Teil veröffentlicht und getestet wurde. Einige Projekte erfordern, dass Dein Code überprüft werden muss, bevor er akzeptiert wird; Du musst also warten, bis der erste Teil geprüft wurde, bevor Du mit dem zweiten Teil anfangen kannst.

Dank des schmerzlosen Branchen und Mergen können wir die Regeln beugen und am Teil II arbeiten, bevor Teil I offiziell freigegeben wurde. Angenommen du hast Teil I commitet und zur Prüfung eingereicht. Sagen wir du bist im master Branch. Dann branche zu Teil II:

$ git checkout -b teil2

Du arbeitest also an Teil II und commitest deine Änderungen regelmäßig. Irren ist menschlich und so kann es vorkommen, dass Du zurück zu Teil I willst, um einen Fehler zu beheben. Wenn du Glück hast oder sehr gut bist, kannst Du die nächsten Zeilen überspringen.

$ git checkout master  # Gehe zurück zu Teil I.
$ fix_problem
$ git commit -a        # 'Commite' die Lösung.
$ git checkout teil2   # Gehe zurück zu Teil II.
$ git merge master     # 'Merge' die Lösung.

Schließlich, Teil I ist zugelassen:

$ git checkout master  # Gehe zurück zu Teil I.
$ submit files         # Veröffentliche deine Dateien!
$ git merge teil2      # 'Merge' in Teil II.
$ git branch -d teil2  # Lösche den Branch "teil2"

Nun bist Du wieder im master Branch, mit Teil II im Arbeitsverzeichnis.

Es ist einfach, diesen Trick auf eine beliebige Anzahl von Teilen zu erweitern. Es ist genauso einfach, rückwirkend zu branchen: angenommen, Du merkst zu spät, dass vor sieben Commits ein Branch erforderlich gewesen wäre. Dann tippe:

$ git branch -m master teil2  # Umbenennen des 'Branch' "master" zu "teil2".
$ git branch master HEAD~7    # Erstelle neuen "master", 7 Commits voraus

Der master Branch enthält nun Teil I, und der teil2 Branch enthält den Rest. Wir befinden uns in letzterem Branch; wir haben master erzeugt, ohne dorthin zu wechseln, denn wir wollen im teil2 weiterarbeiten. Das ist unüblich. Bisher haben wir unmittelbar nach dem Erstellen in einen Branch gewechselt, wie in:

$ git checkout HEAD~7 -b master  # erzeuge einen Branch, und wechsle zu ihm.

Mischmasch Reorganisieren

Vielleicht magst Du es, alle Aspekte eines Projekts im selben Branch abzuarbeiten. Du willst deine laufenden Arbeiten für Dich behalten und andere sollen Deine Commits nur sehen, wenn Du sie hübsch organisiert hast. Beginne ein paar Branches:

$ git branch sauber           # Erzeuge einen Branch für gesäuberte Commits.
$ git checkout -b mischmasch  # Erzeuge und wechsle in den Branch zum Arbeiten.

Fahre fort, alles zu bearbeiten: Behebe Fehler, füge Funktionen hinzu, erstelle temporären Code und so weiter und commite deine Änderungen oft. Dann:

$ git checkout bereinigt
$ git cherry-pick mischmasch^^

wendet den Urahn des obersten Commit des „mischmasch“ Branch auf den „bereinigt“ Branch an. Durch das Herauspicken der Rosinen kannst Du einen Branch konstruieren, der nur endgültigen Code enthält und zusammengehörige Commits gruppiert hat.

Branches verwalten

Ein Liste aller Branches bekommst Du mit:

$ git branch

Standardmäßig beginnst Du in einem Branch namens „master“. Einige plädieren dafür, den „master“ Branch unangetastet zu lassen und für seine Arbeit einen neuen Branch anzulegen.

Die -d und -m Optionen erlauben dir Branches zu löschen und zu verschieben (umzubenennen). Siehe git help branch.

Der „master“ Branch ist ein nützlicher Brauch. Andere können davon ausgehen, dass Dein Repository einen Branch mit diesem Namen hat und dass er die offizielle Version enthält. Auch wenn Du den „master“ Branch umbenennen oder auslöschen könntest, kannst Du diese Konvention aber auch respektieren.

Temporäre Branches

Nach einer Weile wirst Du feststellen, dass Du regelmäßig kurzlebige Branches erzeugst, meist aus dem gleichen Grund: jeder neue Branch dient lediglich dazu, den aktuellen Stand zu sichern, damit Du kurz zu einem alten Stand zurück kannst, um eine vorrangige Fehlerbehebung zu machen oder irgendetwas anderes.

Es ist vergleichbar mit dem kurzzeitigen Umschalten des Fernsehkanals, um zu sehen was auf dem anderen Kanal los ist. Doch anstelle ein paar Knöpfe zu drücken, machst du create, check out, merge und delete von temporären Branches. Glücklicherweise hat Git eine Abkürzung dafür, die genauso komfortabel ist wie eine Fernbedienung:

$ git stash

Das sichert den aktuellen Stand an einem temporären Ort (stash=Versteck) und stellt den vorherigen Stand wieder her. Dein Arbeitsverzeichnis erscheint wieder exakt in dem Zustand, wie es war, bevor Du anfingst zu editieren. Nun kannst Du Fehler beheben, Änderungen vom zentralen Repository holen (pull) und so weiter. Wenn Du wieder zurück zu Deinen Änderungen willst, tippe:

$ git stash apply  # Es kann sein, dass Du Konflikte auflösen musst.

Du kannst mehrere stashes haben und diese unterschiedlich handhaben. Siehe git help stash. Wie Du Dir vielleicht schon gedacht hast, verwendet Git Branches im Hintergrund, um diesen Zaubertrick durchzuführen.

Arbeite wie Du willst

Du magst Dich fragen, ob Branches diesen Aufwand Wert sind. Immerhin sind Clone fast genauso schnell und Du kannst mit cd anstelle von esoterischen Git Befehlen zwischen ihnen wechseln.

Betrachten wir Webbrowser. Warum mehrere Tabs unterstützen und mehrere Fenster? Weil beides zu erlauben, eine Vielzahl an Stilen unterstützt. Einige Anwender möchten nur ein Browserfenster geöffnet haben und benutzen Tabs für unterschiedliche Webseiten. Andere bestehen auf dem anderen Extrem: mehrere Fenster, ganz ohne Tabs. Wieder andere bevorzugen irgendetwas dazwischen.

Branchen ist wie Tabs für dein Arbeitsverzeichnis und Clonen ist wie das Öffnen eines neuen Browserfenster. Diese Operationen sind schnell und lokal, also warum nicht damit experimentieren, um die beste Kombination für sich selbst zu finden? Git lässt Dich genauso arbeiten, wie Du es willst.