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.

Привет, Хабр. Решил затронуть измученную во многих статьях тему, конкретнее – описать во многом нестандартное (я бы сказал, несорцовое) использование систем контроля версий (далее – СКВ). Товарищи программисты, давайте спрячем тухлые помидоры и пройдем мимо, ибо данная статья – не для вас. Да, все вы уже изучили все тонкости работы Git, SVN, CVS и знаете много других умных слов. Позвольте же и нам, простым смертным, ознакомиться со всеми преимуществами использования СКВ.
Приглашаю под кат всех желающих ознакомиться с СКВ, а также всех тех, кто, так или иначе, имеет дело с быстроменяющимися данными.

Зачем это нужно

Сам я являюсь студентом технического ВУЗа и практически постоянно работаю с документами (текстами, рисунками, чертежами), изменяя их по три (десять, сто) раз на дню. Порой получается так, что правки, сделанные в течение последней недели, необходимо отменить и вернуться к документам в состоянии недельной давности. Хорошо, если правок было сделано немного, в этом случае могут помочь полсотни ударов по Ctrl+Z. Однако если в течение этой недели шла более-менее активная работа с документом, просто так восстановить статус «до важной правки, сделанной неделю назад» не получится. Для этого необходима копия документа на момент «до важной правки», а также еще десяток копий «до другой важной правки», «до сомнительной правки» и «до правки, которую, скорее всего, придется отменить». В принципе, такой подход возможен и практикуется многими. До недавнего времени я и сам держал важные версии файлов, сохраняя их с префиксами «дата_время», и, вроде бы, был доволен. Преимуществом этого метода является простота, недостатком – «разбухание» рабочих папок и неудобство использования. И, если с первым из них можно как-то бороться (большими жесткими дисками и 7zip’ом), то с неудобством что-то нужно было делать.

Что с этим можно сделать, или что такое СКВ

Вырываем абзац из Википедии: «Система управления версиями (от англ. Version Control System, VCS или Revision Control System) – программное обеспечение для облегчения работы с изменяющейся информацией. Система управления версиями позволяет хранить несколько версий одного и того же документа, при необходимости, возвращаться к более ранним версиям, определять, кто и когда сделал то или иное изменение и многое другое». Похоже на принцип работы самой Википедии – все версии статей со всеми правками доступны для изучения.
Таким образом, использование СКВ в ситуации, когда нужно хранить множество версий файлов – то, что надо. К преимуществам такого подхода относятся удобство использования и экономия свободного дискового пространства благодаря так называемому дельта-сжатию (когда сохраняются не сами файлы в различных версиях, а изменения от версии к версии, что уменьшает объем хранимых данных). Давайте попробуем.

Какие бывают СКВ

Та же Википедия подсказывает, что СКВ бывают централизованные и распределенные, большие и маленькие, с примочками и без. Нас это не особо интересует, так как мы будем пользоваться (по крайней мере, сначала) только частью функционала СКВ. Этот самый функционал и рассмотрим.
Практически все СКВ представляют собой некое хранилище, в котором хранятся все версии файлов, с которыми мы работаем. Здесь необходимо уточнить, что версии хранимых файлов чаще всего определяет пользователь. Внесли мы, допустим, с десяток мелких правок и решили, что пора бы сохранить результаты нашей деятельности в хранилище. В голову приходит аналогия с периодическим нажатием Ctrl+S, с тем лишь отличием, что к данной версии файла можно будет обращаться в будущем. Естественно, что «одним махом» таким образом можно занести в хранилище версии сколь угодно большого количества файлов. Называется это действие «commit», или «фиксация изменений» по-простому.
В любой момент в репозиторий (а именно так по-умному называется хранилище) можно добавить новый или удалить существующий файл, и СКВ будет «помнить» когда и что мы добавили/удалили. А благодаря комментариям при commit’ах можно еще и описать для чего собственно данный commit выполняется («добавили фенечку туда-то»/«удалили возможно нужный кусок оттуда-то»).
Когда же мы, наконец, понимаем, что пора бы нам вернуться к версии недельной давности, у нас имеется вся история изменений. И тут мы можем выбирать, как поступить. Если необходимо скопировать из старого файла нужный кусочек и вставить в текущую версию – просто извлекаем из хранилища старый файл и копируем из него необходимое. Если же необходимо полностью откатиться назад и продолжить работу со старой версией нам на помощь снова приходит СКВ – можно вернуться к ранней версии и создать так называемую новую ветку («branch»), сохранив при этом все, от чего мы «отказались», откатившись в версиях на неделю назад. Таким образом, историю версий проекта графически можно представить в виде дерева – от «корней» (начала проекта) до «ветвей» (удачных и неудачных правок). Кроме того, «ветку» можно создать и искусственно, к примеру, в том случае, когда из одних исходных файлов мы решим развить две различные версии – в первой работаем над одними фенечками, во второй – над другими. Более того, в случае, если рабочие файлы представляют собой текстовые документы (и в некоторых других), возможно объединение различных веток в одну – так называемое слияние («merge»). Теперь представим, что над проектом работают несколько человек, и каждый занимается своей такой «фенечкой». Наличие общего репозитория в этом случае сильно упрощает разработку.

От теории к практике, или начинаем использовать СКВ

Итак, надеюсь, я убедил вас в том, что использование СКВ – это хорошо. Осталось лишь научиться использовать СКВ. Этим и займемся.
Существуют различные системы контроля версий, отличающиеся друг от друга различными аспектами использования. Так как нас не интересуют (по крайней мере, сначала) тонкости работы различных систем, остановимся на самой простой и дружелюбной из них. По моему скромному мнению, такой системой, как ни странно, является Mercurial – «кроссплатформенная распределённая система управления версиями, разработанная для эффективной работы с очень большими репозиториями кода» с графической оболочкой TortoiseHg. Работа с системой возможна под Windows, Linux и Mac OS X.
Сразу оговорюсь, что буду описывать работу с системой в Windows. Освоившим Linux не составит труда изучить все по аналогии.
Кроме того, параллельно обучимся работать с бесплатным хостингом Mercurial репозиториев – bitbucket.org, необходимым в случае, если вы работаете над проектом не одни или же, что очень удобно, хотите иметь доступ ко всем версиям проекта через интернет. По сути, это удобная замена Dropbox, если вы использовали его ранее.
Для начала устанавливаем Mercurial + TortoiseHg отсюда: tortoisehg.bitbucket.org.
Эта система работает в консоли, поэтому для удобства использования позже напишем несколько *.bat файлов для типичных операций.
Все операции производятся командой hg. Вызванная без параметров, она выводит список основных команд.
В качестве репозитория выступает любая выбранная нами директория (я буду использовать папку “C:\project\”), в которой и должны храниться все файлы нашего будущего проекта. Разумеется, никто не запрещает иметь несколько репозиториев на одном компьютере.
Чтобы система «поняла», что мы хотим создать репозиторий, выполняем команду:
hg init c:\project
после которой будет создана папка “c:\project\”, если она не была создана ранее и папка “c:\project\.hg\”, в которой Mercurial будет хранить всю служебную информацию.
Тут же вспоминаем, что хотим получить не только локальный репозиторий на своем компьютере, но и удаленный репозиторий, в который будем отправлять все наши изменения (или, как говорят умники, «пушить» изменения в удаленный репозиторий, от англ. «push»). Для этого идем на bitbucket.org, регистрируемся, и создаем свой первый репозиторий (Repositories - Create new repository). Даем репозиторию имя (я для определенности назову его remote_project) и жмем на Create repository.
Теперь у нас имеются два репозитория – локальный, находящийся в папке “c:\project\” и удаленный, расположенный по адресу “bitbucket.org/имя_вашей_учетки/remote_project/”, где имя_вашей_учетки – указанное при регистрации на bitbucket, remote_project – имя репозитория, выбранное при его создании.
Для того, чтобы продолжить изучение, нам необходимо поместить что-нибудь в наш локальный репозиторий. Просто создайте в нем (в моем случае – в папке “c:\project\”) любой файл вашего будущего проекта либо скопируйте туда ваш текущий проект.
Теперь, строго говоря, нам необходимо указать Mercurial: «мы добавили в папку проекта такой-то и такой-то файлы и пару новых папок», для этого предусмотрена команда “hg add”. Однако, более удобен другой подход – при очередном commit’е мы прикажем Mercurial подхватить все свежесозданные файлы из папки проекта и забыть про удаленные, это гораздо легче, чем каждый раз при создании нового документа выполнять “hg add c:\project\new_document.doc”.
Итак, приступаем к нашему первому commit’у. Выполняется он следующей командой:
hg commit –A –m “comment to commit”
Разберем все по порядку. Команда должна вводиться тогда, когда мы находимся в репозитории (то есть предварительно необходимо выполнить “cd c:\project”). Опция “-A” необходима для того, чтобы Mercurial «подхватил» свежесозданные файлы (см. выше), опция “-m” позволяет добавить к commit’у комментарий. Эти комментарии будут отображаться при просмотре версий (или changeset’ов – списков изменений) в TortoiseHg и на странице проекта в bitbucket.org. Очень важно давать осмысленные комментарии, чтобы потом не мучаться, вспоминая, когда же была сделана та или иная правка.
Теперь в нашем репозитории хранится начальная версия нашего проекта. Все дальнейшие commit’ы выполняются аналогично после того, как мы решим, что пора бы сохранить текущую версию.
Сделанный commit можно «втолкнуть» в удаленный репозиторий командой:
hg push https://bitbucket.org/имя_вашей_учетки/remote_project
При этом также необходимо находиться в папке, соответствующей репозиторию. После ввода команды будет запрошено имя и пароль нашей учетки на bitbucket.org, чтобы не вводить их при каждом push’е команду можно заменить на следующую:
hg push hg push https://имя_вашей_учетки:пароль_вашей_учетки@bitbucket.org/имя_вашей_учетки/remote_project
Так как все команды мы забьем в *.bat файл, в этом случае пароль будет храниться в открытом виде, что представляет собой некоторую угрозу безопасности, однако для меня это приемлемо.
Итак, для удобства создаем в зоне прямой досягаемости файлы commit.bat, push.bat и commit&push.bat со следующим содержанием:
[содержание файла commit.bat]
IF !%1==! goto exit1
cd C:\project
hg commit -A -m "%*"
goto exit0
:exit1
echo "NO COMMAND-LINE ARG!"
:exit0
Этот файл, вызванный с аргументами, выполнит commit проекта с занесением аргументов в комментарии к commit’у. Пример: выполняем “commit.bat my first commit” и получаем commit с комментарием «my first commit». В FAR’е для этого удобно использовать сочетание Ctrl+Enter.
[содержание файла push.bat]
cd C:\project
hg push https://имя_вашей_учетки:пароль_вашей_учетки@bitbucket.org/имя_вашей_учетки/remote_project
Этот файл произведет push в удаленный репозиторий.
[содержание файла commit&push.bat]
IF !%1==! goto exit1
cd C:\project
hg commit -A -m "%*"
goto exit0
:exit1
echo "NO COMMAND-LINE ARG!"
:exit0
call ./push.bat
Этот файл, вызванный с аргументами, выполнит последовательный commit и push проекта с занесением аргументов в комментарии к commit’у.
Кроме того, для мелких промежуточных commit’ов я рекомендую создать файл commit_date_time.bat:
[содержание файла commit_date_time.bat]
cd C:\project
hg commit -A -m "%DATE% %TIME%"
Этот файл произведет commit с указанием текущей даты и времени в качестве комментария, что часто бывает удобно.
Вопрос о частоте commit’ов и push’ей каждый решает в индивидуальном порядке в зависимости от интенсивности и сложности вносимых правок. Хотя и рекомендуется руководствоваться правилом «чаще – лучше».
Правым кликом на файле/папке репозитория можно запустить Repository Explorer (TortoiseHg - Repository Explorer), в котором представлены все наши commit’ы с комментариями к ним. В этом окне отображается древовидная структура нашего репозитория, отсюда же можно производить commit’ы, push’и, откаты к предыдущим версиям (backout’ы) и другие операции.
По адресу bitbucket.org/имя_вашей_учетки/remote_project находится аналогичный набор changeset’ов, при этом можно скачать любую версию проекта одним архивом, что иногда также очень удобно.
В общем, первоначальное знакомство с Mercurial на этом считаю оконченным. За более подробной информацией можно обратиться по адресу: translated.by/you/mercurial-the-definitive-guide/into-ru/trans/

Для кого эта статья

Закончу, пожалуй, тем, с чего следовало бы начать – для кого эта статья? Ответ прост – для тех, кто хочет научиться использовать СКВ. Мне удалось «подсадить» на СКВ нескольких дизайнеров, инженеров и даже писателя. Попробуйте и вы – этим вы, возможно, сильно облегчите себе работу.

P. S. Перенес в блог «Системы управления версиями».

Теги:

• системы управления версиями
• mercurial
• bitbucket

Добавить метки

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!

Система управления версиями

Система управления версиями (от англ. Version Control System, VCS или Revision Control System ) - программное обеспечение для облегчения работы с изменяющейся информацией. Система управления версиями позволяет хранить несколько версий одного и того же документа, при необходимости возвращаться к более ранним версиям, определять, кто и когда сделал то или иное изменение, и многое другое.

Такие системы наиболее широко используются при разработке программного обеспечения для хранения исходных кодов разрабатываемой программы. Однако они могут с успехом применяться и в других областях, в которых ведётся работа с большим количеством непрерывно изменяющихся электронных документов. В частности, системы управления версиями применяются в САПР , обычно в составе систем управления данными об изделии (PDM). Управление версиями используется в инструментах конфигурационного управления (Software Configuration Management Tools ).

При определении допустимости слияния изменений в пределах одного и того же текстового файла работает типовой механизм построчного сравнения текстов (примером его реализации является системная утилита GNU diff), который сравнивает объединяемые версии с базовой и строит список изменений, то есть добавленных, удалённых и заменённых наборов строк. Минимальной единицей данных для этого алгоритма является строка, даже самое малое отличие делает строки различными. С учётом того, что символы-разделители, в большинстве случаев, не несут смысловой нагрузки, механизм слияния может игнорировать эти символы при сравнении строк.

Те найденные наборы изменённых строк, которые не пересекаются между собой, считаются совместимыми и их слияние делается автоматически. Если в сливаемых файлах находятся изменения, затрагивающие одну и ту же строку файла, это приводит к конфликту. Такие файлы могут быть объединены только вручную. Любые файлы, кроме текстовых, с точки зрения VCS являются бинарными и не допускают автоматического слияния.

Конфликты и их разрешение

Ситуация, когда при слиянии нескольких версий сделанные в них изменения пересекаются между собой, называют конфликтом . При конфликте изменений система управления версиями не может автоматически создать объединённый проект и вынуждена обращаться к разработчику. Как уже говорилось выше, конфликты могут возникать на этапах фиксации изменений, обновления или слияния ветвей. Во всех случаях при обнаружении конфликта соответствующая операция прекращается до его разрешения. Некоторые системы (например, Subversion) даже не пытаются разрешать конфликты на этапе фиксации или слияния ветви со стволом; при возникновении таких конфликтов операция полностью отменяется и разработчику предлагается сначала выполнить обновление рабочей копии (очевидно, что при этом возникнут те же самые конфликты), разрешить конфликты и только после этого выполнять объединение своих изменений с базовой ветвью.

Для разрешения конфликта система, в общем случае, предлагает разработчику три варианта конфликтующих файлов: базовый, локальный и серверный. Конфликтующие изменения либо показываются разработчику в специальном программном модуле объединения изменений (в этом случае там демонстрируются сливаемые варианты и динамически изменяющийся в зависимости от команд пользователя объединённый вариант файла), либо просто помечаются специальной разметкой прямо в тексте объединённого файла (тогда разработчик должен сам сформировать желаемый текст в спорных местах и сохранить его).

Конфликты в файловой системе разрешаются проще: там может конфликтовать только удаление файла с одной из прочих операций, а порядок файлов в каталоге не имеет значения, так что разработчику остаётся лишь выбрать, какую операцию нужно сохранить в сливаемой версии.

Блокировки

Механизм блокировки позволяет одному из разработчиков захватить в монопольное использование файл или группу файлов для внесения в них изменений. На то время, пока файл заблокирован, он остаётся доступным всем остальным разработчикам только на чтение, и любая попытка внести в него изменения отвергается сервером. Технически блокировка может быть организована по-разному. Типичным для современных систем является следующий механизм.

Массовое использование блокировок, когда все или большинство файлов в проекте являются блокируемыми и для любых изменений необходимо заблокировать соответствующий набор файлов, называется ещё стратегией «блокированного извлечения». Ранние системы управления версиями поддерживали исключительно эту стратегию, предотвращая таким способом появление конфликтов на корню. В современных VCS предпочтительным является использование неблокирующих извлечений, блокировки же считаются скорее неизбежным злом, которое нужно по возможности ограничивать. Недостатки использования блокировок очевидны:

• Блокировки просто мешают продуктивной работе, поскольку вынуждают ожидать освобождения блокированных файлов, хотя в большинстве случаев даже совместные изменения одних и тех же файлов, которые делаются в ходе разных по смыслу работ, не пересекаются и объединяются при слиянии автоматически.
• Частота возникновения конфликтов и сложность их разрешения в большинстве случаев не настолько велики, чтобы создать серьёзные затруднения. Возникновение же серьёзного конфликта изменений чаще всего сигнализирует либо о существенном расхождении во мнениях разных разработчиков относительно дизайна одного и того же фрагмента, либо о неправильной организации работы (когда два или более разработчиков делают одно и то же).
• Блокировки создают административные проблемы. Типичный пример: разработчик может забыть снять блокировку с занятых им файлов, уходя в отпуск. Для разрешения подобных проблем приходится применять административные меры, в том числе включать в систему технические средства для сброса неверных блокировок, но и при их наличии на приведение системы в порядок расходуется время.

С другой стороны, в некоторых случаях использование блокировок вполне оправданно. Очевидным примером является организация работы с бинарными файлами, для которых нет инструментальных средств слияния изменений либо такое слияние принципиально невозможно (как, например, для файлов изображений). Если автоматическое слияние невозможно, то при обычном порядке работы любое параллельное изменение подобных файлов будет приводить к конфликту. В данном случае гораздо удобнее сделать такой файл блокируемым, чтобы гарантировать, что любые изменения в него будут вноситься только последовательно.

Версии проекта, теги

Система управления версиями обеспечивает хранение всех существовавших вариантов файлов и, как следствие, всех вариантов проекта в целом, имевших место с момента начала его разработки. Но само понятие «версии» в разных системах может трактоваться двумя различными способами.

Одни системы поддерживают версионность файлов . Это означает, что любой файл, появляющийся в проекте, получает собственный номер версии (обычно - номер 1, условной «нулевой» версией файла считается пустой файл с тем же именем). При каждой фиксации разработчиком изменений, затрагивающих файл, соответствующая часть фиксируемых изменений применяется к файлу и файл получает новый, обычно следующий по порядку, номер версии. Поскольку фиксации обычно затрагивают только часть файлов в репозитории, номера версий файлов, имеющиеся на один и тот же момент времени, со временем расходятся, и проект в целом (то есть весь набор файлов репозитория), фактически, никакого «номера версии» не имеет, поскольку состоит из множества файлов с различными номерами версий. Подобным образом работает, например, система управления версиями CVS.

Для других систем понятие «версия» относится не к отдельному файлу, а к репозиторию целиком. Вновь созданный пустой репозиторий имеет версию 1 или 0, любая фиксация изменений приводит к увеличению этого номера (то есть даже при изменении одного файла на один байт весь репозиторий считается изменённым и получает новый номер версии). Таким способом трактует номера версий, например, система Subversion. Номера версии отдельного файла здесь, фактически, не существует, условно можно считать таковым текущий номер версии репозитория (то есть считать, что при каждом изменении, внесённом в репозиторий, все его файлы меняют номер версии, даже те, которые не менялись). Иногда, говоря о «версии файла» в таких системах, имеют в виду ту версию репозитория, в которой файл был последний раз (до интересующего нас момента) изменён.

Для практических целей обычно имеет значение не отдельный файл, а весь проект целиком. В системах, поддерживающих версионность отдельных файлов, для идентификации определённой версии проекта можно использовать дату и время - тогда версия проекта будет состоять из тех версий входящих в него файлов, которые имелись в репозитории на указанный момент времени. Если поддерживается версионность репозитория в целом, номером версии проекта может выступать номер версии репозитория. Однако оба варианта не слишком удобны, так как ни дата, ни номер версии репозитория обычно не несут информации о значимых изменениях в проекте, о том, насколько долго и интенсивно над ним работали. Для более удобной пометки версий проекта (или его частей) системы управления версиями поддерживают понятие тегов .

Тег (tag) - это символическая метка, которая может быть связана с определённой версией файла и/или каталога в репозитории. С помощью соответствующей команды всем или части файлов проекта, отвечающим определённым условиям (например, входящим в головную версию главной ветви проекта на определённый момент времени) может быть присвоена заданная метка. Таким образом можно идентифицировать версию проекта (версия «XX.XXX.XXX» - это набор версий файлов репозитория, имеющих тег «XX.XXX.XXX»), зафиксировав таким образом его состояние на некоторый желаемый момент. Как правило, система тегов достаточно гибкая и позволяет пометить одним тегом и не одновременные версии файлов и каталогов. Это позволяет собрать «версию проекта» любым произвольным образом. С точки зрения пользователя системы пометка тегами может выглядеть по-разному. В некоторых системах она изображается именно как пометка (тег можно создать, применить к определённым версиям файлов и каталогов, снять). В других системах (например, Subversion) тег представляет собой просто отдельный каталог на файловом дереве репозитория, куда из ствола и ветвей проекта с помощью команды копирования делаются копии нужных версий файлов. Так что визуально тег - это просто вынесенная в отдельный каталог копия определённых версий файлов репозитория. По соглашению в дерево каталогов, соответствующее тегу, запрещена фиксация изменений (то есть версия проекта, представляемая тегом, является неизменной).

Базовые принципы разработки ПО в VCS

Порядок использования системы управления версиями в каждом конкретном случае определяется техническими регламентами и правилами, принятыми в конкретной фирме или организации, разрабатывающей проект. Тем не менее, общие принципы правильного использования VCS немногочисленны и едины для любых разработок и систем управления версиями.

1. Любые рабочие, тестовые или демонстрационные версии проекта собираются только из репозитория системы. «Персональные» сборки, включающие ещё незафиксированные изменения, могут делать только разработчики для целей промежуточного тестирования. Таким образом, гарантируется, что репозиторий содержит всё необходимое для создания рабочей версии проекта.
2. Текущая версия главной ветви всегда корректна. Не допускается фиксация в главной ветви неполных или не прошедших хотя бы предварительное тестирование изменений. В любой момент сборка проекта, проведённая из текущей версии, должна быть успешной.
3. Любое значимое изменение должно оформляться как отдельная ветвь. Промежуточные результаты работы разработчика фиксируются в эту ветвь. После завершения работы над изменением ветвь объединяется со стволом. Исключения допускаются только для мелких изменений, работа над которыми ведётся одним разработчиком в течение не более чем одного рабочего дня.
4. Версии проекта помечаются тегами. Выделенная и помеченная тегом версия более никогда не изменяется.

Распределённые системы управления версиями

branch Ветвь - направление разработки, независимое от других. Ветвь представляет собой копию части (как правило, одного каталога) хранилища, в которую можно вносить свои изменения, не влияющие на другие ветви. Документы в разных ветвях имеют одинаковую историю до точки ветвления и разные - после неё. changeset , activity Набор изменений. Представляет собой поименованный набор правок, сделанных в локальной копии для какой-то общей цели. В системах, поддерживающих наборы правок, разработчик может объединять локальные правки в группы и выполнять фиксацию логически связанных изменений одной командой, указывая требуемый набор правок в качестве параметра. При этом прочие правки останутся незафиксированными. Типичный пример: ведётся работа над добавлением новой функциональности, а в этот момент обнаруживается критическая ошибка, которую необходимо немедленно исправить. Разработчик создаёт набор изменений для уже сделанной работы и новый - для исправлений. По завершении исправления ошибки отдаётся команда фиксации только второго набора правок. check-in , commit , submit Создание новой версии, фиксация изменений. Распространение изменений, сделанных в рабочей копии, на хранилище документов. При этом в хранилище создаётся новая версия изменённых документов. check-out , clone Извлечение документа из хранилища и создание рабочей копии. conflict Конфликт - ситуация, когда несколько пользователей сделали изменения одного и того же участка документа. Конфликт обнаруживается, когда один пользователь зафиксировал свои изменения, а второй пытается зафиксировать и система сама не может корректно слить конфликтующие изменения. Поскольку программа может быть недостаточно разумна для того, чтобы определить, какое изменение является «корректным», второму пользователю нужно самому разрешить конфликт (resolve ). head Основная версия - самая свежая версия для ветви/ствола, находящаяся в хранилище. Сколько ветвей, столько основных версий. merge , integration Слияние - объединение независимых изменений в единую версию документа. Осуществляется, когда два человека изменили один и тот же файл или при переносе изменений из одной ветки в другую. rebase Перенос точки ветвления (версии, от которой начинается ветвь) на более позднюю версию основной ветви. Например, после выпуска версии 1.0 проекта в стволе продолжается доработка (исправление ошибок, доработка имеющегося функционала), одновременно начинается работа над новой функциональностью в новой ветви. Через какое-то время в основной ветви происходит выпуск версии 1.1 (с исправлениями); теперь желательно, чтобы ветвь разработки новой функциональности включала изменения, произошедшие в стволе. Вообще, это можно сделать базовыми средствами, с помощью слияния (merge), выделив набор изменений между версиями 1.0 и 1.1 и слив его в ветвь. Но при наличии в системе поддержки перебазирования ветви эта операция делается проще, одной командой: по команде rebase (с параметрами: ветвью и новой базовой версией) система самостоятельно определяет нужные наборы изменений и производит их слияние, после чего для ветви базовой версией становится версия 1.1; при последующем слиянии ветви со стволом система не рассматривает повторно изменения, внесённые между версиями 1.0 и 1.1, так как ветвь логически считается выделенной после версии 1.1. repository , depot Хранилище документов - место, где система управления версиями хранит все документы вместе с историей их изменения и другой служебной информацией. revision Версия документа. Системы управления версиями различают версии по номерам, которые назначаются автоматически. shelving Откладывание изменений. Предоставляемая некоторыми системами возможность создать набор изменений (changeset) и сохранить его на сервере без фиксации (commit’а). Отложенный набор изменений доступен на чтение другим участникам проекта, но до специальной команды не входит в основную ветвь. Поддержка откладывания изменений даёт возможность пользователям сохранять незавершённые работы на сервере, не создавая для этого отдельных ветвей. tag , label Метка, которую можно присвоить определённой версии документа. Метка представляет собой символическое имя для группы документов, причем метка описывает не только набор имен файлов, но и версию каждого файла. Версии включенных в метку документов могут принадлежать разным моментам времени. trunk , mainline , master Ствол - основная ветвь разработки проекта. Политика работы со стволом может отличаться от проекта к проекту, но в целом она такова: большинство изменений вносится в ствол; если требуется серьёзное изменение, способное привести к нестабильности, создаётся ветвь , которая сливается со стволом, когда нововведение будет в достаточной мере испытано; перед выпуском очередной версии создаётся «релизная » ветвь, в которую вносятся только исправления. update , sync Синхронизация рабочей копии до некоторого заданного состояния хранилища. Чаще всего это действие означает обновление рабочей копии до самого свежего состояния хранилища. Однако при необходимости можно синхронизировать рабочую копию и к более старому состоянию, чем текущее. working copy Рабочая (локальная) копия документов.

См. также

• Конфигурационное управление (Software Configuration Management), инструменты конфигурационного управления (Software Configuration Management Tools)
• Программные продукты с прозрачным управлением версиями
  • Некоторые реализации

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.