Система контроля версий в менеджменте. Системы управления версиями

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.

У вас появилась новая замечательная бизнес-идея, связанная с разработкой ПО? Вам нужно разработать технологически сложное решение? Или у вас большая команда программистов, работающих над одной задачей? Тогда запомните эти три слова: система контроля версий .

Система контроля версий (cvs), 2017 — Сравниваем: Git, SVN, Mercurial

, или vcs - это то, что не даст проекту развалиться на куски, когда над ним работает много людей. Программисты, менеджеры, копирайтеры могут работать каждый над своим кусочком, не мешая друг другу и не нанося ущерба, который невозможно было бы исправить.

Если вы еще не знакомы с концепцией системы контроля версий , то вот все очень наглядно показано.

Или посмотрите видео от GitHub.

Итак, какая система контроля версий подойдет для вашего проекта?

Мы сравнили несколько популярных решений, чтобы вам было проще сделать выбор.

Это узкоспециальная техническая тема. Мы постарались сделать наш обзор понятным для всех. Но если у вас нет опыта в программировании, обязательно посоветуйтесь с вашим отделом разработки, прежде чем принимать решения.

Системы контроля версий , в том числе широко известные SVN (Subversion) и Git, изначально создавались, чтобы команды разработчиков могли работать над совместными проектами, не создавая путаницы. В системе контроля не надо самостоятельно отслеживать ветви кода и изучать примечания к ним. Вместо этого используется центральный репозиторий, где всё упорядочено, структурировано. Здесь удобно обновлять файлы, добавлять комментарии и даже проводить слияние веток проекта.

Мнения в отношении того, какая система контроля версий самая лучшая, сильно разнятся, и это приводит к бурным спорам в среде программистов. Подбирая и изучая системы контроля версий для вашего проекта, не забывайте, что преимущества того или иного решения часто субъективны. Например, личные предпочтения программиста или, скажем, такие показатели как быстродействие, возможности плагинов IDE и т.д.

Главное отличие между системами контроля версий состоит в том, какие они: клиент-серверные или децентрализованные (p2p). Есть ли у них центральный репозиторий (сервер), откуда код берется и куда возвращается с внесенными изменениями. Или это копия в локальном хранилище, обновляемая посредством пиров: более децентрализованная сеть, используемая для синхронизации, обмена патчами (наборами изменений) и для поддержки текущего кода.

Стоит также учесть быстродействие, функциональность и порог вхождения/освоения конкретной системы контроля . Рассмотрим наиболее распространенные системы контроля версий и те причины, по которым программисты предпочитают те или иные решения.

Система одновременных версий (CVS )

CVS появилась в 1980-х и до сих пор популярна как у разработчиков коммерческих продуктов, так и у open-source разработчиков.

CVS распространяется на условиях Открытого лицензионного соглашения GNU и позволяет получать с сервера нужную версию проекта - « check-out» (извлечение) , а затем пересылать обратно на сервер, « check-in» (возврат), с внесенными изменениями.

Изначально CVS была создана, чтобы избежать конфликта версий. Всем участникам для работы предоставлялась только самая последняя версия кода. Это была первая система контроля версий. Пользователю нужно было быстро фиксировать изменения в репозитории, пока другие не опередили его.

Сейчас CVS имеет поддержку работы над проектами с ветками кода. Получается несколько вариантов продукта с разными характеристиками, которые можно будет объединить позднее.

Сервера CVS обычно работают под управлением Unix, но CVS -клиенты доступны и в других популярных операционных системах. CVS - «зрелая», проверенная временем система контроля версий . Это по-прежнему опенсорсная система, но на сегодняшний день новые функции добавляются довольно редко.

При этом CVSNT, - выделившаяся в отдельный проект версия CVS для серверов Windows, - сейчас достаточно активно расширяет функционал.

Преимущества:

• Испытанная временем технология, которая удерживается на рынке десятки лет.

Недостатки:

• Переименование или перемещение файлов не отражается в истории
• Риски безопасности, связанные с символическими ссылками на файлы
• Нет поддержки атомарных операций, что может привести к повреждению кода
• Операции с ветками программного кода дорогостоящие, так как эта система контроля не предназначена для долгосрочных проектов с ветками кода

Apache Subversion (SVN)

SVN создавалась как альтернатива CVS с целью исправить недостатки CVS и в то же время обеспечить высокую совместимость с ней.

Как и CVS , SVN это бесплатная система контроля версий с открытым исходным кодом. С той лишь разницей, что распространяется под лицензией Apache, а не под Открытым лицензионным соглашением GNU.

Для сохранения целостности базы данных SVN использует так называемые атомарные операции. При появлении новой версии к финальному продукту применяются либо все исправления, либо ни одно из них. Таким образом, код защищают от хаотичных частичных правок, которые не согласуются между собой и вызывают ошибки.

Многие разработчики переключились на SVN, так как новая технология унаследовала лучшие возможности CVS и в то же время расширила их.

В то время как в CVS операции с ветками кода дорогостоящие и не предусмотрены архитектурой системы, SVN создана как раз для этого. То есть, для более крупных проектов с ветвлением кода и многими направлениями разработки.

В качестве недостатков SVN упоминаются сравнительно низкая скорость и нехватка распределенного управления версиями. Распределенный контроль версий использует пиринговую модель, а не централизованный сервер для хранения обновлений программного кода. И хотя пиринговая модель работает лучше в open source проектах, она не идеальна в других случаях. Недостаток серверного подхода в том, что когда сервер падает, то у клиентов нет доступа к коду.

Преимущества:

• Система на основе CVS
• Допускает атомарные операции
• Операции с ветвлением кода менее затратны
• Широкий выбор плагинов IDE
• Не использует пиринговую модель

Недостатки:

• Все еще сохраняются ошибки, связанные с переименованием файлов и директорий
• Неудовлетворительный набор команд для работы с репозиторием
• Сравнительно небольшая скорость

Git

Эта система была создана для управления разработкой ядра Linux и использует подход, который в корне отличается от CVS и SVN.

В основу Git закладывались концепции, призванные создать более быструю распределенную систему контроля версий , в противовес правилам и решениям, использованным в CVS . Так как Git разрабатывалась главным образом под Linux, то именно в этой ОС она работает быстрее всего.

Git также работает на Unix-подобных системах (как MacOS), а для работы на платформе Windows используется пакет mSysGit.

Программный код может быть недоступен, когда используется компьютер без репозитория. Для решения этой проблемы есть обходные пути и некоторые разработчики полагают, что быстродействие Git является справедливой платой за неудобства.

Кроме того, в Git есть множество инструментов для навигации по истории изменений. Каждая рабочая копия исходного кода содержит всю историю разработки, что крайне полезно, когда программируешь без Интернет-соединения.

Преимущества:

• Прекрасно подходит для тех, кто ненавидит CVS /SVN
• Значительное увеличение быстродействия
• Дешевые операции с ветками кода
• Полная история разработки доступная оффлайн
• Распределенная, пиринговая модель

Недостатки:

• Высокий порог вхождения (обучения) для тех, кто ранее использовал SVN
• Ограниченная поддержка Windows (по сравнению с Linux)

Mercurial

Mercurial была выпущена одновременно с Git. Это также распределенная система контроля версий .

Mercurial создавалась в качестве альтернативы Git для разработки модулей ядра Linux. Но так как выбрали все-таки Git, то Mercurial используется меньше. Тем не менее, многие ведущие разработчики работают именно с этой системой, например OpenOffice.org .

Система контроля версий Mercurial отличается от других систем контроля версий тем, что главным образом она написана на Python (а не С). Однако, некоторые части выполнены в качестве модулей-расширений на C.

Поскольку система децентрализованная и написана на Python, многие Python-программисты склоняются к переходу на Mercurial.

Пользователи отмечают, что Mercurial сохранила некоторые характеристики SVN, являясь при этом распределенной системой, и благодаря этой схожести, порог вхождения у нее ниже для тех, кто уже знаком с SVN. Также документация по Mercurial более полная, что помогает быстрее освоиться с различиями.

Один из существенных недостатков Mercurial заключается в том, что в отличии от Git в ней нельзя объединить две родительские ветки, так как Mercurial использует систему плагинов, а не поддержку скриптов. Это отлично подходит для некоторых программистов, но многие не хотят отказываться от возможностей Git.

Преимущества:

• По сравнению с Git легче в освоении
• Подробная документация
• Распределенная модель системы контроля версий

Недостатки:

• Нет возможности слияния двух родительских веток
• Использование плагинов, а не скриптов
• Меньше возможностей для нестандартных решений

Какая система контроля версий мне подходит ?

В большинстве случаев разработчики используют CVS потому что это им привычнее. Если команда уже работает над проектом, то перспектива переноса всех наработок в другую систему контроля как-то не вдохновляет. Если бы им все-таки пришлось менять систему, то, скорее всего, они переключились бы на SVN.

CVS уже достигла статуса “зрелой технологии”, а это значит, что в ней уже не появится радикально новых функций и решений. Инерция привычки теряется, так как люди переходят на SVN. А значит CVS постепенно уходит в прошлое.

Сегодня SVN удерживает пальму первенства среди серверных систем контроля версий . Она включает в себя преимущества CVS и превосходит их. Если же говорить о распространенности, то вы, скорее всего, будете чаще сталкиваться с CVS или SVN, чем с Git или Mercurial. Таким образом, знание одной серверной технологии, хотя и не является необходимым, облегчит вам переход.

Благодаря широкому использованию и зрелости технологии, в SVN накоплена большая база знаний, что дает пользователям возможность легко получать помощь.

У Git явно выше быстродействие по сравнению с конкурентами. Для проектов, которые создаются под распределенные системы контроля версий , это очевидное улучшение.

Существенным недостатком Git является то, что порой трудно объяснить нюансы работы данной системы контроля , и это тормозит рабочий процесс, пока программисты привыкают к ней. Однако, как только «порог вхождения» преодолен, продуктивность возрастает и удобство управления ветками кода сполна окупит потраченное время.

Для тех, кто терпеть не может Git (а у этой системы есть свои противники в среде разработчиков), Mercurial - это компромисс между SVN и Git. Эта система используется во многих известных проектах, а также у нее хорошая документация.

Совместимая с Windows версия Git также прогрессирует, приближаясь по своему быстродействию к Linux-версии, так что эта система может быть для вас актуальна, даже если вы не ведете разработку в Linux.

Чтобы понять, какая же лучше для вас, учитывайте особенности проекта и вашей команды. Поговорите с разработчиками!

Если для проекта требуется единое дерево исходного кода, над которым будет работать небольшая группа программистов, то SVN – это ваш вариант. Она надежна и предназначена как раз для таких случаев.

Если же вы запускаете open-source проект, над которым в разное время будут трудиться несколько программистов или, если предполагается постоянное обновление кода, то выбирайте Git. Скорость и управление деревом исходного кода здесь намного лучше, чем в SVN.

Если вы на распутье или вам просто не нравится, как работают SVN или Git, тогда к вашим услугам Mercurial.

Все эти системы полностью функциональны. А также бесплатны. Они используются для создания программного обеспечения, сайтов и даже операционных систем, которыми вы пользуетесь, и которые вам известны.

Прежде всего, решите, подходит ли та или иная система контроля версий для вашего бизнеса, а затем - что не менее важно - убедитесь, что этот выбор не приведет в ярость программистов.

Приступая к работе с SVN

Если вы никогда не работали с SVN или Git, и понятия не имеете, как начать, то хостинговое решение в сочетании с графическим интерфейсом помогут вам быстро освоиться.

Как и в большинстве случаев, самое главное - начать работу, а там уже придет понимание. Эксплуатация системы контроля версий очень похожа на работу с файлами на сервере с использованием FTP-клиента.

ПРИМЕЧАНИЕ: Есть множество хостинговых решений для системы контроля версий , в том числе с бесплатным пробным периодом. Вы можете создать на их базе свой первый репозиторий (место для совместной работы с файлами кода) совершенно бесплатно. Вот некоторые из этих сервисов:

Хостинг SVN & GIT

Создание первого репозитория

После того как вы создали аккаунт, необходимо создать репозиторий - для каждой платформы отдельно. Обычно это выглядит так:

• Войдите в свой аккаунт, кликните по вашим проектам.
• Создание проекта:

• В строке «Create a New Project» введите имя вашего проекта
• Кликните по кнопке «Create Project»

• Подключение SVN:

• После создания проекта, выберите вкладку «Source Control» (версиями исходного кода)
• Кликните по ссылке «Enable Source Control»
• Присвойте репозиторию имя
• Нажмите «Save»

Графические клиенты SVN и GIT

Итак, репозиторий создан. Теперь нужно, чтобы в нем все отображалось просто и наглядно. Для этого вам понадобится графический интерфейс.

— удобная программа для работы с системами контроля версий в Microsoft Windows и, возможно, лучший из представленных Apache Subversion клиент. TortoiseSVN реализован как расширение оболочки Windows, что позволяет легко интегрировать его в браузер. Кроме того, это программа с открытым исходным кодом, для которой доступны 34 языковых пакета

SmartGit

– графический клиент Git (Open Source распределенная система контроля версий ). Работает в Windows, Mac OS X и Linux. Стоимость лицензии - $39

«Извлечение» репозитория (“Checkout”)

Итак, клиент выбран. Теперь необходимо создать репозиторий для системы контроля. Нужно ввести URL-адрес вашего репозитория, имя пользователя и пароль.

URL-адрес обычно выглядит так: https://svn.hostname.com/svn/ > (вы можете использовать https:// (SSL), если у вас платный аккаунт)

1. Перейдите в корневую папку, нажмите кнопку «Check Out» («Извлечение») и создайте рабочую папку для клиента. Теперь вы можете добавлять в нее файлы.
2. После извлечения файлов проекта вы сможете редактировать их в локальной директории на вашем компьютере.

После внесения изменений в файлы для их сохранения нажмите кнопку «Check-in» («Возврат») на панели инструментов. Вы можете просматривать изменения и добавлять к ним комментарии - это довольно хорошая идея, так как в дальнейшем вы будете точно знать, над чем работали, какие изменения внесены и будете держать в курсе других участников проекта.

В вашем клиенте также должна быть предусмотрена возможность в любой момент начать работу с ревизиями, открыв журнал ревизий или историю изменений - тогда, если понадобится, вы сможете сделать «откат» к предыдущей версии для каждого файла в отдельности. Теперь, когда вы знакомы с базовыми концепциями, документация

В каждой операции, производительность которой я измерял, Mercurial обладает большей производительностью, чем Subversion. Скорость больше в 2-6 раз, когда речь идет о локальном репозитории Subversion 1.4.3 (самый быстрый метод доступа). При более реалистичном варианте использования - сетевой репозиторий, Subversion находится в существенно худшем положении. В силу того, что команды Subversion должны взаимодействовать с сервером и при этом Subversion не имеет полезных средств репликации, производительность сервера и пропускная способность сети становятся узкими местами даже для некрупных проектов.

Кроме того, Subversion требует дополнительное дисковое пространство для того, чтобы избежать сетевых запросов при выполнении некоторых операций: поиск модифицированных файлов (status) и отображение изменений (diff). В результате рабочая копия Subversion такого же размера (а то и больше) как репозиторий Mercurial и рабочий каталог вместе взятые, хотя репозиторий Mercurial содержит полную историю проекта.

Subversion имеет широкую поддержку инструментария сторонних производителей. В этом отношении у Mercurial сейчас существенное отставание. Хотя разрыв сокращается, и некоторые GUI-утилиты для Mercurial превосходят свои аналоги для Subversion. Как и Mercurial, Subversion располагает отличным руководством пользователя.

Из-за того, что Subversion не хранит историю изменений на клиенте, она хорошо подходит для управления проектами, содержащими большое количество двоичных файлов. Если вы внесете в несжимаемый десятимегабайтный файл 50 изменений, то дисковое пространство, использованное Subversion останется неизменным. Пространство, используемое любой из распределенных систем контроля версий, будет быстро увеличиваться пропорционально количеству изменений, потому что различия между правками большие.

Кроме того, обычно трудно, а чаще даже невозможно слить разные версии двоичного файла. Subversion позволяет пользователю заблокировать файл, в результате пользователь на время получает эксклюзивные права на внесение изменений в него. Это может быть значительным преимуществом для проекта, в котором широко используются двоичные файлы.

Mercurial может импортировать историю изменений из репозитория Subversion. Возможен и обратный процесс. Это делает возможным прощупать почву и использовать Mercurial и Subversion одновременно, прежде чем решить, осуществлять переход или нет. Преобразование истории - пошаговый процесс, так что вы можете осуществить начальное преобразование, а потом вносить новые изменения.

1.6.2. Git

Git - распределенная система контроля версий, которая была разработана для управления исходным кодом ядра Linux. Как и в случае с Mercurial, на начальный дизайн системы оказал влияние Monotone.

Git предоставляет большой список команд, число которых в версии 1.5.0 достигает 139 уникальных единиц. Он имеет репутацию инструмента, сложного для изучения. В сравнении с Git, Mercurial делает упор на простоту.

Что касается производительности - Git очень быстр. В некоторых случаях он быстрее, чем Mercurial (по крайней мере под Linux), а в других быстрее оказывается Mercurial. Однако под Windows как производительность, так и общий уровень поддержки, во время написания этой книги у Git гораздо хуже, чем у Mercurial.

В то время как репозиторий Mercurial не требует операций по техническому обслуживанию, репозиторий Git требует частых ручных «перепаковок » собственных метаданных. Если этого не делать, производительность начинает падать, наряду с увеличением объёма занимаемого дискового пространства. Дисковый массив сервера, содержащего несколько Git репозиториев, по отношению к которым не выполняется строгое правило частой «перепаковки » , рано или поздно забивается под завязку, в результате чего процесс ежедневного резервного копирования легко может занимать более 24 часов. Только что «запакованный » репозиторий Git занимает немного меньше места, чем репозиторий Mercurial, но объём не перепакованного репозитория будет на несколько порядков больше.

Ядро Git написано на языке С. Многие команды Git реализованы в виде Shell скриптов или скриптов на языке Perl и уровень качества данных скриптов сильно разнится. Я встречал несколько установок, в которых скрипты тупо продолжали выполнение, несмотря на наличие фатальных ошибок.

Mercurial предоставляет возможность импорта истории версий из репозитория Git.

1.6.3. CVS

CVS, наверное, самая широко распространённая система контроля версий в мире. Благодаря почтенному возрасту, а также бардаку, царящему внутри, он очень слабо поддерживается уже много лет.

CVS основан на централизованной, клиент-серверной архитектуре. Он не выполняет группировку файловых изменений в атомарные коммиты, тем самым позволяя людям легко «сломать билд » : один человек может успешно внести часть изменений в репозиторий, а затем оказаться заблокированным из-за необходимости выполнения слияния. Это приведёт к ситуации, когда остальные участники увидят только часть из тех изменений, которые они должны были увидеть. Данная особенность также влияет на то, как вы будете работать с историей изменений. Если вы хотите получить все изменения, которые один из членов команды внёс для решения определённой задачи, вам необходимо вручную исследовать описания и дату внесения изменений, произведённых для каждого затрагиваемого файла (если вы вообще знаете, какие файлы были затронуты).

CVS оперирует довольно запутанными понятиями веток и меток, которые я даже не буду пытаться описать в данной книге. Он не поддерживает переименование как файлов, так и папок, благодаря чему репозиторий может быть достаточно легко повреждён. Так как внутренние механизмы контроля целостности практически отсутствуют, зачастую даже невозможно точно утверждать, повреждён ли репозиторий, и если да, то каким образом. Таким образом я бы не стал рекомендовать CVS для использования в любом из существующих или новых проектов.

Mercurial предоставляет возможность импорта истории версий CVS. Тем не менее здесь есть несколько подводных камней, с которыми также сталкиваются любые другие инструменты иморта из CVS. Отсутствие атомарных изменений и версионирования иерархических данных файловой системы приводит к невозможности абсолютно точного реконструирования истории изменений CVS, поэтому в некоторых случаях используются допущения, а переименования обычно не отображаются. Так как множество задач по администрированию CVS должны выполняться вручную, что повышает риск ошибок, обычна ситуация, когда средство для импорта из CVS возвращает множество ошибок целостности репозитория (абсолютно нереальные даты изменения версий и файлы, которые остаются заблокированными на протяжении последнего десятка лет - это лишь пара из наименее интересных проблем, которые я могу вспомнить из собственного опыта).

«

1.8. Краткая история контроля версий

Самая известная из старых утилит контроля версий - SCCS (Source Code Control System, система контроля исходного кода), которую написал Марк Рочкайнд (Marc Rochkind) из Bell Labs, в начале 70-х. SCCS оперировала отдельными файлами и требовала, чтобы каждый человек, работающий над проектом, имел доступ к общему рабочему пространству, существовавшему в единственном экземпляре. Только один человек мог одновременно редактировать файл в один момент времени; конфликты доступа к файлам разрешались блокировками. Обычной ситуацией было забывание снятия блокировки после редактирования, что запрещало доступ к файлу другим людям без помощи администратора.

Вальтер Тичи (Walter Tichy) разработал свободную альтернативу SCCS в начале 1980-х; он назвал свою программу RCS (Revision Control System, система контроля ревизий). Подобно SCCS, RCS требовала от разработчиков как работы в едином разделяемом рабочем пространстве, так и блокировки файлов для предотвращения одновременного изменения файлов разными людьми.

Позднее, в 1980-х же годах, Дик Грюн (Dick Grune) использовал RCS как основу для набора shell-скриптов, изначально названных cmt, а позднее переименованных в CVS (Concurrent Versions System, система одновременных версий). Крупное нововведение CVS заключалось в том, что она позволяла разработчикам работать одновременно и, в некоторой степени, независимо в их личных рабочих пространствах. Этими-то пространствами и предотвратились постоянные наступания разработчиков друг другу на пятки, которое было обычным делом в SCCS и RCS. Каждый разработчик имел копию каждого файла проекта, разработчики могли модифицировать свои копии независимо. Им приходилось объединять собственные правки только перед отсылкою изменений в центральное хранилище.

Брайан Берлинер (Brian Berliner) взял первоначальные скрипты Грюна и переписал их на Си, выпустив в 1989 году код, который впоследствии развился в современную версию CVS. CVS в дальнейшем приобрела возможность работать по сети, обретя клиент-серверную архитектуру. Архитектура CVS является централизованной: только на сервере есть копия истории проекта. Клиентские рабочие копии содержали только экземпляры файлов последней версии и небольшие метаданные для определения местонахождения сервера. Система CVS достигла небывалого успеха: вероятно, она является самой широко используемой системой контроля версий в мире.

В начале 1990-х годов Sun Microsystems разработала раннюю распределённую систему контроля версий, называвшуюся TeamWare. Каждая рабочая копия TeamWare содержала полную копию истории изменений проекта. Понятие центрального репозитория в TeamWare отсутствовало как таковое. (Подобно CVS, использовавшей RCS для хранения истории, TeamWare использовала SCCS.)

Шли 1990-ые, росла осведомлённость о нескольких проблемах CVS. Система записывает одновременные изменения нескольких файлов раздельно, а не группирует их в одну логически атомарную операцию. Способ управления файловой иерархией не очень хорош: нетрудно устроить в репозитории беспорядок, переименовывая файлы и каталоги. Более того, исходные коды CVS непросто понимать и поддерживать, что сделало практически непреодолимым «болевой порог » исправления этих архитектурных проблем.

В 2001 году Джим Бланди (Jim Blandy) и Карл Фогель (Karl Fogel) - два разработчика, прежде работавшие над CVS - начали проект по её замене таким средством, которое имело бы архитектуру получше и код почище. Результат - Subversion - не отошёл от централизованной клиент-серверной модели CVS, но добавил атомарные коммиты нескольких файлов, лучшее управление пространствами имён и другие возможности, которые сделали Subversion более удобным средством работы, нежели CVS. Со времени выхода первой версии Subversion быстро обретал популярность.

Более или менее одновременно, Грейдон Хоар (Graydon Hoare) начал работать над амбициозной системой контроля версий, которую назвал Monotone. Эта система не только устраняет множество проблем внутреннего устройства CVS и имеет распределённую архитектуру, но и идёт далее нескольких прежних (и последующих) систем контроля версий в некоторых своих нововведениях. Monotone использует криптографические хеши в качестве идентификаторов и имеет неотъемлемое представление о «доверии » коду из различных источников.

Жизнь Mercurial началась в 2005 году. В то время как некоторые аспекты его архитектуры были созданы под влиянием Monotone, Mercurial сосредоточен на простоте использования, высокой производительности и масштабируемости до очень больших проектов.

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.

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