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详解版本控制工作原理及优势，常见的版本控制系统对比（HelixCore、Git、SVN等）

article 2024/12/4 10:53:28

什么是版本控制软件？从基础层面来说，版本控制（也可称版本管理）就是随时间跟踪和管理文件变更的过程，而版本控制软件有助于实现这一过程的自动化。但这仅仅是其功能及其重要性的开端。

什么是版本控制？

版本控制是指随时间跟踪和管理数字资产变更的过程。实施版本控制的方法有很多，包括简单地遵循文件命名和组织流程。然而，通常所说的版本控制是指版本控制软件/版本控制系统。这些工具旨在帮助团队并行工作，并防止重要工作的丢失。

* 注意：“版本控制”通常与术语“源代码控制”互换使用，后者专门用于跟踪源代码。

版本控制软件对于各行各业的开发团队都至关重要。它不仅使团队成员能够随时间管理代码和文件的变更，还允许他们同时处理同一项目。一个好的版本控制系统可以实现更好的协作和更快的开发，并提供数字资产的完整历史记录。

接下来，让我们深入了解一下版本控制系统是什么、能够做什么，以及为什么它很重要。

什么是VCS（版本控制系统）？

版本控制系统（VCS）或版本控制软件可自动执行版本控制过程。它会跟踪一段时间内对一个或一组文件的更改，因此您不必手动或使用自定义自动化脚本来管理文件版本。版本控制系统会保留代码和其他文件的完整历史记录，允许您在需要时返回到以前的版本。

版本控制软件中的分支与合并

分支是版本控制系统中的一项关键功能。下图显示了资产沿分支层次结构的一组历史更改。中线显示的是资产主干线的历史记录。每条分叉线都被视为干线的一个分支，干线也被称为 “主线”。

典型的版本控制系统将这些分叉线称为 “分支”。分支有助于保护主线免受分支更改所造成的意外影响。这种隔离对于整个项目的完整性非常重要。随着时间的推移，每个分支（和主线）中的变更都会发生变化，分支和主线之间的分歧或差异也会越来越大。为了获取分支中的重要工作，必须将分支中的变更合并回其来源分支（通常是主线）。这通常被称为”合并”。
发生合并时，合并的分支之间可能会存在冲突。必须（或应该）解决这些冲突，以便项目能够顺利进行。这样做，可以保留主线中良好的工作资产，并防止问题继续发展。一个好的版本控制理念就是坚持维护一个 “好的” 主线。这样做是必要的，可以确保从主线中创建分支，以便在先前工作的基础上进行开发，或修复无意中创建的错误行为（也称为 “bug修复”）。

为什么版本控制软件很重要？

版本控制对于跟踪代码、文件和其他数字资产的变更非常重要。对于多个团队成员将协作处理的所有资产和开发项目，您都应该使用版本控制软件。

然而，版本控制软件的功能不仅仅是管理和跟踪文件。它还应该帮助您更快地开发和交付产品。这对于DevOps工作流尤为重要，因为在提交更改时，可以测试或构建最新版本的交付成果。好的版本控制系统会在潜在冲突进入项目主线之前标记它们。开发人员可以解决问题，而不是将问题传播至下一阶段。

使用正确的版本控制软件，您可以：

提高可见性。
尽可能减少文件冲突和精力浪费。
帮助团队在世界各地开展协作。
加速产品交付。

版本控制软件有哪些主要优势？

使用版本控制系统来管理复杂项目有诸多好处，从更好的协作到加速开发。每种版本控制系统都有所不同，以下是一些通用的版本控制优势。

版本控制为您的团队提供单一事实来源

使用版本控制系统的主要好处之一是，为您的整个团队提供了单一的事实来源。这意味着整个团队都在使用相同的数据集（文件、代码等），并可以在一个公共位置访问这些数据。

版本控制保留完整的文件历史记录并提高可见性

一个好的版本控制系统允许您查看对每个文件所做的每项更改、更改人员以及更改时间。如果您有治理、风险和合规性（GRC）或监管方面的需求，那么，能够保留完整审计历史记录的版本控制系统就尤为重要。审计日志历史记录在汽车、航空航天、医疗设备和半导体行业尤为关键。

此外，版本控制软件提高了可见性。它允许您查看当前谁正在处理文件，有助于团队避免重复工作或覆盖文件。如果遇到问题，它还允许您轻松恢复到文件的先前版本。

版本控制支持并行开发

随着开发项目变得越来越复杂，您面临的需求也越来越大，需要管理多个版本的代码和文件，甚至是整个产品。可能会有许多团队成员同时参与同一个项目。

一个好的版本控制系统可以支持并发和平行开发。从本质上讲，这意味着多个开发人员和设计人员可以处理同一组文件，而不必担心重复劳动，或覆盖其他团队成员的工作。您还可以更快地开发产品并将其推向市场。

假设您正在管理高端联网监控摄像头的物联网部署。在产品生命周期内，您可能会使用十种不同类型的摄像头，每种摄像头都有不同的芯片。因此，每种摄像头都将使用不同的软件。

使用正确的版本控制软件，您可以维护多个版本的代码，以管理每个摄像头芯片和操作系统的特定功能。在我们的示例图中，这可能意味着每种不同的摄像头都是在自己的代码行分支上开发的，然后可以将任何公共元素或良好的工作合并回主线，以供后续使用。这种代码重用的理念，对于一个好的版本控制系统非常重要。

因此，当您需要部署关键的安全补丁以防止黑客劫持这些摄像头时，这将变得很容易。您可以立即看到哪些代码受到了影响，然后进行更改，并部署修复程序。

版本控制支持更好的团队协作

了解谁在做什么，并能够同时处理同一项目，以支持团队更好地协作。对于有众多参与者的大型且复杂的开发项目，版本控制是实现高效协作的必要条件。

此外，人才在哪里，公司就在哪里运营。您可能需要一种方法，来为您所有机构的团队成员提供全球访问权限。拥有单一的事实来源，并具有适当的安全身份和访问管理，对于您的成功至关重要。使用正确的版本控制系统，每个团队成员都可以轻松访问和处理项目的最新版本。

版本控制支持开发自动化

提高质量和生产力是当今开发团队的首要任务。您的团队可以通过自动化任务（如测试和部署）来实现目标。

在软件开发中，采用持续集成（CI）进行自动化构建和代码审查是标准的操作流程。

对于硬件开发，例如半导体，自动化可以包括：

使用现场可编程门阵列（FPGA）进行测试。
与仿真验证和综合系统集成。

这些FPGA或验证和测试系统本身，必须与可能非常庞大的数据文件一起进行控制和版本管理。即使是很小的改动，也必须进行跟踪和管理。这意味着版本控制软件是您IP的核心。好的版本控制软件每天可以处理数百万个自动化事务和数百万个文件。

版本控制软件如何工作？

版本控制软件实现了版本控制过程的自动化。它会自动跟踪一段时间内对文件或文件集所做的更改。

以下是大多数版本控制软件工作原理的简化说明：

创建一个存储库，文件及其所有版本将随时间存储其中。
当存储库中的文件有所变更时，系统会自动跟踪这些变更，以便您可以查看变更的内容、时间和变更人员。
如果一个团队成员想要处理某个文件，他们可以签出文件，进行更改，然后在完成后提交这些更改/将其签入存储库。以这种方式签出文件，可确保团队中的其他人知道该文件正在处理中，从而防止覆盖其他人的更改。一旦重新签入更改，团队的其他成员就可以使用最新的文件版本。好的版本控制软件允许团队成员“锁定”文件，以防止他们的工作被更改。在处理无法轻松合并的大型二进制资产时，这一点尤为重要。
如果团队成员想要对项目进行更改而不影响其他用户（例如测试新功能），他们可以创建一个新分支，实际上是项目的一个副本，在分支中独立处理更改，然后再合并回主分支。

版本控制系统的类型

有哪些类型的版本控制系统可供选择？

最常见的两种版本控制系统是集中式和分布式。集中式版本控制将所有更改存储在一个中心位置，以便快速访问最新文件。在分布式版本控制中，每个团队成员都可以对其计算机上的存储库本地副本进行更改，从而使用户能够快速更改并离线工作。

集中式版本控制

在集中式版本控制系统（CVCS）中，一台服务器存储所有文件的所有版本和更改。使用这种类型的版本控制，用户可以签出文件，对其进行处理和更改，然后将其签回中央服务器。或者，他们可以创建项目的单独分支，单独处理它，然后将其合并回主分支。所有更改（所有提交和合并）都将同步到中央服务器。

集中式VCS的主要好处之一是，每个用户都可以快速访问文件的最新版本。这大大降低了相互覆盖工作、重复劳动或因修改无法合并的文件（如二进制文件）而浪费精力的可能性。

分布式版本控制

使用分布式版本控制系统（DVCS），每个用户都可以下载存储库的副本，以便在本地更改文件。有一个主存储库，但这个主存储库并不存储每个文件及其所有更改，而只是保存文件之间的差异（二进制文件除外）。

该类型版本控制的一个优点是，对于用户来说，提交更改的速度可能比某些集中式版本控制系统更快。它还允许用户离线工作。

常用版本控制工具示例

市场上有许多版本控制系统。有些是免费的，有些是专有的，各有优缺点。以下是一些主流版本控制工具的简要介绍：

Helix Core — Helix Core是领先的版本控制工具之一，是Perforce Software开发的集中式版本控制系统。它是游戏开发者首选的版本控制系统，也用于媒体娱乐和半导体设计等行业。它为协作团队提供可见性，显示其他人何时使用相同的数据，并提供锁定策略，以防止关键数据被覆盖。最多可供5个用户免费使用。

Git — Git是开发人员广泛使用的分布式控制系统。Git源代码管理是开源的，可以免费使用。它提供了简单的分支功能，非常适合小型项目，但文件和存储库大小有限制。

SVN — SVN（Subversion的简称）是Apache开发的另一个免费、开源的版本控制系统。它是一个集中式版本控制系统，提供了良好的并发开发流程，但其分支和合并功能并不强大。

ClearCase — IBMRationalClearCase（简称ClearCase）是一种用于版本控制的软件配置管理工具。它是一个集中式系统。非免费使用。

Mercurial — Mercurial是一个免费的分布式版本控制系统，于2005年推出。对于初学者来说，它被认为比更复杂的系统（如Git）更简单、更易于使用。

PlasticSCM/Unity版本控制 — 此版本控制工具由Codice Software开发，现在归 Unity所有。它是一个分布式版本控制系统。非免费使用。

TFS — Microsoft TFS（TeamFoundationServer），现已更名为Azure DevOps Server，是一种用于版本控制、问题跟踪与报告以及应用程序生命周期管理的工具。

什么是Git源代码控制？

Git源代码控制是开源的，任何人都可以使用它。它是一种分布式的免费版本控制软件，也是最受欢迎的选择之一。
但是，使用Git源代码管理也有一些缺点。Git缺乏安全性，无法扩展。它不是为需要版本管理大型二进制文件和艺术文件的艺术家、设计师和其他团队设计的。它还很难获得单一事实来源。这就是为什么选择Git源代码控制的团队通常会在其基础上添加其他工具，以更好地满足需求。