По роду своей деятельности я нередко становлюсь свидетелем «священных войн» между коллегами-программистами на тему, какую же систему контроля версий выбрать для того или иного проекта. Роль системы контроля версий особо остро ощущается в случаях разработки и поддержки проектов с длинной историей. Вариантов инструментов много, но я хочу сконцентрироваться на двух, на мой взгляд, наиболее перспективных: Mercurial и Git. Далее попробуем рассмотреть возможности обеих систем с позиции их внутреннего устройства.
Толчком к созданию обеих систем, как Mercurial, так Git, послужило одно событие 2005 года. Всё дело было в том, что в упомянутом 2005 году ядро системы Linux потеряло возможность бесплатного использования системы контроля версий BitKeeper. После пользования BitKeeper в течение трёх лет разработчики ядра привыкли к его распределённому рабочему процессу. Автоматизированная работа с патчами сильно упрощала процесс учёта и слияния изменений, а наличие истории за продолжительный период времени позволяло проводить регрессию.
Другой немаловажной частью процесса разработки ядра Linux стала иерархическая организация разработчиков. В вершине иерархии стоял Диктатор и много Лейтенантов, отвечавших за отдельные подсистемы ядра. Каждый Лейтенант принимал или отклонял отдельные изменения в пределах своей подсистемы. Линус, в свою очередь, затягивал их изменения и публиковал их в официальном хранилище ядра Linux. Любой инструмент, вышедший на замену BitKeeper, должен был реализовывать такой процесс.
Третьим критичным требованием к будущей системе была скорость работы с большим количеством изменений и файлов. Ядро Linux — это очень большой проект, принимающий тысячи отдельных изменений от тысяч различных людей.
Среди множества инструментов подходящего не нашлось. Практически одновременно Мэт Макол (Matt Mackall) и Линус Торвальдс (Linus Torvalds) выпускают свои системы контроля версий: Mercurial и Git соответственно. В основу обеих систем легли идеи появившегося двумя годами ранее проекта Monotone.
Обе системы контроля версий имеют ряд общих черт:
Несмотря на общность идей и высокоуровневого функционала, реализации систем на низком уровне в значительной степени отличны.
И Git, и Mercurial идентифицируют версии файлов по их контрольной сумме. Контрольные суммы отдельных файлов объединяются в манифесты. В Git манифесты называются деревьями, в которых одни деревья могут указывать на другие. Манифесты непосредственно связаны с ревизиями/фиксациями.
Mercurial для улучшения производительности пользуется специальным механизмом хранения Revlog. Каждому файлу, помещенному в хранилище, сопоставляется два других: индекс и файл с данными. Файлы с данными содержат слепки и дельта-слепки, которые создаются только когда количество отдельных изменений файла превышает некоторое пороговое значение. Индекс служит инструментом эффективного доступа к файлу с данными. Дельты, полученные в результате изменения файлов под контролем версий, добавляются только в файлы с данными. Для того, чтобы правки из разных мест файла объединить в одну ревизию, используется индекс. Ревизии отдельных файлов складываются манифесты, а из манифестов — фиксации. Этот метод зарекомендовал себя весьма эффективным в деле создания, поиска и вычисления различий в файлах. Также к достоинствам метода можно отнести компактность по отношению к месту на диске и достаточно эффективный протокол передачи изменений по сети.
В основе модели хранения Git лежат большие объектные бинарные файлы (BLOB). Каждая новая ревизия файла — это полная копия файла, чем достигается быстрое сохранение ревизий. Копии файлов сжимаются, но, всё равно, имеют место большие объёмы дублирования. Разработчики Git применили методы упаковки данных для снижения требований к объёму хранилища. По существу они создали нечто похожее на Revlog для указанного момента времени. Полученные в результате упаковки пакеты отличаются от Revlog’а, но преследуют ту же цель — сохранить данные, эффективно расходуя дисковое пространство. В виду того, что Git сохраняет слепки файлов, а не инкремент, фиксации могут легко создаваться и уничтожаться. Если при анализе требуется посмотреть разницу между двумя различными фиксациями, то в Git разность (diff) вычисляется динамически.
Ветвление — очень важная часть систем управления конфигураций, т.к. оно позволяет проводить параллельную разработку новой функциональности, сохраняя стабильность старой. Поддержка ветвления присутствует как в Git, так и в Mercurial. Отличия формата хранения истории нашли своё отражение и в реализации ветвления. Для Mercurial ветка — это некая отметка, которая прикрепляется к фиксации навсегда. Эта отметка глобальна и уникальна. Любой человек, затягивающий изменения из удалённого хранилища, увидит все ветки в своём хранилище и все фиксации в каждой из них. Для Mercurial ветки — это публичное место разработки вне основного ствола. Имена веток публикуются среди всех участников, поэтому в качестве имен обычно используют устойчивые во времени номера версий.
Ветки Git, по сути, являются лишь указателями на фиксации. В разных клонах хранилища ветки с одинаковыми названиями могут указывать на разные фиксации. Ветки в Git могут удаляться и передаваться по отдельности (каждая уникально идентифицируется по локальному имени в хранилище-источнике).
Различия в реализациях Git и Mercurial можно проиллюстрировать на примерах.
Mercurial позволяет легко фиксировать изменения, проталкивать и вытягивать их с поддержкой всей предыдущей истории. Git не заботится о поддержке всей предыдущей истории, он только фиксирует изменения и создаёт указатели на них. Для Git не имеет значения предыдущая история и на что раньше ссылались указатели, важно то, что актуально в текущий момент. Существует даже инструмент, гарантирующий сохранность локальной истории при вытягивании изменений из внешнего хранилища — fast-forward merge. Если этот механизм включен, то Git будет сообщать об изменениях, которые не могут быть улажены без продвижения по истории вперёд. Данные ошибки можно не принимать во внимание, если поступившие изменения ожидались.
При выполнении отката фиксации или затягивания со слиянием Git просто меняет указатель ветки на предыдущую фиксацию. В действительности в любой момент времени, когда требуется откатиться в некоторое предыдущее состояние, Git ищет в логе соответствующую контрольную сумму и сообщает какая фиксация ей соответствует. Как только что-то зафиксируется в Git, то всегда можно к этому состоянию вернуться. Для Mercurial существуют случаи, когда невозможно полностью вернуться в исходное состояние. Т.к. Mercurial для решения какой-либо проблемы создает фиксацию, то в некоторых случаях затруднительно переместиться назад с учётом свежего изменения.
Для решения различных проблем в Mercurial существуют расширения. Каждое расширение решает свои проблемы хорошо, если существует само по себе. Существует даже некоторые расширения, обеспечивающие сходную функциональность, но разными способами.
Для примера рассмотрим работу с отложенной историей. Допустим, нам необходимо записать изменения из рабочей копии без фиксации в хранилище. Git предлагает использовать stash. Stash — это фиксация или ветка, которые не сохраняются в обычном месте. Stash не показывается, когда выводится список веток, но всеми инструментами он трактуется как ветка. Если аналогичная функциональность требуется Mercurial, то можно использовать расширения attic или shelve. Оба этих расширения хранят «отложенную» историю в качестве файлов в хранилище, которые могут быть при необходимости зафиксированы. Каждое расширение решает проблему немного по-своему, поэтому имеет место несогласованность форматов.
Другой пример, команда git commit --amend. Если нужно изменить самую последнюю фиксацию, например, добавить что-нибудь забытое или изменить комментарий, то команда git commit --amend создаст полностью новый набор файловых объектов, деревьев и объектов фиксации. После этого обновляется указатель ветки. Если далее потребуется откатить изменения, то необходимо только вернуть указатель на предыдущую фиксацию командой git reset --hard HEAD@{1}. Чтобы повторить это в Mercurial потребуется откатить фиксацию, затем создать новую, далее импортируем содержимое последней фиксации при помощи расширения queue, дополняем её и делаем новую фиксацию.
Следует заметить, что ни одно из перечисленных выше дополнений не использует возможности формата хранения Mercurial, и таким образом они существуют исключительно как самостоятельная надстройка над ним.
В последнем разделе этой статьи хотел бы высказать собственное мнение по выбору системы контроля версий. И Mercurial, и Git хороши в своих сегментах.
Например, для целей ведения коммерческого программного проекта мне больше импонирует Mercurial.
Для хранения бинарных файлов, например, электронной библиотеки, Git подходит лучше. По сравнению с Mercurial он не ориентирован на расчет дельты файлов, что для бинарного содержимого не очень эффективно. Сами файлы меняются редко, а основные операции с ними — это перемещение и добавление. По моим собственным наблюдениям папка хранилища Git с историей моей библиотеки сопоставима по размерам с рабочей копией с окрестностью примерно 10%.
Немного истории
Толчком к созданию обеих систем, как Mercurial, так Git, послужило одно событие 2005 года. Всё дело было в том, что в упомянутом 2005 году ядро системы Linux потеряло возможность бесплатного использования системы контроля версий BitKeeper. После пользования BitKeeper в течение трёх лет разработчики ядра привыкли к его распределённому рабочему процессу. Автоматизированная работа с патчами сильно упрощала процесс учёта и слияния изменений, а наличие истории за продолжительный период времени позволяло проводить регрессию.
Другой немаловажной частью процесса разработки ядра Linux стала иерархическая организация разработчиков. В вершине иерархии стоял Диктатор и много Лейтенантов, отвечавших за отдельные подсистемы ядра. Каждый Лейтенант принимал или отклонял отдельные изменения в пределах своей подсистемы. Линус, в свою очередь, затягивал их изменения и публиковал их в официальном хранилище ядра Linux. Любой инструмент, вышедший на замену BitKeeper, должен был реализовывать такой процесс.
Третьим критичным требованием к будущей системе была скорость работы с большим количеством изменений и файлов. Ядро Linux — это очень большой проект, принимающий тысячи отдельных изменений от тысяч различных людей.
Среди множества инструментов подходящего не нашлось. Практически одновременно Мэт Макол (Matt Mackall) и Линус Торвальдс (Linus Torvalds) выпускают свои системы контроля версий: Mercurial и Git соответственно. В основу обеих систем легли идеи появившегося двумя годами ранее проекта Monotone.
Cходство
Обе системы контроля версий имеют ряд общих черт:
- ревизии ассоциируются с контрольными суммами;
- история имеет вид направленного ациклического графа;
- поддерживаются высокоуровневые функции, в т.ч. бисекция, ветвление и выборочные фиксации.
Отличия
Несмотря на общность идей и высокоуровневого функционала, реализации систем на низком уровне в значительной степени отличны.
Хранение истории
И Git, и Mercurial идентифицируют версии файлов по их контрольной сумме. Контрольные суммы отдельных файлов объединяются в манифесты. В Git манифесты называются деревьями, в которых одни деревья могут указывать на другие. Манифесты непосредственно связаны с ревизиями/фиксациями.
Mercurial для улучшения производительности пользуется специальным механизмом хранения Revlog. Каждому файлу, помещенному в хранилище, сопоставляется два других: индекс и файл с данными. Файлы с данными содержат слепки и дельта-слепки, которые создаются только когда количество отдельных изменений файла превышает некоторое пороговое значение. Индекс служит инструментом эффективного доступа к файлу с данными. Дельты, полученные в результате изменения файлов под контролем версий, добавляются только в файлы с данными. Для того, чтобы правки из разных мест файла объединить в одну ревизию, используется индекс. Ревизии отдельных файлов складываются манифесты, а из манифестов — фиксации. Этот метод зарекомендовал себя весьма эффективным в деле создания, поиска и вычисления различий в файлах. Также к достоинствам метода можно отнести компактность по отношению к месту на диске и достаточно эффективный протокол передачи изменений по сети.
В основе модели хранения Git лежат большие объектные бинарные файлы (BLOB). Каждая новая ревизия файла — это полная копия файла, чем достигается быстрое сохранение ревизий. Копии файлов сжимаются, но, всё равно, имеют место большие объёмы дублирования. Разработчики Git применили методы упаковки данных для снижения требований к объёму хранилища. По существу они создали нечто похожее на Revlog для указанного момента времени. Полученные в результате упаковки пакеты отличаются от Revlog’а, но преследуют ту же цель — сохранить данные, эффективно расходуя дисковое пространство. В виду того, что Git сохраняет слепки файлов, а не инкремент, фиксации могут легко создаваться и уничтожаться. Если при анализе требуется посмотреть разницу между двумя различными фиксациями, то в Git разность (diff) вычисляется динамически.
Ветвление
Ветвление — очень важная часть систем управления конфигураций, т.к. оно позволяет проводить параллельную разработку новой функциональности, сохраняя стабильность старой. Поддержка ветвления присутствует как в Git, так и в Mercurial. Отличия формата хранения истории нашли своё отражение и в реализации ветвления. Для Mercurial ветка — это некая отметка, которая прикрепляется к фиксации навсегда. Эта отметка глобальна и уникальна. Любой человек, затягивающий изменения из удалённого хранилища, увидит все ветки в своём хранилище и все фиксации в каждой из них. Для Mercurial ветки — это публичное место разработки вне основного ствола. Имена веток публикуются среди всех участников, поэтому в качестве имен обычно используют устойчивые во времени номера версий.
Ветки Git, по сути, являются лишь указателями на фиксации. В разных клонах хранилища ветки с одинаковыми названиями могут указывать на разные фиксации. Ветки в Git могут удаляться и передаваться по отдельности (каждая уникально идентифицируется по локальному имени в хранилище-источнике).
Практические аспекты использования
Различия в реализациях Git и Mercurial можно проиллюстрировать на примерах.
Mercurial позволяет легко фиксировать изменения, проталкивать и вытягивать их с поддержкой всей предыдущей истории. Git не заботится о поддержке всей предыдущей истории, он только фиксирует изменения и создаёт указатели на них. Для Git не имеет значения предыдущая история и на что раньше ссылались указатели, важно то, что актуально в текущий момент. Существует даже инструмент, гарантирующий сохранность локальной истории при вытягивании изменений из внешнего хранилища — fast-forward merge. Если этот механизм включен, то Git будет сообщать об изменениях, которые не могут быть улажены без продвижения по истории вперёд. Данные ошибки можно не принимать во внимание, если поступившие изменения ожидались.
При выполнении отката фиксации или затягивания со слиянием Git просто меняет указатель ветки на предыдущую фиксацию. В действительности в любой момент времени, когда требуется откатиться в некоторое предыдущее состояние, Git ищет в логе соответствующую контрольную сумму и сообщает какая фиксация ей соответствует. Как только что-то зафиксируется в Git, то всегда можно к этому состоянию вернуться. Для Mercurial существуют случаи, когда невозможно полностью вернуться в исходное состояние. Т.к. Mercurial для решения какой-либо проблемы создает фиксацию, то в некоторых случаях затруднительно переместиться назад с учётом свежего изменения.
Для решения различных проблем в Mercurial существуют расширения. Каждое расширение решает свои проблемы хорошо, если существует само по себе. Существует даже некоторые расширения, обеспечивающие сходную функциональность, но разными способами.
Для примера рассмотрим работу с отложенной историей. Допустим, нам необходимо записать изменения из рабочей копии без фиксации в хранилище. Git предлагает использовать stash. Stash — это фиксация или ветка, которые не сохраняются в обычном месте. Stash не показывается, когда выводится список веток, но всеми инструментами он трактуется как ветка. Если аналогичная функциональность требуется Mercurial, то можно использовать расширения attic или shelve. Оба этих расширения хранят «отложенную» историю в качестве файлов в хранилище, которые могут быть при необходимости зафиксированы. Каждое расширение решает проблему немного по-своему, поэтому имеет место несогласованность форматов.
Другой пример, команда git commit --amend. Если нужно изменить самую последнюю фиксацию, например, добавить что-нибудь забытое или изменить комментарий, то команда git commit --amend создаст полностью новый набор файловых объектов, деревьев и объектов фиксации. После этого обновляется указатель ветки. Если далее потребуется откатить изменения, то необходимо только вернуть указатель на предыдущую фиксацию командой git reset --hard HEAD@{1}. Чтобы повторить это в Mercurial потребуется откатить фиксацию, затем создать новую, далее импортируем содержимое последней фиксации при помощи расширения queue, дополняем её и делаем новую фиксацию.
Следует заметить, что ни одно из перечисленных выше дополнений не использует возможности формата хранения Mercurial, и таким образом они существуют исключительно как самостоятельная надстройка над ним.
Выводы
В последнем разделе этой статьи хотел бы высказать собственное мнение по выбору системы контроля версий. И Mercurial, и Git хороши в своих сегментах.
Например, для целей ведения коммерческого программного проекта мне больше импонирует Mercurial.
- Строгая работа с историей в Mercurial гарантирует возможность учёта и поиска первоначального источника ошибки.
- После слияния с веткой в Git мы рискуем получить гига-патч, в котором где-то будет скрываться ошибка.
- Глобальные ветки также дают возможность контроля за работой коллег при регулярной синхронизации с центральным хранилищем.
Для хранения бинарных файлов, например, электронной библиотеки, Git подходит лучше. По сравнению с Mercurial он не ориентирован на расчет дельты файлов, что для бинарного содержимого не очень эффективно. Сами файлы меняются редко, а основные операции с ними — это перемещение и добавление. По моим собственным наблюдениям папка хранилища Git с историей моей библиотеки сопоставима по размерам с рабочей копией с окрестностью примерно 10%.
Источники знаний
- Основной источник
- Описание формата Mercurial
- Описание формата Git
- Общая справочная информация из Wikipedia
