漫谈版本控制系统

背景

我想大家都给文件起过这些名称：

HelloWorld.java
HelloWorld_2018_04_05.java
HelloWorld_2018_04_06.java

当我们单独使用这些文件时，按照上述方式可以很好的管理文件，但是，如果现在有两个人同时修改这份文件，那么，其中一人对文件修改的内容会被另一人的内容所覆盖，这是我们不希望看到的。譬如下面代码中，不能简简单单地用李四写的HelloWorld覆盖张三写的HelloWorld。

// 张三写的HelloWorld
public class HelloWorld{
  public void methodA(int arg){
    System.out.print("hi");
    System.out.print(arg);
  }
}
// 李四写的HelloWorld
public class HelloWorld{
  public void methodA(int arg){
    System.out.print("hi " + arg);
  }
  public void methodB(){
    int a = 1;
    int b = 2;
    System.out.print(a+b);
  }
}

v1.0–悲观锁

基于此，版本控制系统（Version Control System，VCS）就应用而生了，此时的VCS(v1.0)通过悲观锁将并发执行转换成顺序执行，它具有如下功能：首先，应该把文件放在一个服务器上，方便使用者上传或下载文件；其次，任何人想对文件修改时，需要先把这个文件加锁，通过checkout指令，使得其他人无法修改；最后，当修改完成之后，需要释放锁，通过checkin指令，形成一个新的版本，存放到服务器端。
使用v1.0之后，张三和李四需要争夺锁，假设张三抢到锁，张三首先将HelloWorld.java上传到服务器端，形成一个新的版本并释放锁，接着，李四获得锁，上传代码到服务器端进行比较合并，最后上传，最终形成如下代码:

public class HelloWorld{
  public void methodA(int arg){
    System.out.print("hi " + arg);
  }
  public void methodB(){
    int a = 1;
    int b = 2;
    System.out.print(a+b);
  }
}

v2.0–乐观锁

基于悲观锁的VCS也存在一些问题，譬如：王五只想学习下HelloWorld，并不会对该文件进行修改，当王五向VCS服务器拉取最新代码也需要进行锁操作；张三在提交完最新代码之后，忘记了释放锁，导致其他想修改代码的人无法修改。针对这些问题，我们将乐观锁替换成悲观锁，VCS演进到v2.0版本。乐观锁通常的做法是在每个表中增加一个version版本字段，事务修改数据之前先读数据，当然版本也顺势读取出来，然后把这个读取出来的版本号加入到更新语句的条件中，比如，读取出来的版本号是1，我们修改数据的语句可以这样写，update table set column = xx where id = 1 and version =1 ,那如果更新失败了，说明以后其他事务已经修改过数据了，那系统需要抛出异常给客户端，让客户端自行处理，客户端可以选择重试。
还是以HelloWorld为例，张三修改了HelloWorld.java，并且成功提交到VCS服务器中。与此同时，李四也修改了HelloWorld.java，提交的时候，系统就会提示”版本已更新，请重新下载最新版本！”。这时的李四需要重服务器拉取最新代码，然后把本地代码和服务器最新代码进行Merge。

v3.0–多分支并行

我们知道每一款软件都会潜藏一些Bug，并且用户在使用软件的过程中会提出一些新的需求，这就要求我们不仅要修改这些Bug，还要完成新增功能模块，而往往修改Bug的进度比较快，而新增功能模块的周期比较长，这就导致我们不能在一个代码库中进行工作，如果这么做，那么修正了Bug以后就没法发布，因为包含新功能的代码还没有完成！
基于此，VCS演进到v3.0版本，支持多分支并行开发。举例来说，以刚刚发布的产品代码在Master分支，修改Bug团队创建branch-bug分支，而新增功能团队创建branch-new分支，两个团队在完成各自任务之后，将各自分支Merge到Master分支中。

v4.0–分布式

伴随着软件功能的不断增加，越来越多的团队加入进来，与此同时，出现了一些新的问题，由于VCS的服务器是集中式的，时不时出现宕机情况，导致开发人员无法提交代码；还有就是有些开发人员没有对代码进行好好测试就提交了，带出了很多bug，为了保证代码质量，能不能在代码提交之前有人对提交的代码进行审查。
基于上述两方面的考虑，VCS演进到v4.0版本，支持分布式，即每个开发人员本地都有代码仓库，它的架构图如下。首先，开发人员1和开发人员2从官方代码库中克隆，然后进行修改；修改完成之后，并不是将代码推送到官方代码库，而是推送到自己本地仓库；项目维护人员从开发人员代码仓库拉取修改过的代码，然后决定是否接受这个修改；最后项目维护人员将修改完成的代码推送到官方代码仓库。