Repo工作原理和使用介绍

阅读本文之前，需要对git有一定的了解。

1. 概要

repo是Android为了方便管理多个git库而开发的Python脚本。repo的出现，并非为了取代git，而是为了让Android开发者更为有效的利用git。

Android源码包含数百个git库，仅仅是下载这么多git库就是一项繁重的任务，所以在下载源码时，Android就引入了repo。 Android官方推荐下载repo的方法是通过Linux curl命令，下载完后，为repo脚本添加可执行权限：

$ curl https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ~/bin/repo
$ chmod a+x ~/bin/repo

由于国内Google访问受限，所以上述命令不一定能下载成功。其实，我们现在可以从很多第三方渠道找到repo脚本，只需要取下来，确保repo可以正确执行即可。

2. 工作原理

repo需要关注当前git库的数量、名称、路径等，有了这些基本信息，才能对这些git库进行操作。通过集中维护所有git库的清单，repo可以方便的从清单中获取git库的信息。 这份清单会随着版本演进升级而产生变化，同时也有一些本地的修改定制需求，所以，repo是通过一个git库来管理项目的清单文件的，这个git库名字叫manifests。

当打开repo这个可执行的python脚本后，发现代码量并不大(不超过1000行)，难道仅这一个脚本就完成了AOSP数百个git库的管理吗？并非如此。 repo是一系列脚本的集合，这些脚本也是通过git库来维护的，这个git库名字叫repo。

在客户端使用repo初始化一个项目时，就会从远程把manifests和repo这两个git库拷贝到本地，但这对于Android开发人员来说，又是近乎无形的(一般通过文件管理器，是无法看到这两个git库的)。 repo将自动化的管理信息都隐藏根目录的.repo子目录中。

2.1 项目清单库(.repo/manifests)

AOSP项目清单git库下，只有一个文件default.xml，是一个标准的XML，描述了当前repo管理的所有信息。

AOSP的default.xml的文件内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<manifest>
    <remote  name="aosp"
             fetch=".."
             review="https://android-review.googlesource.com/" />
    <default revision="master"
             remote="aosp"
             sync-j="4" />
    <project path="build" name="platform/build" groups="pdk,tradefed" >
        <copyfile src="core/root.mk" dest="Makefile" />
    </project>
    <project path="abi/cpp" name="platform/abi/cpp" groups="pdk" />
    <project path="art" name="platform/art" groups="pdk" />
    ...
    <project path="tools/studio/translation" name="platform/tools/studio/translation" groups="notdefault,tools" />
    <project path="tools/swt" name="platform/tools/swt" groups="notdefault,tools" />
</manifest>

• <remote>：描述了远程仓库的基本信息。name描述的是一个远程仓库的名称，通常我们看到的命名是origin;fetch用作项目名称的前缘，在构造项目仓库远程地址时使用到;review描述的是用作code review的server地址
• <default>：default标签的定义的属性，将作为<project>标签的默认属性，在<project>标签中，也可以重写这些属性。属性revision表示当前的版本，也就是我们俗称的分支;属性remote描述的是默认使用的远程仓库名称，即<remote>标签中name的属性值;属性sync-j表示在同步远程代码时，并发的任务数量，配置高的机器可以将这个值调大
• <project>：每一个repo管理的git库，就是对应到一个<project>标签，path描述的是项目相对于远程仓库URL的路径，同时将作为对应的git库在本地代码的路径; name用于定义项目名称，命名方式采用的是整个项目URL的相对地址。 譬如，AOSP项目的URL为https://android.googlesource.com/，命名为platform/build的git库，访问的URL就是https://android.googlesource.com/platform/build

如果需要新增或替换一些git库，可以通过修改default.xml来实现，repo会根据配置信息，自动化管理。但直接对default.xml的定制，可能会导致下一次更新项目清单时，与远程default.xml发生冲突。 因此，repo提供了一个种更为灵活的定制方式local_manifests:所有的定制是遵循default.xml规范的，文件名可以自定义，譬如local_manifest.xml, another_local_manifest.xml等， 将定制的XML放在新建的.repo/local_manifests子目录即可。repo会遍历.repo/local_manifests目录下的所有*.xml文件，最终与default.xml合并成一个总的项目清单文件manifest.xml。

local_manifests的修改示例如下：

$ ls .repo/local_manifests
local_manifest.xml
another_local_manifest.xml

$ cat .repo/local_manifests/local_manifest.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<manifest>
    <project path="manifest" name="tools/manifest" />
    <project path="platform-manifest" name="platform/manifest" />
</manifest>

2.2 repo脚本库(.repo/repo)

repo对git命令进行了封装，提供了一套repo的命令集(包括init, sync等)，所有repo管理的自动化实现也都包含在这个git库中。 在第一次初始化的时候，repo会从远程把这个git库下载到本地。

2.3 仓库目录和工作目录

仓库目录保存的是历史信息和修改记录，工作目录保存的是当前版本的信息。一般来说，一个项目的Git仓库目录（默认为.git目录）是位于工作目录下面的，但是Git支持将一个项目的Git仓库目录和工作目录分开来存放。 对于repo管理而言，既有分开存放，也有位于工作目录存放的:

• manifests： 仓库目录有两份拷贝，一份位于工作目录(.repo/manifests)的.git目录下，另一份独立存放于.repo/manifests.git
• repo：仓库目录位于工作目录(.repo/repo)的.git目录下
• project：所有被管理git库的仓库目录都是分开存放的，位于.repo/projects目录下。同时，也会保留工作目录的.git，但里面所有的文件都是到.repo的链接。这样，即做到了分开存放，也兼容了在工作目录下的所有git命令。

既然.repo目录下保存了项目的所有信息，所有要拷贝一个项目时，只是需要拷贝这个目录就可以了。repo支持从本地已有的.repo中恢复原有的项目。

3. 使用介绍

repo命令的使用格式如下所示：

$ repo <COMMAND> <OPTIONS>

可选的的有：help、init、sync、upload、diff、download、forall、prune、start、status，每一个命令都有实际的使用场景， 下面我们先对这些命令做一个简要的介绍：

3.1 init

$ repo init -u <URL> [<OPTIONS>]

• -u：指定manifests这个远程git库的URL，manifests库是整个项目的清单。默认情况，这个git库只包含了default.xml一个文件，其内容可以参见Android的样本
• -m， –manifest-name：指定所需要的manifests库中的清单文件。默认情况下，会使用maniftests/default.xml
• -b， –manifest-branch：指定manifest.xml文件中的一个版本，，也就是俗称的“分支”

运行该命令后，会在当前目录下新建一个.repo子目录：

.repo

├── manifests       # 一个git库，包含default.xml文件，用于描述repo所管理的git库的信息

├── manifests.git   # manifest这个git库的实体，manifest/.git目录下的所有文件都会链接到该目录

├── manifest.xml    # manifests/default.xml的一个软链接

└── repo            # 一个git库，包含repo运行的所有脚本

这些本地的目录是如何生成的呢？执行repo命令时，可以通过--trace参数，来看实际发生了什么。

$ repo --trace init -u $URL -b $BRANCH -m $MANIFEST
  --------------------
  mkdir .repo; cd .repo
  git clone --bare $URL manifests.git
  git clone https://android.googlesource.com/tools/repo
  mkdir -p manifests/.git; cd manifests/.git
  for i in ../../manifests.git/*; do ln -s $? .; done
  cd ..
  git checkout $BRANCH -- .
  cd ..
  ln -s manifests/$MANIFEST manifest.xml

首先，在当前目录下创建.repo子目录，后续所有的操作都在.repo子目录下完成;

然后，clone了两个git库，其中一个是-u参数指定的manifests，本地git库的名称是manifest.git;另一个是默认的repo，后面我们会看到这个URL也可以通过参数来指定;

接着，创建了manifest/.git目录，里面的所有文件都是到manifests.git这个目录的链接，这个是为了方便对manifests目录执行git命令，紧接着，就会将manifest切换到-b参数指定的分支;

最后，在.repo目录下，创建了一个软链接，链接到-m参数制定的清单文件，默认情况是manifests/default.xml。

这样，就完成了一个多git库的初始化，之后，就可以执行其他的repo命令了。

我们还介绍几个不常用的参数，在国内下载Android源码时，会用到：

• –repo-url：指定远程repo库的URL，默认情况是https://android.googlesource.com/tools/repo，但国内访问Google受限，会导致这个库无法下载，从而导致repo init失败，所以可以通过该参数指定一个访问不受限的repo地址
• –repo-branch：同manifest这个git库一样，repo这个git库也是有版本差异的，可以通过该参数来指定下载repo这个远程git库的特定分支
• –no-repo-verify：在下载repo库时，会对repo的源码进行检查。通过–repo-url指定第三方repo库时，可能会导致检查不通过，所以可以配套使用该参数，强制不进行检查

3.2 sync

$ repo sync [PROJECT_LIST]

下载远程代码，并将本地代码更新到最新，这个过程称为“同步”。如果不使用任何参数，那么会对所有repo管理的进行同步操作;也可以PROJECT_LIST参数，指定若干要同步的PROJECT。 根据本地git库代码不同，同步操作会有不同的行为：

• 当本地的git库是第一次触发同步操作时，那么，该命令等价于git clone，会将远程git库直接拷贝到本地
• 当本地已经触发过同步操作时，那么，该命令等价于git remote update && git rebase origin/<BRANCH>，<BRANCH>就是当前与本地分支所关联的远程分支 代码合并可能会产生冲突，当冲突出现时，只需要解决完冲突，然后执行git rebase --continue即可。

当sync命令正确执行完毕后，本地代码就同远程代码保持一致了。在一些场景下，我们会用到sync命令的一些参数：

• -j：开启多线程同步操作，这会加快sync命令的执行速度。默认情况下，使用4个线程并发进行sync
• -c, –current-branch：只同步指定的远程分支。默认情况下，sync会同步所有的远程分支，当远程分支比较多的时候，下载的代码量就大。使用该参数，可以缩减下载时间，节省本地磁盘空间
• -d, –detach：脱离当前的本地分支，切换到manifest.xml中设定的分支。在实际操作中，这个参数很有用，当我们第一次sync完代码后，往往会切换到dev分支进行开发。如果不带该参数使用sync， 则会触发本地的dev分支与manifest设定的远程分支进行合并，这会很可能会导致sync失败
• -f, –force-broken：当有git库sync失败了，不中断整个同步操作，继续同步其他的git库
• –no-clone-bundle：在向服务器发起请求时，为了做到尽快的响应速度，会用到内容分发网络(CDN, Content Delivery Network)。同步操作也会通过CDN与就近的服务器建立连接， 使用HTTP/HTTPS的$URL/clone.bundle来初始化本地的git库，clone.bundle实际上是远程git库的镜像，通过HTTP直接下载，这会更好的利用网络带宽，加快下载速度。 当服务器不能正常响应下载$URL/clone.bundle，但git又能正常工作时，可以通过该参数，配置不下载$URL/clone.bundle，而是直接通过git下载远程git库

3.3 upload

$ repo upload [PROJECT_LIST]

从字面意思理解，upload就是要上传，将本地的代码上传到远程服务器。upload命令首先会找出本地分支从上一次同步操作以来发生的改动，然后会将这些改动生成Patch文件，上传至Gerrit服务器。 如果没有指定PROJECT_LIST，那么upload会找出所有git库的改动;如果某个git库有多个分支，upload会提供一个交互界面，提示选择其中若干个分支进行上传操作。

upload并不会直接将改动合并后远程的git库，而是需要先得到Reviewer批准。Reviewer查看改动内容、决定是否批准合入代码的操作，都是通过Gerrit完成。 Gerrit服务器的地址是在manifests中指定的：打开.repo/manifest.xml，<remote>这个XML TAG中的review属性值就是Review服务器的URL:

<remote name="aosp"
        fetch=".."
        review="https://android-review.googlesource.com/" />

Gerrit的实现机制不是本文讨论的内容，但有几个与Gerrit相关的概念，是需要代码提交人员了解的：

• Reviewer：代码审阅人员可以是多个，是需要人为指定的。Gerrit提供网页的操作，可以填选Reviewer。当有多个git库的改动提交时，为了避免在网页上频繁的填选Reviewer这种重复劳动， upload提供了–re, –reviewer参数，在命令行一次性指定Reviewer
• Commit-ID：git为了标识每个提交，引入了Commit-ID，是一个SHA-1值，针对当次提交内容的一个Checksum，可以用于验证提交内容的完整性
• Change-ID：Gerrit针对每一个Review任务，引入了一个Change-ID，每一个提交上传到Gerrit，都会对应到一个Change-ID， 为了区分于Commit-ID，Gerrit设定Change-ID都是以大写字母 “I” 打头的。 Change-ID与Commit-ID并非一一对应的，每一个Commit-ID都会关联到一个Change-ID，但Change-ID可以关联到多个Commit-ID
• Patch-Set：当前需要Review的改动内容。一个Change-ID关联多个Commit-ID，就是通过Patch-Set来表现的，当通过git commit --amend命令修正上一次的提交并上传时， Commit-ID已经发生了变化，但仍可以保持Change-ID不变，这样,在Gerrit原来的Review任务下，就会出现新的Patch-Set。修正多少次，就会出现多少个Patch-Set， 可以理解，只有最后一次修正才是我们想要的结果，所以，在所有的Patch-Set中，只有最新的一个是真正有用的，能够合并的。

3.4 download

$ repo download <TARGET> <CHANGE>

upload是把改动内容提交到Gerrit，download是从Gerrit下载改动。与upload一样，download命令也是配合Gerrit使用的。

• <TARGET>：指定要下载的PROJECT，譬如platform/frameworks/base, platform/packages/apps/Mms
• <CHANGE>：指定要下载的改动内容。这个值不是Commit-ID，也不是Change-ID，而是一个Review任务URL的最后几位数字。 譬如，AOSP的一个Review任务https://android-review.googlesource.com/#/c/23823/，其中23823就是<CHANGE>。

3.5 forall

$ repo forall [PROJECT_LIST] -c <COMMAND>

对指定的git库执行-c参数制定的命令序列。在管理多个git库时，这是一条非常实用的命令。PROJECT_LIST是以空格区分的，譬如：

$ repo forall frameworks/base packages/apps/Mms -c "git status"

表示对platform/frameworks/base和platform/packages/apps/Mms同时执行git status命令。 如果没有指定PROJECT_LIST，那么，会对repo管理的所有git库都同时执行命令。

该命令的还有一些其他参数：

• -r, –regex： 通过指定一个正则表达式，只有匹配的PROJECT，才会执行指定的命令
• -p：输出结果中，打印PROJECT的名称

3.6 prune

$ repo prune [<PROJECT_LIST>]

删除指定PROJECT中，已经合并的分支。当在开发分支上代码已经合并到主干分支后，使用该命令就可以删除这个开发分支。

随着时间的演进，开发分支会越来越多，在多人开发同一个git库，多开发分支的情况会愈发明显，假设当前git库有如下分支：

* master
  dev_feature1_201501   # 已经合并到master
  dev_feature2_201502   # 已经合并到master
  dev_feature3_201503   # 正在开发中，还有改动记录没有合并到master

那么，针对该git库使用prune命令，会删除dev_feature1_201501和dev_feature2_201502。

定义删除无用的分支，能够提交团队的开发和管理效率。prune就是删除无用分支的”杀手锏“。

3.7 start

$ repo start <BRANCH_NAME> [<PROJECT_LIST>]

在指定的PROJECT的上，切换到<BRANCH_NAME>指定的分支。可以使用–all参数对所有的PROJECT都执行分支切换操作。 该命令实际上是对git checkout命令的封装，<BRANCH_NAME>是自定义的，它将追踪manifest中指定的分支名。

当第一次sync完代码后，可以通过start命令将git库切换到开发分支，避免在匿名分支上工作导致丢失改动内容的情况。

3.8 status

$ repo status [<PROJECT_LIST>]

status用于查看多个git库的状态。实际上，是对git status命令的封装。

4. 使用实践

Android推荐的开发流程是：

• repo init初始化工程，指定待下载的分支
• repo sync下载代码
• repo start将本地git库切换到开发分支(TOPIC BRANCH)
• 在本地进行修改，验证后，提交到本地
• repo upload上传到服务器，等待review

在实际使用过程中，我们会用到repo的一些什么子命令和参数呢？哪些参数有助于提高开发效率呢？下面我们以一些实际场景为例展开说明。

4.1 对项目清单文件进行定制

通过local_manifest机制，能够避免了直接修改default.xml，不会造成下次同步远程清单文件的冲突。

CyanogenMod(CM)适配了上百款机型，不同机型所涉及到的git库很可能是有差异的。以CM对清单文件的定制为例，通过新增local_manifest.xml，内容如下：

<manifest>
    <!-- add github as a remote source -->
    <remote name="github" fetch="git://github.com" />

    <!-- remove aosp standard projects and replace with cyanogenmod versions -->
    <remove-project name="platform/bootable/recovery" />
    <remove-project name="platform/external/yaffs2" />
    <remove-project name="platform/external/zlib" />
    <project path="bootable/recovery" name="CyanogenMod/android_bootable_recovery" remote="github" revision="cm-10.1" />
    <project path="external/yaffs2" name="CyanogenMod/android_external_yaffs2" remote="github" revision="cm-10.1" />
    <project path="external/zlib" name="CyanogenMod/android_external_zlib" remote="github" revision="cm-10.1" />

    <!-- add busybox from the cyanogenmod repository -->
    <project path="external/busybox" name="CyanogenMod/android_external_busybox" remote="github" revision="cm-10.1" />

</manifest>

local_manifest.xml会与已有的default.xml融合成一个项目清单文件manifest.xml，实现了对一些git库的替换和新增。 可以通过以下命令导出当前的清单文件，最终snapshot.xml就是融合后的版本：

$ repo manifest -o snapshot.xml -r

在编译之前，保存整个项目的清单，有助于问题的回溯。当项目的git库发生变更，需要回退到上一个版本进行验证的时候，只需要重新基于snapshot.xml初始化上一个版本即可：

$ cp snapshot.xml .repo/manifests/
$ repo init -m snapshot.xml           # -m 参数表示自定义manifest
$ repo sync -d                        # -d 参数表示从当前分支脱离，切换到manifest中定义的分支

4.2 解决无法下载Android源码

在repo init的时候，会从远程下载manifests和repo这两个git库，默认情况下，这两个git库的地址都是写死在repo这个python脚本里面的。对于AOSP而言，这两个git库的地址显然是google提供的。 但由于google访问受限的缘故，会导致init时，无法下载manifests和repo。这时候，可以使用init的-u和–repo-url参数，自定义这两个库的地址，辅以–no-repo-verify来绕过代码检查。

$ repo init --repo-url [PATH/TO/REPO] -u [PATH/TO/MANIFEST] -b [BRANCH] --no-repo-verify
$ repo sync

4.3 更快更省的下载远程代码

repo默认会同步git库的所有远程分支的代码，但实际开发过程中，用到的分支是有限的。使用sync的-c参数，可以只下载manifest中设定的分支，这会节省代码下载时间以及本地的磁盘空间：

$ repo sync -c

如果实际开发过程中，需要用到另外一个分支，而又不想被其他分支干扰，可以在已有的工程根目录下，使用如下命令：

$ repo manifest -o snapshot.xml -r
$ repo init -u [PATH/TO/MANIFEST] -b [ANOTHER_BRANCH]
$ repo sync -c -d

以上命令序列，相当更新了manifest，而且仅仅只下载ANOTHER_BRANCH的代码，这样本地只保存了两个分支的代码。利用保存的snapshot.xml，还能将所有git库方便的切换回原来的分支。

如果本地已经有一份Android源码，假设路径为~/android-exsit，想要下载另一份新的Android源码，通过–reference参数，在数分钟以内，就能将代码下载完毕：

$ mkdir ~/android-new && cd ~/android-new
$ repo init --reference=~/android-exsit -u [PATH/TO/MANIFEST] -b [BRANCH]
$ repo sync -c

4.4 避免在匿名分支上工作

在sync完代码后，所有git库默认都是在一个匿名分支上(no branch)，很容易会由于误操作导致丢失代码修改。可以使用如下命令将所有的git库切换到开发分支：

$ repo start BRANCH --all

4.5 使用upload提交代码

开发人员可能同时在多个git库，甚至多个分支上，同时进行修改，针对每个git库单独提交代码是繁琐的。可以使用如下命令，一并提交所有的修改：

$ repo upload

不用担心会漏提交或者误提交，upload会提供一个交互界面，开发人员选择需要提交的git库和分支即可。

如果需要省去Gerrit上填写reviewer的操作，可以使用–reviewer参数指定Reviewer的邮箱地址：

$ repo upload --reviewer="R.E.viewer@google.com"

4.6 定期删除已经合并的开发分支

Git鼓励在修复Bug或者开发新的Feature时，都创建一个新的分支。创建Git分支的代价是很小的，而且速度很快，因此，不用担心创建Git分支的成本，而是尽可能多地使用分支。

随着时间的演进，开发分支会越来越多，而一些已经合并到主干的开发分支是没有存在价值的，可以通过prune命令定期删除无用的开发分支：

$ repo prune [PROJECT_LIST]

4.7 同时操作多个git库

对于部分开发人员而言，同时操作多个git库是常态，如果针对每个git库的操作命令都是相同的，那么可以使用如下命令一次性完成所有操作:

$ repo forall -c "git branch | grep tmp | xargs git branch -D; git branch"

参数-c指定的命令序列可以很复杂，多条命令只需要用“;”间隔。