浅析Git暂存区

每一个使用Git进行管理的项目，在其根目录下都会存在一个名为 .git 的目录，其内容如下图，接下来主要介绍下目录中的HEAD、index、objects、refs、logs等。内容相对来说有点复杂，所以用一个例子贯穿起来，以便将问题说清楚。

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准备工作

首先在你喜欢的目录下执行如下操作，主要操作包含创建本地工作区，添加跟踪文件，将工作区变更提交到本地仓库。

mkdir demo
cd demo/
git init
echo "Hello git." > hello-git.txt
git add hello-git.txt
git commit -m "initialized"
echo "How are you, git?" >> hello-git.txt
git add hello-git.txt
git commit -m "second commit"

可以通过 git log --stat 命令查看日志统计信息, 从中可以看到共进行了两次提交，以及每次提交的作者和日期，还有相关内容的变化。

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工作区、暂存区、本地版本库

如果要想理解git的原理，那么这几个术语是一定要清楚的，下面就以一张图理解下这三个术语的具体含义。为了方便理解各个区之间的关系，图中添加了对应的Git命令。

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图中左侧为工作区，右侧为版本库。在版本库中标记为 "index" 的区域是暂存区（stage, index），标记为 "master" 的是 master 分支所代表的目录树。
图中我们可以看出此时 "HEAD" 实际是指向 master 分支的一个“游标”。所以图示的命令中出现 HEAD 的地方可以用 master 来替换。
图中的 objects 标识的区域为 Git 的对象库，实际位于 ".git/objects" 目录下，我们会在后面的章节重点介绍。
当对工作区修改（或新增）的文件执行 "git add" 命令时，暂存区的目录树被更新，同时工作区修改（或新增）的文件内容被写入到对象库中的一个新的对象中，而该对象的ID 被记录在暂存区的文件索引中。
当执行提交操作（git commit）时，暂存区的目录树写到版本库（对象库）中，master 分支会做相应的更新。即 master 指向的目录树就是提交时暂存区的目录树。
当执行 "git reset HEAD" 命令时，暂存区的目录树会被重写，被 master 分支指向的目录树所替换，但是工作区不受影响。
当执行 "git rm --cached " 命令时，会直接从暂存区删除文件，工作区则不做出改变。
当执行 "git checkout ." 或者 "git checkout -- " 命令时，会用暂存区全部或指定的文件替换工作区的文件。这个操作很危险，会清除工作区中未添加到暂存区的改动。
当执行 "git checkout HEAD ." 或者 "git checkout HEAD " 命令时，会用 HEAD 指向的 master 分支中的全部或者部分文件替换暂存区和以及工作区中的文件。这个命令也是极具危险性的，因为不但会清除工作区中未提交的改动，也会清除暂存区中未提交的改 动。

其实暂存区是Git设计非常大的一个亮点，有个这个暂存区的支持，Git的灵活性体现的淋漓尽致，做你想做，改你想改。下面通过 git status 命令进一步理解这三个区的关系。

首先在demo目录下执行如下操作，向hello-git.txt文件追加了一行，然后通过add命令添加到暂存区，然后又追加了一行到hello-git.txt文件。

echo "I miss you, git." >> hello-git.txt
git add hello-git.txt
echo "Bye-bye, git." >> hello-git.txt

下面通过命令 git status 得到的结果，大致意思是hello-git.txt文件有更改，但是还没有被commit; 另外hello-git.txt文件中存在没有被staged(添加到暂存区)的内容，可以通过某些命令添加到暂存去。不得不说，Git太人性化了，他把各种情况下可能使用到的命令都提示给用户了。

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也许你现在已经很清楚这三个区的关系了，但是为能有更多不同的角度区了解Git的这种设计，同时熟悉下常用的命令，我们通过命令 git diff 的输出结果在简单说明下。下面是三条不同的diff命令分别展示了三个区的差异。

• 工作区和暂存区 命令：git diff

  
  
  

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• 工作区和版本库

  
  
  

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• 暂存区和版本库

  
  
  

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以第一个为例解释下diff的输出结构：
第1行记录了原始文件和目标文件，本例中原始文件是指工作区中的hello-git.txt文件，而目标文件是指暂存区中的hello-git.txt文件。
第2行记录了暂存区的版本。
第3行和第4行表示的意思和第一行差不多，只是在前面分别添加了---和+++,三个减号标示的是原始文件，三个加号标示的是目标文件。
第5行至第9行表示一个差异小结，每个差异小结以一行差异定位语句开始，其前后分别用两个@@进行标示。第5行中 -1, 3表示本差异小结中内容相当于原始文件的第一行开始的3行，而+1,4表示的是目标文件中第一行开始的4行。前面有＋号的行表示只出现在目标文件中，前面有－号的行表示只出现在原始文件中，而前面有空格的行表示在原始文件和目标文件都出现的行。