Git学习-底层原理浅析

Git学习

讲解git基本知识，包括.git目录,git add/commit底层原理

认识.git目录

首先我们初始化一个git目录作为我们研究的对象。

git init初始化git目录，如下图

重点关注以下几个:

• config文件，保存一些配置信息，这一点不做讲解
• info目录，内部包含一个exclue文件，使用方式和.gitignore一致
• hooks目录，包含一些钩子脚本，可以看作是触发器，这一点不讲解
• HEAD文件，其内容是当前分支的路径名，如下图：

其中master文件中，保存了最新的SHA值，指向最新提交的数据

• refs文件，里面是包含两个文件夹heads和tags。至于有什么作用，后续会提到。[遗留问题1]()
• objects目录，存储数据信息。
• index文件,指向待提交数据

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好了，结合.git的目录结构，让我们更好的了解git add/commit以及对应的重置（撤销操作）git reset。如下图:

上面讲到index如何与待提交数据联系？HEAD中指向文件保存的SHA指向最新一次提交的数据，究竟SHA值和数据是如何关联的呢？且往下看。

原理浅析

index文件浅析

首先来看index如何与待提交数据联系？这个问题，首先在仓库里新增一个文件，并执行git add操作，如下图，很遗憾乱码，不过git有些底层命令可以让我们读取index

上面讲到看到SHA如何关联数据的，SHA是如何产生的呢？objects中文件又是如何产生的呢？简单讲SHA = SHA-1(文件类型+文件长度+文件内容) ，而objects中的文件是将原始文件进行压缩，保存到SHA值对应的文件下，取SHA值的前两个字符作为目录，后面38个字符作为文件名。

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HEAD文件浅析

首先读取HEAD文件，看下有什么？如下图6

如上图所示，这个SHA对应一个文件，该文件存储的数据类型是commit类型(git cat-file -t命令查询)。其内容包含几点内容：

• 指出该提交的相关信息，提交信息，提交人等等
• 又出现了一个tree类型数据以及该数据SHA值

相同的操作，我们再看下这个SHA值。如下图

可以看到master保存SHA发生变化，这个可以理解，master文件理应保存最新一次的提交。读取这个SHA发现里面多了一个parent 指向上一次提交。

总结来看，可以有下图来表述：

其实分支的本质就是一个commit类型数据，通过其内部的信息指向真实数据。

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结合上面的知识，我们看一下git gc，如下图：

可以看到b042a6大小是22054字节，而033b44只有9个字节，同时会引用b042a6相同部分。

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总结

其实可以把git抽象成一个文件管理器，每次提交代表新建一个文件夹，文件夹包含着提交的数据。同时维护一个链表，链表中的节点保存着新建文件夹（进行提交）时的相关信息，比如新建的文件夹名称等（提交时间、提交信息，SHA值），当然这个链表可以分叉（新建分支），可以重合（归并）。

参考

1. Pro Git（中文版）