Git学习3：理解工作区和暂存区

在Git学习过程中，遇到了如下几个概念：工作区、暂存区和版本库。刚开始觉得Git不就是一个版本控制系统嘛，搞这么多概念干嘛。实际上正是这些概念，让Git的版本控制更加便捷和高效。而Git相比其他版本控制系统的一个不同是暂存区，实际上如果理解了暂存区，对Git的其他命令理解会很快。

工作区：简单理解就是需要进行版本的某个文件夹（假设为demo），这个文件夹有一些特殊之处——多了.git这个隐藏的文件夹

版本库：demo文件夹下的.git文件夹就是版本库

暂存区：暂存区可以理解为一个虚拟工作区，这个虚拟工作区会跟踪工作区的文件变化（增删改等操作）。这个工作区的位于.git文件夹下的index目录下

需要理解一点：当需要对工作区的修改提交到版本库前，暂存区会与工作区进行差异比较，如果工作区与暂存区的文件不一致，那么需要同步工作区的修改到暂存区，然后才可以提交到版本库。从这个意义讲，暂存区可以说是工作区和版本库的桥梁。好处自然是可以在真正提交到版本库之前做任意的操作，在需要真正提交的时候push到版本库。

Git之父Linus当初设计暂存区的初衷是由于每次在SVN中commit的时候都需要选择需要提交到版本库的文件，发现这个功能太鸡肋了。于是他想如果能够在真正commit做任意的修改，这些修改可以先放在暂存区中，如果后悔了不仅可以非常方便撤销，而且不会影响到现有的版本库。

下面通过一张图理解为工作区、暂存区和版本库的关系：

从这张图可以得出以下信息：

• Git的操作围绕工作区、暂存区（图中的index）、版本库（图中的master，实际上这是版本库的主分支）、对象库（图中的objects）几个部分进行
• 工作区、暂存区和版本库都维持着一棵目录树
• objects 标识的区域为 Git 的对象库，实际位于.git/objects目录下
• 暂存区跟踪记录了工作区的文件名和文件状态（修改时间，文件大小等信息）
• 图中的HEAD是一个指向最新commit的引用，可以通过版本回退的方式改变HEAD的指向
• 执行git add会更新暂存区的目录树，同时将工作区的文件内容生成一个对象放入objects对象库中，在暂存区记录了该对象的索引index
• 执行git commit会更新版本库的目录树，commit成功后版本库指向的目录树就是暂存区的目录树

在图中还有其他的命令，这里可以暂时不用理会，后面就会慢慢理解的。目前只需要理解git add和git commit这两个命令就可以。

既然暂存区会跟踪记录工作区的文件变化，那么Git是如何实现的呢？答案是时间戳。可以使用命令git status查看工作区与暂存区的差异情况，在执行git status时，首先会到.git/index下查看被跟踪的工作区文件的时间戳，如果发现自上次执行git add（执行git add可以让工作区的文件被跟踪）以来，文件的时间戳发生了变化，那么判断文件发生了改动，于是会与暂存区的原始文件与工作区中的该文件进行差异比较，如果发现两个文件内容不一致，那么就给出差异信息。