图文并茂,详细讲解Git底层存储原理

自从小学妹学完定时任务后(详情请看上篇文章),对我那是百般仰慕,遇到问题第一时间就会想到我(是的,要的就是这种效果)。这不,小学妹今天又找我了,今天的问题是什么呢?听我细细道来...

原来小学妹在公司中,用的是 Git的代码管理工具(还不知道这个软件的要面壁啦~)。有一天不知道发生什么了,文件夹中所有代码都被删掉了,但是只留下本地一个 .git文件夹,这可把小学妹急坏了,刚写完一个大功能,还没来得急提交到远程服务器,明天就要开始内测了,重写已经来不及了...

听完小学妹的诉求后,我慢悠悠的跟她说:小事儿一桩,交给学长,一秒钟搞定!

你想知道怎么搞定的?先来了解下 Git底层代码存储原理吧!

一、 git工作流程原理分析:

假定现在我们有一个 git仓库,在这个 git仓库中已经添加了两个文件分别叫做 file1和 file2,两个文件中的内容分别是 foo和 bar。并且都做了 commit操作。这时候的图如下:

在 Git中,从理解上来讲是分成三种区,分别是工作目录暂存区以及Git仓库。其中工作目录是我们写代码的文件,暂存区是已经把代码进行了 add操作,但是并没有进行 commit操作。Git仓库则是已经把代码提交到仓库中了,只要仓库不丢失,代码是不会丢失的了。

再来理解下 add操作和 commit操作分别做了什么事。用上图的例子来说,工作目录中包含了 file1和 file2,然后在做 add操作的时候,理解上来讲是说把代码提交到了暂存区,实际上 Git是将代码修改了的部分进行了记录,然后进行 SHA1操作,生成了一个 blob对象( blob是一个类似文件对象的二进制数据,不懂可以理解为一个快照),把存储到仓库中了(注意,此时代码快照实际上已经存储到仓库中了),但是并没有在目录树上进行映射,而是在一个索引文件中进行了映射。此后如果我们再执行 commit操作,才会把索引中的映射,真正更改到对象树中,对象树会记录所有的 commitid与 blob的映射。这样就实现了根据 commitid就可以找到对应代码的功能了。

来,我们继续用图来讲解一下。

然后我们现在对 file1文件内容进行修改,从 foo变成 quux。图将发生如下的改变:

我们再执行 git add操作的时候,图将变成如下:

在执行 git add操作的时候,会在仓库对象中生成一个 blob对象,这个对象记录的是与之前文件相比发生的改变。但是此时并没有生成 commit操作,而是在索引文件中对其进行了索引。

此时如果我们再执行 commit操作,那么将变成如下:

因为进行了 commit操作,所以现在生成了一个新的 commit,这个 commit指向原来的 commit,并且还指向了新生成的 blob对象。因为 file2文件没有发生改变,所以依然还是会指向原来的 bar那个blob对象。并且做完提交后,当前的分支 HEAD指针会移动到现在的 commit。

二、 Git仓库介绍:

在了解了 Git的一个存储机制后,我们再来看下 .git文件夹中各个文件夹和文件的作用。

1. .git/index:

索引文件。每当我们执行 git add操作的时候, git会给添加的每个文件的内容创建一个对象,然后把这个文件的路径和生成的对象进行映射,存放到 .git/index文件中。等到后期新的命令(比如:git add、 git rm或者 git mv)执行的时候,又会重新更新索引。

2. .git/HEAD:

表示当前指向的是哪个分支。

3. .git/config:

当前 git仓库的配置文件。保存这 git仓库的远程地址,远程仓库分支等。

4. .git/objects:

真正保存代码的地方。其中分成两种类型的文件,一种是 pack,另外的是 blob文件。其中 pack是根据定位内容非常相似的全部文件,然后为他们之一存储整个内容。之后计算相似文件之间的差异并且只存储差异。而 blob文件就是记录差异。blob是“二进制大对象”( binary largeobject)的简写,是计算机领域常用术语,用来指代某些可以包含任意数据的变量或文件。

5. .git/logs:

这个地方是记录分支上做的 commit操作的日志。我们通过 git log命令就可以查看到这个里面的内容。

我们在了解完 Git底层代码存储原理后,就不难发现,小学妹的那个问题,真的不是什么问题,只要 .git目录在,我们的代码快照、 commit操作, HEAD指针指向,分支等数据全都在,这些数据都在,我们只要将 HEAD指针重新指向最新的 commit就可以把代码进行恢复啦。那么答案来了:

  1. $ git reset --hard HEAD

一行命令搞定,是不是很简单?

呐,如果你觉得 git难用,经常会出现莫名其妙代码不见了,不知道怎么写 .gitignore文件,不知道怎么用 git和别人协作,产生冲突不知道如何解决,经常挨领导的批评,那是因为你没有掌握 Git的正确的用法。作为一个程序员,不管是做什么开发, Git都是我们工作一项随身的技能了。如果你不想因为 Git不会用而被同事看不起,那么可以来参加下我们的《4天3晚征服Git》封闭训练营,只要4天的时间,让你的同事刮目相看!

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