理解 Git

主要内容介绍

1.设计思想

2.数据流向

3.git flow

4.其他介绍

5.思考讨论

6.参考资料

1.设计思想

1.快照记录，每一次commit ，记录工作目录的完整快照。
2.不变模式，任何改变都将生成一个新的对象（类似java string 设计）。
3.分布式 ，几乎所有操作都在本地仓库完成（非常高效且无依赖），不同节点可以通过同步来更新内容。
4.复用，使用对象池复用对象，相同内容的文件，在对象池中只会存储一份。

2.数据流向

git数据交互.png

2.1术语

• work-dir :
  表示工作目录，与.git 绑定的目录，其他名称（working-tree，工作空间）
  不一定与.git 目录在相同的位置（默认是相同的）

• repo:
  表示.git 目录里面的内容

• commit-tree:
  每一次提交对应的tree,其他名称（tree，tree-ish，commit），commit 结构见 4其他介绍

• index/cache:
  对应.git/index 文件，其他名称（cache，index，stage(区别于 stash)）

• object-pool:
  对应.git/objects/ 目录下面的内容，里面存有的对象有 blob（文件），tree（dir and subdir） ，commit ，tag

2.2数据流向

1.repo(object-pool) —> work-dir
2.work-dir —>repo(object-pool)
3.git-inter(object-pool) —>merge object (object-pool)-->new object(object-pool)

2.3 主要操作：

1. 无work-dir， 向repo 写入内容，
2. 使用work-dir 向repo 写入内容
3. repo内容检出到work-dir
4. work-dir，index（cache），repo（commit-tree）,比较
5. commit-tree 构建，新增，合并，重建，撤销
6. commit-log 查看

2.4 测试结果查看关键命令

查看work-dir	查看repo 内容
ls	git ls-files ：查看index 文件内容。git ls-files -s：查看index 文件内容，并且显示blob id
tree	git ls-tree [commit-id] ：查看commit 对应的tree 结构，以及在tree 上面所有的文件
cat	git cat-file -t ：查看blob 文件类型，blob-id 为对象池里面对应对象的id
find find .git/objects -type f ： 查找文件 find ./ -mmin -1 -type f ：查找最近一分钟修改的文件	git log：查看commit log， （其他命令git show ） git log --all --graph —oneline：查看所有提交日志 git log --graph --oneline ：查看当前分支提交日志
	git diff: 比较[repo ，work-dir], [repo,repo],[repo,index],[index,worlk-dir] 其他比较命令：diff-tree/diff-files/diff-index
	git status : work-dir ,index,tree 对比后的状态查看
	git for-each-ref ：查看所有引用（指针）

2.5 测试以及命令解释

2.5.1 无work-dir， 向repo 写入内容

详细描述： https://git-scm.com/book/en/v2/Git-Internals-Git-Objects
主要命令：

• git hash-object : 向object-pool 写入文件对象
• git update-index : 向 index 文件添加 blob 记录（关联到blob）
• git ls-files -s : 查看index 文件内容
• git write-tree： 用index 文件内容向 object-pool 写入tree 对象
• git read-tree : 用commit-tree 生成内容，写入index 文件
• git ls-tree： 查看tree 内容
• git commit-tree ： 写入commit 对象
• git log ： 查看commit 日志

2.5.2 使用work-dir 向repo 写入内容

• git stash : 暂时保存work-dir /index 内容，产生一次特殊的commit（stash commit）

  
  
  stash-commit.png

• git add : 工作空间内容添加到object-pool,index (cache)文件记录添加的文件以及blob-id

• git commit：生成 commit 对象，用index中的文件内容构建commit-tree（tree）

注：流程：工作空间—>缓存（index）—>存储

2.5.3 repo内容检出到work-dir

• git checkout ：检出repo 到work-dir，index，修改相关指针（HEAD ,分支），repo 对象（blob，tree）
• git checkout-index： 用index 文件记录的内容，覆盖work-dir，repo 对象 为 blob，tree
• git reset：git add 的逆操作 ，修改index，修改work-dir，修改指针（HEAD），repo 对象为 blob，tree
• git revert ：git commit 的逆操作，repo 对象为 tree

注：
1.blob 可以用文件路径引用，tree 用commit-id引用，tree 对象比较时，如果是文件增加减少一般可以自动完成操作，如果涉及同一个文件的多次修改，操作可能失败，需要合并tree。
2.流程：工作空间<—缓存（index）<—存储

2.5.4 比较working-tree ,index, tree

• git diff ： 默认 working-tree diff index ,—cached [commit-id] : index diff tree,
• git diff [commit-id] :tree diff commit-id-tree
• git diff-index :git diff-index [commit-id],当前index 比较 commit-id-index
• git diff-files :working-tree-file diff index-file
• git diff-tree [commit-id]:比较tree，commit-id-tree diff commit-id-parent-tree

注
work-dir，working-tree 表示相同含义
index ，cache，cache-tree表示相同含义
commit-tree，tree，commit 表示相同含义

2.5.5 tree (commit / commit-tree) 构建，新增，合并，重建，撤销

• git commit：生成 commit 对象，用index中的文件内容构建commit-tree（tree）
• git merge : 当前分支的HEAD(tree) 合并 其他分支的HEAD(tree)，生成一个新的tree ，且当前分支的指针移动到新的tree
• git rebase ：以 onto 为新的基点,重新构建 [to'parent ,to] 这一范围的tree
• git cherry-pick：以cherry-pick 的commit ，重新构建当前分支的tree
• git revert：将 revert [commit] 的内容，从当前分支tree移除，并产生一次新的提交来构建新的tree

2.5.6 commit-log 查看

• git log ，- - online ：一行日志 ,- - graph 图形展示,—pretty=raw 原始格式 - -all 所有分支，默认为当前分支
• git show ：见 git help show
• git whatchanged:见git help show

3. git flow

• 指针介绍：指向某一个提交的commit （也就能找到对应的tree）

• 分支（如下图）
  master ：指向F ,通过寻找parent commit 就可以构建一条完整的链路。
  experiment: 指向D，通过寻找parent commit 就可以构建一条完整的链路

  
  
  branch.png
• 当前分支：当前分支指针位置（最后一次commit-id），值保留在HEAD 里面
• stash 指针：git stash 产生的提交，最后的commit-id
  标签：也是指向一次commit-id 的位置，是不可变的（普通的分支还能进行提交）
  注：分支存储位置 .git/HEAD ,refs/*,里面都是保留最新的commit-id
• 分支其他引用表示：
  commit-id ：commit-id的前几位可以定位，只要依据前几位能够定位到内容

   $ git show 1c002dd4b536e7479fe34593e72e6c6c1819e53b
   $ git show 1c002dd4b536e7479f
   $ git show 1c002d

HEAD@{5}/stash@{1}：reflog 与stash 引用
HEAD^[number] :head 的父节点，可以引用多个父节点（一个节点可能有多个直接父节点）
HEAD~[number] ：head的父节点，只能指明第一个父节点
详见： https://git-scm.com/book/en/v2/Git-Tools-Revision-Selection

3.1 分支协作

• 单远程仓库：
  master：稳定分支，默认分支
  feature：功能分支，一般完成合并后，删除
  hotfix： 紧急bug 修复分支
  develop：开发分支

• 多远程仓库：一个本地仓库可以对应多个远程仓库，可以同时在多个仓库协作开发。比如github fork， pull request 等操作

  注：多仓库配置见 git help config ,git help remote

4 其他介绍

• .git目录
  HEAD :保存当前分支指针,指向refs
  index ：缓存当前work-tree 目录结构以及文件，以及文件状态
  objects: git 的数据库，保存所有对象（tree，blob， tag ，commit） 。
  refs: 保存所有分支/tag（每个分支/tag记录自己当前指针位置）

• 配置 见 git help config

• git数据结构

  • blob对象：
    header={[blob-type][空格][content.length][\0]}
    body={[content]}
    sha1 = Digest::SHA1.hexdigest(header+body)
    store=Zlib::Deflate.deflate(header+body)

  • commit 对象：
    tree: 指向tree 对象的id
    parent:父commit （可能有多个parent，比如合并）
    author: 作者
    committer:提交者
    msg/log: 备注信息，日记显示内容
    commit-结构示例（如下图）：

    
    
    commit-结构示例

  • tree 对象：
    记录文件，目录关系，以及文件对应的属性（修改时间，创建时间，文件类型等）

  • index 文件：
    记录working-tree 目录下面所偶遇文件以及文件对应的属性（修改时间，创建时间，文件类型等）
    文件不同区域对应的id, tree-hash-id,cache-hash-id,wdir-hash-id,通过对比不同区别的id 值来判断文件状态

5 思考/讨论

1、怎么合并tree ，以及找到tree 不同，git怎么决定冲突的？

1、 commit1-tree1，commit2-tree2
2、如果commit1是commit2 的祖先，直接使用commit2-tree2 (直接前驱，使用最新版本，无冲突)
3、commit1 与commit2 不是直接没有直接的祖父关系，则比较 tree1 ，tree2 ,
4、tree1，tree2 上面含有相同的文件路径，但是文件内容不同，则产生冲突。需要手动处理。（无法判断那一次的内容是最新版本，）
5、冲突处理方式， 使用 tree1(ours) ,使用tree2 (others),使用手动处理的版本
6、tree1,tree2 合并后产生一个新的tree-new。

2、git status 显示文件状态依据？

依据working-tree ,index(cache),tree 里面的对应的hash 值来判断。

3、怎么显示增量更新内容？

比较两次提交的tree。

4、 commit 操作具体是如何构建tree 的？

从当前 index 文件 构建tree

5、如何实现 git 与远程分支数量对比，本地落后远程几次提交，本地多于远程几次提交？

1、找到远程head 与本地head 共同的祖先A
2、 [A,remote-head] commit 数量为本地落后远程分支数量
3、 [A,local-head] commit 数量为本地多于远程分支数量
4、 git log 可以实现

6、delta storage VS snapshot storage，snapshot 有何优势 ?

1、snapshot 实现简单，高效（复用已有对象），保留了全部内容。可实现的功能更多
2、delta 模式，记录复杂，实现复杂。
3、delta storage VS snapshot storage:

delta vs snapshot.png

7、javer 如何开发git 适用工具 ?

dea4git 实现：
ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(cmdLine)
执行git 命令
解析git 命令输出结果

8、比较算法为何高效？

tree 比较算法介绍： http://thume.ca/2017/06/17/tree-diffing/
文件比较算法介绍： patience|minimal|histogram|myers https://blog.jcoglan.com/2017/09/19/the-patience-diff-algorithm/

9、如何更改commit 日志信息?

git rebase -i (reword)：edit the commits which are rebased
git commit --amend : 修改提交commit-msg
注 amend：修改，修正，git rebase 交互模式详情：https://git-scm.com/docs/git-rebase

10、如何让work-tree clean ，不丢内容？

git stash，将work-dir 内容commit 。并checkout HEAD 内容到working-tree

11、如何debug git ？

1、查看.git/logs/ 目录下面日志 ，git 命令执行日志，不是commit（git log 命令） 日志。
2、使用git core （Plumbing Commands）命令
3、使用debug 选项 git ls-files —debug

12、git gc 与jvm gc 有何异同 ？

jvm gc 基于内存，会涉及内存碎片整理，有多种垃圾处理策略（标记整理，标记复制等）
git gc基于磁盘存储，不用整理磁盘碎片
都是基于tree 来查找垃圾对象

6、参考资料

1、Pro Git :https://git-scm.com/book/en/v2
2、 Manual Page https://git.github.io/htmldocs/
3、Pro Git 作者talk ： https://www.youtube.com/watch?v=xbLVvrb2-fY
4、帮助 man git 、 git help [command]