Git工作原理

按照官方文档的描述，Git是这样定义的

• 内容寻址（content-addressable）文件系统，在此之上提供了一个VCS用户界面
• Git采用HashTable的方式进行查找，通过简单的存储键值对的方式来实现内容寻址，key是文件头和内容组成的40位hash值，value是压缩过后的文件内容
  当然，这句话写得并不是很容易让人明白，通过查看git的目录结构以及细致地分析一次Git提交可以更好地帮助理解Git

.git目录

.git目录是Git的核心，每一个变动都会存储在.git文件夹中，Git的相关命令本质上也是读取.git文件夹下的内容
.git目录下有几个重要的文件/文件夹

• config文件，主要存储项目的一些配置信息
• objects文件夹， 存储git对象
• HEAD文件，记录当前的头指针
• index文件，存储暂存区的信息
• refs文件夹， 存储分支的指针

git对象

提交和文件是Git中的主要组成，也叫git对象，Git中的许多命令都和git对象有关
git对象分为下面3类

image.png

git对象存储在.git目录下的objects文件夹中，Git会将git对象压缩成二进制文件，git对象的文件名即sha-1算法得到的hash值，按照2/38的形式保存（前两位是文件夹的名称，剩下38位是文件名，这样做可以防止文件夹的内容过多，提高查找效率）

对于commit对象，hash值也被称为commitid

可以使用以下命令查看git对象中的内容

git cat-file -p

通过查看三种git对象的内容，不难发现如下的组织关系

image.png

• 每个commit的对象包含了tree和blob对象的hash
• 每个tree对象包含了blob文件的hash
• 每个blob对象是真正文件的二进制保存

其实可以吧hash看成每个对象的指针，Git通过指针将众多git对象串联起来，来实现对项目的版本控制

从Git命令看一次提交的完整过程

用户通过Git命令读写.git文件夹，达到获取信息或变更版本的目的

Git一开始被设计成供VCS使用的工具集合而不是一整套用户有好的VCS，它还包含了许多的底层命令，一般被称为plumbing命令（底层命令），而用户日常使用Git命令被称为porcelain命令（高层命令），porcelain命令实际是是对plumbing命令的封装

image.png

一次完整的提交过程会包含如下过程

• 保存二进制对象（即生成blob对象）
• 写入暂存区
• 保存目录结构（生成tree对象）
• 提交目录结构 （指定上一个提交的hash并生成commit对象）
• 更新分支（更新分支指向的hash）

使用porcelain命令的话是非常简单的

git add 
git commit -m "commit message"

如果使用plumbing命令就会复杂很多，但是可以更好地理解其背后的工作原理

git hash-object -w 
git update-index 
git write-tree
echo "commit message" | git commit-tree writetreehash -p 
echo  .git/refs/heads/

Git分支和HEAD

通过前文的内容不难发现，每次生成的commit对象会包含上一个commit对象的hash，即当前的commit包含上一个commit的指针，许多个commit对象串联起来就形成了分支

所以，Git的分支本质上是指向commit对象的可变指针

而HEAD代表当前commit的指向，.git/refs/heads/文件的内容就是该commit对象的hash