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Git内部原理 ​

Git官网：https://git-scm.com/

Git：How it works? ​

版本控制系统VCS ​

Git is a free and open source distributed version control system designed to handle everything from small to very large projects with speed and efficiency.

版本控制系统：是一种记录一个或若干文件内容变化，以便将来查阅特定版本修订情况的系统

存储系统 ​

项目里的文件/目录怎么存？存在哪里？怎么去检索？

以Git对象（文件内容对象、目录对象、提交对象）方式存储；本地存放在.git目录；通过Hash Code去检索

根本上来讲：Git 是一个内容寻址 (content-addressable)文件系统。可以理解成：Git一个Key-Value数据库

  • Key：Hash Code，就是查看git日志里面的一串码（hash算法基于内容计算出来）
  • Value：Git对象（文件对象blob，目录对象tree，提交对象commit）

Git项目目录 ​

仓库.git目录介绍 ​

bash
$ tree .git         # 输出:有省略部分内容
.git
├── HEAD            # 记录工作区的代码版本
├── config          # 项目配置
├── objects         # Git对象存储目录(核心目录)
└── refs            # 引用：存放分支、远程分析、Tags
    ├── heads       # 本地分支存放的目录
    │   └── master
    ├── remotes
    │   └── origin
    └── tags

推理 ​

底层命令和高层命令 ​

Git最开始工具集（多个命令工具），后面整合改成了git的子命令

  • 高层命令：简单的理解成，工作常用的这些命令：init、clone、add、commit、push、pull、checkout......
  • 底层命令：可以去操作Git的KV数据库，完成底层工作的命令：cat-file、hash-object、write-tree、commit-tree

关系 ​

高层命令会去调用条底层命令；底层命令可以窥探 Git 内部的工作机制，通过底层命令帮助理解Git是如何运作的

Git 对象 ​

核心Git对象类型：

  • 文件内容对象blob：文件内容
  • 目录对象tree：可包含文件或目录
  • 提交对象commit：包含目录和其它信息（git log内容)

底层命令cat-file ​

用于查看Git对象：

bash
$ git cat-file -t ${hash_code}  # 查看Git对象的类型 type
$ git cat-file -p ${hash_code}  # 查看Git对象的内容 pretty-print
$ git cat-file -s ${hash_code}  # 查看Git对象的大小 size

实践 ​

通过使用底层命令完成高层命令的工作流（init、add、commit、log），来理解Git内容原理

项目准备git init ​

bash
$ mkdir git_demo && cd git_demo                 # 创建项目目录

$ mkdir .git                                    # 创建.git目录
$ mkdir .git/objects                            # 创建Git数据库目录
$ mkdir -p .git/refs/heads                      # 创建本地分支目录
$ touch .git/HEAD                               # 创建Git工作区文件
$ echo "ref: refs/heads/master" > .git/HEAD     # 指定当前工作区是指向master分支

Git文件内容对象Blob： ​

文件内容，在项目代码里面指代码内容；不包含文件名，文件名保存在Tree对象中

bash
$ git hash-object ${file_name}                  # 计算文件内容的Hash Code
$ git hash-object -w ${file_name}               # 计算文件内容的Hash Code，并写入Git对象存储目录
$ echo "hello git" | git hash-object --stdin    # 从标准输入 计算内容的Hash Code

$ git cat-file -t ${hash_code}                  # 查看Git对象的类型
$ git cat-file -p ${hash_code}                  # 查看Git对象的内容
$ git cat-file -s ${hash_code}                  # 查看Git对象的大小

Git树对象Tree： ​

目录：包含Blob对象，以及Tree对象

bash
$ git update-index --add ${file_name}           # 将文件添加到暂存区
$ git write-tree                                # 从暂存区创建树对象（root跟目录树对象）
  • read-tree ：可以把树对象读入暂存区

Git提交对象Commit： ​

基本就是用git log可以看到的内容

bash
$ git commit-tree ${tree_hash} -m ${commit_message}                             # 创建提交对象；第一次提交
$ git commit-tree ${tree_hash} -m ${commit_message} -p ${parent_commit_hash}    # 创建提交对象；第二次提交

$ git log --stat ${commit_hash}

$ echo "${commit_hash}" > .git/heads/master                                     # 指定master分支指向的提交对象

Git存储结构图 ​

对象存储 ​

Git 是如何存储其对象（blob对象、tree对象、commit对象）

bash
# store = header + content
blob 16\u0000what is up, doc?
  • 存储格式：header + content，比如："blob 16\u0000what is up, doc?"
    • header格式：比如文件blob #{content.length}\0
  • 对内容计算SHA1
  • 用zlib压缩内容
  • 用前面计算出来的SHA1，创建目录和文件
  • 把内容写到文件中去

理解分支、Tag是如何实现的？ ​

就是.git目录下的一个文件，文件名就是分支名，文件内容就是该分支的最后一个Commit对象；比如：dev分支文件.git/heads/dev

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