git原理-本地倉庫認識

2020 年 11 月 27 日
筆記
svn&git

項目人員使用git，幾乎70%的工作都是在本地倉庫完成的。由此可見本地倉庫的重要性。

下面我們就通過一些基本的命令講下git的本地倉庫的結構，存儲流程，數據類型，如何存儲……

倉庫結構

大家都曉得提交文件需要先git add 再Git commit。為了曉得add到哪裡了，commit到哪裡了。需要知道git倉庫結構：工作區+暫存區+版本庫。

工作區：就是你在電腦里能看到的項目目錄。你所有本地的改動都是在工作區改動的。工作區是對項目的某個版本獨立提取出來的內容。是從 Git 倉庫的壓縮資料庫中提取出來的文件，放在磁碟上供你使用或修改。

暫存區：暫存區是一個文件，一般在 Git 倉庫目錄中的index文件（.git/index）中，保存了下次將要提交的文件列表資訊。 git ls-files –stage可查看暫存區內容。保存了所有文件對應的索引，即SHA1值。所以 Git 的術語叫做「索引」，不過一般說法還是叫「暫存區」。

版本庫：.git目錄是 Git 用來保存項目的元數據，版本，分支的地方。這是 Git 中最重要的部分，從其它電腦克隆倉庫時，複製的就是這裡的數據。其中 .git/objects目錄，被稱為對象資料庫。具體的目錄詳情看下圖。

項目文件的狀態

項目文件有四種狀態，git可以管理的有三種狀態： 已提交（committed）、已修改（modified） 和 已暫存（staged）

第4個狀態：未跟蹤。

已修改：表示修改了文件（該文件曾經添加過版本庫），但還沒保存到資料庫中。
已暫存：表示對一個已修改文件的當前版本做了標記，使之包含在下次提交的快照中。
已提交：表示數據已經安全地保存在本地資料庫中（所以也可稱為未修改狀態）。
未跟蹤：新創建的文件如果沒有添加到暫存區，那git沒辦法對其跟蹤，故而是『未跟蹤』狀態。

項目文件狀態與遷移：

當對工作區修改（或新增）的文件執行 git add 命令時，暫存區的目錄樹被更新，同時工作區修改（或新增）的文件內容被寫入到對象庫中的一個新的對象中，而該對象的ID被記錄在暫存區的文件索引中。

當執行提交操作git commit時，暫存區的目錄樹寫到版本庫（對象庫）中，master 分支會做相應的更新。即 master 指向的目錄樹就是提交時暫存區的目錄樹。

當執行 git reset HEAD命令時，暫存區的目錄樹會被重寫，被 master 分支指向的目錄樹所替換，但是工作區不受影響。

當執行 git rm --cached <file> 命令時，會直接從暫存區刪除文件，工作區則不做出改變。

當執行git checkout . 或者 git checkout -- <file> 命令時，會用暫存區全部或指定的文件替換工作區的文件。這個操作很危險，會清除工作區中未添加到暫存區的改動。

當執行 git checkout HEAD ." 或者 "git checkout HEAD <file> 命令時，會用 HEAD 指向的 master 分支中的全部或者部分文件替換暫存區和以及工作區中的文件。這個命令也是極具危險性的，因為不但會清除工作區中未提交的改動，也會清除暫存區中未提交的改動。

項目文件遷移過程拆解

概念了解後，我們實際操作看下git文件管理流程~

一創建一個git倉庫

創建一個目錄，進入目錄
通過git init 命令把這個目錄變成Git可以管理的倉庫

（在/deploy/script/.git/下初始化了一個空的git版本庫）
ls -a 可發現多了一個.git目錄。這個目錄就是Git用來跟蹤管理版本庫的，所謂的git版本庫
平平無奇的目錄/deploy/script/ 搖身一變成了一個git倉庫了~~~

或者Git clone一個已有的遠程倉庫。拷貝的是.git目錄。然後解壓默認指定的master版本數據到工作區。

二 git add 過程拆解

提交文件到暫存區。這一步其實主要包含兩個步驟：

1. git hash –object <file>

工作區修改（或新增）的文件內容被寫入到對象庫中的一個新的對象中

生成SHA-1值，並在版本庫的objects目錄下生成目錄跟文件。用SHA-1[0:2]命名目錄，SHA[2:40]命名文件名。
存儲文件壓縮後的數據。可通過git cat-file -p SHA-1查看object文件內容

2. git update-index <file>

更新index文件中提交文件的SHA-1值，也就是文件指向的objects地址。git ls-files –stage 可查看暫存區（index文件）的內容

三 git commit 過程拆解

git commit提交過程也可分為兩個步驟：

計算每一個子目錄（項目根目錄）的校驗和，然後在Git 倉庫中將這些目錄保存為樹（tree）對象。子目錄中包含的是blob對象。
相關提交資訊+指向頂層樹對象（項目根目錄）的指針合併生成一個commit 對象。如此它就可以在將來需要的時候，重現此次快照的內容了。
當前分支會做相應的更新（.git/refs/heads 下文會詳細說明）

git cat-file -p SHA-1 可查看objects文件下存儲的內容，包括commit對象，和tree對象。

git cat-file -t SHA-1 可查看文件類型

例如：一個項目里假如有三個文件ReadME，LICENSE，test.rb，commit後倉庫里會保存五個對象。（如果項目不只三個文件，還有子目錄的話，那每個目錄都會生成一個tree對象。）

對象模型

塊-blob

也叫數據對象，文件的每一個版本表示為一個塊(blob)。一個blob保存一個文件的數據，但不包含任何關於這個文件的元數據，甚至連文件名也沒有。

目錄樹-tree

樹對象，一個目錄樹對象代表一層目錄資訊，它記錄blob標識符、路徑名和在一個目錄里所有文件的一些元數據。

提交-commit

提交對象，一個提交對象保存版本庫中一次變化的元數據

格式很簡單：它先指定一個頂層樹對象，代表當前項目快照；然後是可能存在的父提交（前面描述的提交對象並不存在任何父提交）；之後是作者/提交者資訊（依據你的 user.name 和 user.email 配置來設定，外加一個時間戳）；留空一行，最後是提交注釋。

標籤-tag

標籤對象，一個標籤對象分配一個任意的且人類可讀的名字給一個特定對象，通常是一個提交對象。

對象存儲

你向 Git 倉庫提交的所有對象都會有個頭部資訊一併被保存 git hash –object <file>
Git 首先會以識別出的對象的類型作為開頭來構造一個頭部資訊。接著 Git 會在頭部的第一部分添加一個空格，隨後是數據內容的位元組數，最後是一個空位元組（null byte）：
比如數據對象 content = “hello world” 類型是『blob』
頭部存儲方式：類型+空格+位元組數+空位元組
頭部資訊是：”blob 11\u0000″
Git 會將上述頭部資訊和原始數據拼接起來
存儲的對象是：”blob 11\u0000hello world”，並計算出這條新內容的 SHA-1 校驗和