Git 原理探索
探索 .git 目录
一个 git init 的初始化项目，隐藏的 .git 会有以下基础的目录结构:
// power shell
Mode LastWriteTime Length Name
---- ------------- ------ ----
d----- 2019/7/21 23:42 hooks
d----- 2019/7/21 23:42 info
d----- 2019/7/21 23:42 objects
d----- 2019/7/21 23:42 refs
-a---- 2019/7/21 23:42 130 config
-a---- 2019/7/21 23:42 73 description
-a---- 2019/7/21 23:42 23 HEAD
主要核心文件和目录为:
- objects: 核心目录，存放 git 核心对象。.git/objects/ 文件夹中的子文件夹都是以哈希值的前两位字符命名 每个object由40位字符组成，前两位字符用来当文件夹，后38位做文件。
- refs: 记录各分支和标签引用
- config: 项目 git 本地配置文件
- HEAD: 当前的分支引用
在项目根目录下新建 readme 文件，并首次提交版本，然后进行以下操作步骤:
Tip:
git cat-file -t查看 git 对象的类型，git cat-file -p查看 git 对象的内容
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git> ls
目录: D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git
Mode LastWriteTime Length Name
---- ------------- ------ ----
d----- 2019/7/22 23:10 hooks
d----- 2019/7/22 23:10 info
d----- 2019/7/22 23:28 logs
d----- 2019/7/22 23:28 objects
d----- 2019/7/22 23:10 refs
d----- 2019/7/22 23:22 test.txt
-a---- 2019/7/22 23:28 14 COMMIT_EDITMSG
-a---- 2019/7/22 23:10 130 config
-a---- 2019/7/22 23:10 73 description
-a---- 2019/7/22 23:10 23 HEAD
-a---- 2019/7/22 23:28 137 index
******************************************************************
* 新生成的 index 文件即为暂存区的记录
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PS D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git> cat HEAD
ref: refs/heads/master
******************************************************************
* HEAD 记录当前引用的分支
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PS D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git> cd refs
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git\refs> ls
目录: D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git\refs
Mode LastWriteTime Length Name
---- ------------- ------ ----
d----- 2019/7/22 23:28 heads
d----- 2019/7/22 23:10 tags
******************************************************************
* heads 存放文支
* tags 存放标签
******************************************************************
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git\refs> cd heads
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git\refs\heads> ls
目录: D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git\refs\heads
Mode LastWriteTime Length Name
---- ------------- ------ ----
-a---- 2019/7/22 23:28 41 master
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git\refs\heads> cat master
5efd4f420e04e034a3a6335a2b48883a0554da86
******************************************************************
* 当前仅有 master 一条分支，查看内容是 40位哈希值字符，
* 为 git object 文件命名(每个object由40位字符组成，前两位字符用来当文件夹，后38位做文件)。
*
* Git 核心对象类型分别为
* - commit
* - tree
* - blob
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PS D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git\refs\heads> git cat-file -t 5efd4f420e04
commit
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git\refs\heads> git cat-file -p 5efd4f420e04
tree 3712c209d65dc7167d5fdcdd7dec214bc13a953b
author lianyuansheng <lianyuansheng@xiao100.com> 1563809286 +0800
committer lianyuansheng <lianyuansheng@xiao100.com> 1563809286 +0800
add readme.md
******************************************************************
* 每条分支实际指向的是一个 commit 对象
* commit 对象除了记录提交信息外，还包含 tree 对象
* tree 对象记录每次提交的文件blob及目录tree
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PS D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git\refs\heads> git cat-file -t 3712c209d65dc716
tree
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git\refs\heads> git cat-file -p 3712c209d65dc716
100644 blob fdc3d3cd37c23aeb665aa995f395d9c6979bd508 readme.md
******************************************************************
* 该 tree 只包含文件blob 一个子节点
* PS：本实验内容简单，可自行提交更复杂操作，查看更多内容
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PS D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git\refs\heads> git cat-file -t fdc3d3cd37c23ae
blob
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project\.git\refs\heads> git cat-file -p fdc3d3cd37c23ae
Hello Git!
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* Object 文件 fdc3d3cd37c23aeb665aa995f395d9c6979bd508
* 的内容正是刚刚我们提交的 readme.md 文件内容
* git 使用内部 hash-object 命令把 readme.md 的当前内容压缩成二进制文件，
* 存入 Git。压缩后的二进制文件，称为一个 Git 对象，保存
* 在.git/objects目录。
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我们修改 readme.md 内容，并再次上传。
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project> git log
commit 5ca8479f1afc822216aebc6e9a164d5a93f4b911 (HEAD -> master)Author: lianyuansheng <lianyuansheng@xiao100.com>Date: Tue Jul 23 11:57:03 2019 +0800
修改 readme
commit 5efd4f420e04e034a3a6335a2b48883a0554da86Author: lianyuansheng <lianyuansheng@xiao100.com>Date: Mon Jul 22 23:28:06 2019 +0800
add readme.md
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* git log 查看到 5ca8479f1afc822216aebc6e9a164d5a93f4b911 即为
* 最新的一次提交对象
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PS D:\laoergege-demos\git-demo-project> git cat-file -p 5ca8479f1afc82221
tree 6ca17ac94693a5aedc5ca0deead5ffe676e67092parent 5efd4f420e04e034a3a6335a2b48883a0554da86
author lianyuansheng <lianyuansheng@xiao100.com> 1563854223 +0800
committer lianyuansheng <lianyuansheng@xiao100.com> 1563854223 +0800
修改 readme
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project> git cat-file -p 6ca17ac94693a5aedc
100644 blob e1bfe2cd62deac1ff0fa1ab584d4354ec30b5144 readme.md
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project> git cat-file -p e1bfe2cd62deac1ff0
Hello Git!
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* 通过层层查看，我们发现hash值为e1bfe2cd62deac1ff0fa1ab584d4354ec30b5144
* 的 Object 对象文件（不是原来的 fdc3d3cd37c23aeb665aa995f395d9c6979bd508）
* 内容即为我们刚刚改写的文件内容。git 会在每次 git add
* 操作时对每次修改的文件（或者新文件），使用 hash-object 命令对这些文件
* 重新生成新的 Object 文件存储，这就是 git 和其他版本控制系统的主要差别:
* 即重新生成快照，而非差异比较。
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当我们在使用 git add、git commit 等高级命令时，git 实际在调用其底层相关命令。
可参考阮一峰的 Git 原理入门，去尝试使用下底层相关命令。
commit、tree 和 blob 关系
在上面操作过程中，我们可能发现一种关系：commit 包含 tree，tree 包含 blob。我们再添加新的文件夹src，里面再加入 index.html 文件然后提交。
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project> git log
commit 9eafc20aba47c34295ba9e77984c08b9003a911d (HEAD -> master)
Author: lianyuansheng <lianyuansheng@xiao100.com>
Date: Tue Jul 23 23:42:40 2019 +0800
add src/index.html
commit 5ca8479f1afc822216aebc6e9a164d5a93f4b911
Author: lianyuansheng <lianyuansheng@xiao100.com>
Date: Tue Jul 23 11:57:03 2019 +0800
修改 readme
commit 5efd4f420e04e034a3a6335a2b48883a0554da86
Author: lianyuansheng <lianyuansheng@xiao100.com>
Date: Mon Jul 22 23:28:06 2019 +0800
add readme.md
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project> git cat-file -p 9eafc20aba47c
tree fb4ffaecbfaddbd6296331a1da949cecec619e69
parent 5ca8479f1afc822216aebc6e9a164d5a93f4b911
author lianyuansheng <lianyuansheng@xiao100.com> 1563896560 +0800
committer lianyuansheng <lianyuansheng@xiao100.com> 1563896560 +0800
add src/index.html
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project> git cat-file -p fb4ffaecbfadd
100644 blob e1bfe2cd62deac1ff0fa1ab584d4354ec30b5144 readme.md
040000 tree 8251a50aff5d385ceb293feb338725de7a80a7f4 src
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project> git cat-file -p 8251a50aff5d3
100644 blob e4fd797cd4752a6d66a59a7e89ae76798b460d1b index.html
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project> git cat-file -p e1bfe2cd62deac
Hello Git!
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通过 commit 对象信息，找到 tree，通过查看 tree，发现了新的子 tree 和原来 blob（readme.md）,再通过子 tree 发现了新添加的 index.html 文件转存的 blob，整体关系图如下：
提交时，Git 创建的 Commit 对象，除了包含相关提交信息以外，还包含着指向这个树对象（项目根目录）的指针，Tree 相当于一次提交的文件目录快照，Blob 叶子节点对应则是文件。
提交时，Git底层的运行流程大概为：当我们添加或者修改了文件并且 add 到 Stage Area 之后，首先会根据文件内容创建不同的blob，当进行提交之后马上创建一个 tree 组件把需要的 blob 组件添加进去，之后再封装到一个 commit 组件中完成本次提交。对于内容相同的文件只会存一个 blob ，不同的 commit 的区别是 commit、tree 和有差异的 blob，多数未变更的文件对应的 blob 都是相同的，这么设计对于版本管理系统来说可以省很多存储空间。其次，随着 blob 文件的增多，git 还会做 pack 整理。使用增量存储的机制，把内容相近的blob做增量存储。
分离头指针
分离头指针，即 HEAD 指针没有跟分支进行挂钩。在此 HEAD 上产生的 commit 由于没有跟 branch 和 tag 挂钩，在 git 眼里，这种 commit 日后都是要被清除的。
git checkout <commitID> // 切换到指定版本，会产生分离头指针情况
// 正常情况，HEAD -> master 绑定在一起
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project> git log
commit d2da0155cc7eee411ebece9aa1021c1ce7bc41d4 (HEAD -> master)
Author: lianyuansheng <lianyuansheng@xiao100.com>
Date: Mon Aug 12 22:21:45 2019 +0800
修改 readme
...
// 分离头指针，此时 HEAD 指针与 master 分开
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project> git branch -av
* (HEAD detached at 022a40a) 022a40a 修改 index.html
master d2da015 修改 readme
PS D:\laoergege-demos\git-demo-project> git merge 022a40a850
Merge made by the 'recursive' strategy.
src/index.html | 1 +
1 file changed, 1 insertion(+)
进一步操作发现，当切换 master 分支并 merge 刚刚分离头指针提交的版本时，我们始终在 git commit 树上工作，无论我们 git merge <commitID> | <branch> | <HEAD>，所有本质都是操作到对应的 commitID 节点。
应用场景
那么 git checkout commitId 会出现分离头指针的情况，这种情况下比较危险，因为这个时候你提交的代码没有和分支对应起来，当切换到其他分支的时候(比如master分支)，容易丢失代码。
但是分离头指针也有它的应用场景，就是在自己做尝试或者测试的时候可以分离头指针，当尝试完毕没有用的时候可以随时丢弃，但是如果觉得尝试有用，那么可以新建一个分支，使用 git branch <新分支的名称> commitId
HEAD^ 和 HEAD~ 区别
一个节点可由多个父节点 merge 而来。
- HEAD^n 第几个父节点
- HEAD~n 第前几代父节点（类似树的层级关系）
可组合使用，比如 HEAD^2~2：第前二代第2个父节点。
参考学习
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