Git内部原理揭秘 _Git

本文以一个具体例子结合动图介绍了Git的内部原理，包括Git是怎么储存我们的代码和变更历史的、更改一个文件时，Git内部是怎么变化的、Git这样实现的有什么好处等等。
通过例子解释清楚上面这张动图，让大家了解Git的内部原理。如果你已经能够看懂这张图了，下面的内容可能对你来说会比较基础。

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前言近几年技术发展十分迅猛，让部分同学养成了一种学习知识停留在表面，只会调用一些指令的习惯。我们时常有一种“我会用这个技术、这个框架”的错觉，等到真正遇到问题，才发现事情没有那么简单。
而Git也是一个大部分人都知道如何去使用它，知道有哪些命令，却只有少部分人知道具体原理的东西。了解一些底层的东西，可以更好的帮你理清思路，知道你真正在操作什么，不会迷失在Git大量的指令和参数上面。
Git是怎么储存信息的这里会用一个简单的例子让大家直观感受一下git是怎么储存信息的。
首先我们先创建两个文件
$ git init$ echo '111' > a.txt$ echo '222' > b.txt$ git add *.txtGit会将整个数据库储存在.git/目录下，如果你此时去查看.git/objects目录，你会发现仓库里面多了两个object 。

$ tree .git/objects.git/objects├── 58│└── c9bdf9d017fcd178dc8c073cbfcbb7ff240d6c├── c2│└── 00906efd24ec5e783bee7f23b5d7c941b0c12c├── info└── pack

好奇的我们来看一下里面存的是什么东西
$ cat .git/objects/58/c9bdf9d017fcd178dc8c073cbfcbb7ff240d6cxKOR0a044K%怎么是一串乱码？这是因为Git将信息压缩成二进制文件。但是不用担心，因为Git也提供了一个能够帮助你探索它的api git cat-file [-t] [-p]，-t可以查看object的类型，-p可以查看object储存的具体内容。
$ git cat-file -t 58c9blob$ git cat-file -p 58c9111可以发现这个object是一个blob类型的节点，它的内容是111，也就是说这个object储存着a.txt文件的内容。
这里我们遇到第一种Git object，blob类型，它只储存的是一个文件的内容，不包括文件名等其他信息。然后将这些信息经过SHA1哈希算法得到对应的哈希值58c9bdf9d017fcd178dc8c073cbfcbb7ff240d6c，作为这个object在Git仓库中的唯一身份证。
也就是说，我们此时的Git仓库是这样子的：

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我们继续探索，我们创建一个commit 。

$ git commit -am '[+] init'$ tree .git/objects.git/objects├── 0c│└── 96bfc59d0f02317d002ebbf8318f46c7e47ab2├── 4c│└── aaa1a9ae0b274fba9e3675f9ef071616e5b209...

我们会发现当我们commit完成之后，Git仓库里面多出来两个object 。同样使用cat-file命令，我们看看它们分别是什么类型以及具体的内容是什么。

$ git cat-file -t 4caaa1tree$ git cat-file -p 4caaa1100644 blob 58c9bdf9d017fcd178dc8c0...a.txt100644 blob c200906efd24ec5e783bee7...b.txt

这里我们遇到了第二种Git object类型——tree，它将当前的目录结构打了一个快照。从它储存的内容来看可以发现它储存了一个目录结构（类似于文件夹），以及每一个文件（或者子文件夹）的权限、类型、对应的身份证（SHA1值）、以及文件名。
此时的Git仓库是这样的：

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$ git cat-file -t 0c96bfcommit$ git cat-file -p 0c96bftree 4caaa1a9ae0b274fba9e3675f9ef071616e5b209author lzane 李泽帆1573302343 +0800committer lzane 李泽帆1573302343 +0800[+] init

接着我们发现了第三种Git object类型——commit，它储存的是一个提交的信息，包括对应目录结构的快照tree的哈希值，上一个提交的哈希值（这里由于是第一个提交，所以没有父节点。在一个merge提交中还会出现多个父节点），提交的作者以及提交的具体时间，最后是该提交的信息。
此时我们去看Git仓库是这样的：

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到这里我们就知道Git是怎么储存一个提交的信息的了，那有同学就会问，我们平常接触的分支信息储存在哪里呢？
$ cat .git/HEADref: refs/heads/master$ cat .git/refs/heads/master0c96bfc59d0f02317d002ebbf8318f46c7e47ab2在Git仓库里面，HEAD、分支、普通的Tag可以简单的理解成是一个指针，指向对应commit的SHA1值。