# 左邊執(zhí)行
$ mkdir git-demo
$ cd git-demo && git init
$ rm -rf .git/hooks/*.sample

# 右邊執(zhí)行
$ watch -n 1 -d find .

我們這里可以一起看下生成的 .git 目錄的結(jié)構(gòu)如何：

? tree .git
.git
├── HEAD
├── config
├── description
├── hooks
├── info
│   └── exclude
├── objects
│   ├── info
│   └── pack
└── refs
    ├── heads
    └── tags

? cat .git/config
[core]
    repositoryformatversion = 0
    filemode = true
    bare = false
    logallrefupdates = true
    ignorecase = true
    precomposeunicode = true

[user]
    name = demo
    email = [email protected]

# 均無(wú)內(nèi)容
? ll .git/objects
total 0
drwxr-xr-x  2 escape  staff    64B Nov 23 20:39 info
drwxr-xr-x  2 escape  staff    64B Nov 23 20:39 pack

? ll .git/objects/info
? ll .git/objects/pack

? cat ./.git/info/exclude
# git ls-files --others --exclude-from=.git/info/exclude
# Lines that start with '#' are comments.
# For a project mostly in C, the following would be a good set of
# exclude patterns (uncomment them if you want to use them):
# *.[oa]
# *~

./.git/hooks/commit-msg.sample
./.git/hooks/pre-rebase.sample
./.git/hooks/pre-commit.sample
./.git/hooks/applypatch-msg.sample
./.git/hooks/fsmonitor-watchman.sample
./.git/hooks/pre-receive.sample
./.git/hooks/prepare-commit-msg.sample
./.git/hooks/post-update.sample
./.git/hooks/pre-merge-commit.sample
./.git/hooks/pre-applypatch.sample
./.git/hooks/pre-push.sample
./.git/hooks/update.sample

? cat .git/HEAD
ref: refs/heads/master

# 均無(wú)內(nèi)容
? ll .git/refs
total 0
drwxr-xr-x  2 escape  staff    64B Nov 23 20:39 heads
drwxr-xr-x  2 escape  staff    64B Nov 23 20:39 tags

? ll .git/refs/heads
? ll .git/refs/tags

? cat .git/description
Unnamed repository; edit this file 'description' to name the repository.

# 左邊執(zhí)行
$ echo "hello git" > helle.txt
$ git status
$ git add hello.txt

# 右邊執(zhí)行
$ watch -n 1 -d find .

我們這里重點(diǎn)看下，生成的 8d 這個(gè)目錄以及下面的文件。而其名稱(chēng)的由來(lái)是因?yàn)?Git 對(duì)其進(jìn)行了一個(gè)叫做 SHA1 的 Hash 算法，用于將文件內(nèi)容或者字符串變成這么一串加密的字符。

# 查看 objects 的文件類(lèi)型
$ git cat-file -t 8d0e41
blob

# 查看 objects 的文件內(nèi)容
$ git cat-file -p 8d0e41
hello git

# 查看 objects 的文件大小
$ git cat-file -s 8d0e41
10

# 拼裝起來(lái)
blob 10\0hello git

# 左邊執(zhí)行
$ echo "hello git" > tmp.txt
$ git add tmp.txt

# 右邊執(zhí)行
$ watch -n 1 -d find .

? echo "hello git" | shasum
d6a96ae3b442218a91512b9e1c57b9578b487a0b  -

? ls -lh hello.txt
-rw-r--r--  1 escape  staff    10B Nov 23 21:12 hello.txt

? echo "blob 10\0hello git" | shasum
8d0e41234f24b6da002d962a26c2495ea16a425f  -

# 拼裝起來(lái)
blob 10\0hello git

? cat .git/objects/8d/0e41234f24b6da002d962a26c2495ea16a425f
xKOR04`HWH,6A%

? ls -lh .git/objects/8d/0e41234f24b6da002d962a26c2495ea16a425f
-r--r--r--  1 escape  staff    26B Nov 23 21:36 .git/objects/8d/0e41234f24b6da002d962a26c2495ea16a425f

? file .git/objects/8d/0e41234f24b6da002d962a26c2495ea16a425f
.git/objects/8d/0e41234f24b6da002d962a26c2495ea16a425f: VAX COFF executable not stripped - version 16694

import zlib

contents = open('0e41234f24b6da002d962a26c2495ea16a425f', 'rb').read()
zlib.decompress(contents)

聊聊工作區(qū)和暫存區(qū)，以及文件如何在工作區(qū)和緩存區(qū)之間同步的問(wèn)題。

之前的章節(jié)我們也聊到了，當(dāng)我們執(zhí)行 git status 命令的時(shí)候，Git 工具怎么知道我們有一個(gè)文件沒(méi)有追蹤，以及文件名的信息都存儲(chǔ)到哪里去了？

這一切的答案，都要從工作區(qū)和索引區(qū)講起。Git 根據(jù)其存儲(chǔ)的狀態(tài)不同，將對(duì)應(yīng)狀態(tài)的“空間”分為工作區(qū)、暫存區(qū)（也可稱(chēng)為索引區(qū)）和版本區(qū)三類(lèi)。具體示例，可以參考下圖。

而更加深層次的理解，就要從執(zhí)行 git add 命令后生成相關(guān)的 object 對(duì)象，但是其存儲(chǔ)的是文件的類(lèi)容、大小和內(nèi)容，并不包含文件名稱(chēng)的信息。而文件名稱(chēng)相關(guān)的信息就包含在生成的 index 文件（索引文件）里面。

當(dāng)我們直接查看 index 文件里面的內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)使我們無(wú)法理解的亂碼，但是通過(guò)基本的輸出，我們可以看到其文件名稱(chēng)。要想查看 index 文件的內(nèi)容，可以通過(guò) Git 提供的相關(guān)命令進(jìn)行查看。

# 左邊執(zhí)行
$ echo "file1" > file1.txt
$ git add file1.txt
$ cat .git/index

$ git ls-files     # 列出當(dāng)前暫存區(qū)的文件列表信息
$ git ls-files -s  # 列出當(dāng)前暫存區(qū)文件的詳細(xì)信息

# 右邊執(zhí)行
$ watch -n 1 -d tree .git

# 左邊執(zhí)行
$ git status
$ echo "file2" > file2.txt
$ git ls-files -s
$ git status
$ git add file2.txt
$ git ls-files -s
$ git status

# 右邊執(zhí)行
$ watch -n 1 -d tree .git

如果我們這里去修改一個(gè)文件的話(huà)，很顯然這個(gè)時(shí)候我們的工作區(qū)和暫存區(qū)又不一致了。當(dāng)我們使用命令去查看文件狀態(tài)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)一個(gè)文件被修改了，而 Git 是怎么知道的呢？咳咳，就是通過(guò)查找 index 文件的內(nèi)容，找到對(duì)應(yīng)文件名稱(chēng)以及其內(nèi)部引用的 object 對(duì)象，與工作區(qū)的文件內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比而來(lái)的。

# 左邊執(zhí)行
$ git ls-files -s
$ echo "file.txt" > file1.txt
$ git status

# 右邊執(zhí)行
$ watch -n 1 -d tree .git

# 左邊執(zhí)行
$ git ls-files -s
$ git add file1.txt
$ git ls-files -s

# 右邊執(zhí)行
$ watch -n 1 -d tree .git

執(zhí)行完成了 git commit 命令，究竟做了什么呢？

Git 倉(cāng)庫(kù)中的提交記錄保存的是你的目錄下所有文件的快照，就像是把整個(gè)目錄復(fù)制，然后再粘貼一樣，但比復(fù)制粘貼優(yōu)雅許多！Git 希望提交記錄盡可能地輕量，因此在你每次進(jìn)行提交時(shí)，它并不會(huì)盲目地復(fù)制整個(gè)目錄。條件允許的情況下，它會(huì)將當(dāng)前版本與倉(cāng)庫(kù)中的上一個(gè)版本進(jìn)行對(duì)比，并把所有的差異打包到一起作為一個(gè)提交記錄。Git 還保存了提交的歷史記錄。這也是為什么大多數(shù)提交記錄的上面都有父節(jié)點(diǎn)的原因。

當(dāng)我們使用 add 命令將工作區(qū)提交到暫存區(qū)，而暫存區(qū)其實(shí)保存的是當(dāng)前文件的一個(gè)狀態(tài)，其中包括有哪些目錄和文件，以及其對(duì)應(yīng)的大小和內(nèi)容等信息。但是我們最終是需要將其提交到代碼倉(cāng)庫(kù)（本地）的，而其命令就是 git commit 了。

而當(dāng)我們執(zhí)行 git commit 命令的時(shí)候，究竟都發(fā)生了什么呢？可以看到當(dāng)提交之后，.git 目錄中生成了兩個(gè)信息的 object 對(duì)象，其中 logs 和 refs 目錄都有新的文件生成。通過(guò)如下操作，我們可以查看到其提交的類(lèi)型和對(duì)應(yīng)內(nèi)容。

# 左邊執(zhí)行
$ git commit -m "1st commit"

$ git cat-file -t 6e4a700  # 查看 commit 對(duì)象的類(lèi)型
$ git cat-file -p 6e4a700  # 查看 commit 對(duì)象的內(nèi)容

$ git cat-file -t 64d6ef5  # 查看 tree 對(duì)象的類(lèi)型
$ git cat-file -p 64d6ef5  # 查看 tree 對(duì)象的內(nèi)容

# 右邊執(zhí)行
$ watch -n 1 -d tree .git

這樣我們就理解了，當(dāng)我們執(zhí)行 git commit 命令之后，會(huì)生成一個(gè) commit 對(duì)象和一個(gè) tree 對(duì)象。commit 對(duì)象內(nèi)容里面包含了一個(gè) tree 對(duì)象和相關(guān)提交信息，而 tree 對(duì)象里面則包含了這次我們提交版本里面的文件狀態(tài)（文件名稱(chēng)和 blob 對(duì)象），這樣我們就知道了這次提交的變動(dòng)了。

我們這次提交之后，處理 objects 目錄發(fā)生變動(dòng)之外，還有一些其他的變化。比如 logs 和 refs 的目錄有所變化。我們查看 refs 目錄里面的內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)其指向了 6e4a70 這個(gè) commit 對(duì)象，即當(dāng)前 master 分支上面最新的提交就是這個(gè) 6e4a70 了。

而這個(gè) 6e4a70 這個(gè) commit 對(duì)象，有一個(gè) HEAD 的指向，就是 .git 目錄下的 HEAD 文件。其實(shí)質(zhì)就是一個(gè)指針，其永遠(yuǎn)指向我們當(dāng)前工作的分支，即這里我們工作在 master 分支上。當(dāng)我們切換分支的時(shí)候，這個(gè)文件的指向也會(huì)隨機(jī)改變的。

# 左邊執(zhí)行
$ cat .git/refs/heads/master
$ cat .git/HEAD

# 右邊執(zhí)行
$ watch -n 1 -d tree .git

# 左邊執(zhí)行
$ echo "file2.txt" > file2.txt
$ git status
$ git add file2.txt
$ git ls-files -s
$ git cat-file -p 0ac9638
$ git commit -m "2nd commit"
$ git cat-file -p bab53ff
$ git cat-file -p 2f07720

# 右邊執(zhí)行
$ watch -n 1 -d tree .git

在 Git 中空文件夾是不算在追蹤范圍內(nèi)的，而且添加文件夾并不會(huì)增加 object 對(duì)象。當(dāng)我們查看 index 內(nèi)容的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)文件名稱(chēng)是包含相對(duì)路徑的。

而當(dāng)我們通過(guò) commit 命令提交之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)生成了三個(gè) object 對(duì)象，因?yàn)?commit 操作不會(huì)生成 blob 對(duì)象，所以分別是一個(gè) commit 對(duì)象和兩個(gè) tree 對(duì)象?？梢园l(fā)現(xiàn)，tree 對(duì)象里面有包含了一個(gè)目錄的 tree，其里面包含對(duì)象文件內(nèi)容。

下圖所示的文件狀態(tài)，可以體會(huì)到 Git 中版本的概念。即 commit 對(duì)象指向一個(gè)該版本中的文件目錄樹(shù)的根（tree），然后 tree 在指向 blob 對(duì)象（文件）和 tree 對(duì)象（目錄），這樣就可以無(wú)限的往復(fù)下去形成一個(gè)完整的版本。

# 左邊執(zhí)行
$ mkdir floder1
$ echo "file3" > floder1/file3.txt
$ git add floder1
$ git ls-files -s
$ git commit -m "3rd commit"
$ git cat-file -p 1711e01
$ git cat-file -p 9ab67f8

# 右邊執(zhí)行
$ watch -n 1 -d tree .git

總結(jié)一下，Git 里面的文件狀態(tài)和如何切換。

現(xiàn)在，我們已經(jīng)基本理解了文件如何在工作區(qū)、暫存區(qū)以及代碼倉(cāng)庫(kù)之間進(jìn)行狀態(tài)的跟蹤和同步。在 Git 的操作中，文件的可能狀態(tài)有哪些，以及如何進(jìn)行狀態(tài)切換的，我們這里一起總結(jié)一下！

執(zhí)行完成了 git branch 命令，究竟做了什么呢？

到底什么是分支？分支切換又是怎么一回事？我們通過(guò)查看 Git 的官方文檔，就可以得到，分支就是一個(gè)有名字的（master/dev）指向 commit 對(duì)象的一個(gè)指針。

我們?cè)诔跏蓟瘋}(cāng)庫(kù)的時(shí)候，提供會(huì)默認(rèn)給我們分配一個(gè)叫做 master 的分支（在最新的版本默認(rèn)倉(cāng)庫(kù)已經(jīng)變更為 main 了），而 master 分支就是指向最新的一次提交。為什么需要給分支起名字呢？就是為了方便我們使用和記憶，可以簡(jiǎn)單理解為 alias 命令的意義一致。

有了上述基礎(chǔ)，我們就需要考慮下，分支到底是如何實(shí)現(xiàn)和工作的。要實(shí)現(xiàn)一個(gè)分支，我們最基本需要解決兩個(gè)問(wèn)題，第一個(gè)就是需要存儲(chǔ)每一個(gè)分支指向的 commit，第二個(gè)問(wèn)題就是在切換分支的時(shí)候幫助我們標(biāo)識(shí)當(dāng)前分支。

在 Git 中，它有一個(gè)非常特殊的 HEAD 文件。而 HEAD 文件是一個(gè)指針，其有一個(gè)特性就是總會(huì)指向當(dāng)前分支的最新的一個(gè) commit 對(duì)象。而這個(gè) HEAD 文件正好，解決了我們上面提出的兩個(gè)問(wèn)題。

當(dāng)我們從 master 切換分支到 dev 的時(shí)候，HEAD 文件也會(huì)隨即切換，即指向 dev 這個(gè)指針。設(shè)計(jì)就是這么美麗，不愧是鬼才，好腦袋。

# 左邊執(zhí)行
$ cat .git/HEAD
$ cat .git/refs/heads/master
$ git cat-file -t 1711e01

# 右邊執(zhí)行
$ glo = git log

# 左邊執(zhí)行
$ git branch
$ git branch dev
$ ll .git/refs/heads
$ cat .git/refs/heads/master
$ cat .git/refs/heads/dev
$ cat .git/HEAD
$ git checkout dev
$ cat .git/HEAD

# 右邊執(zhí)行
$ glo = git log

這里需要注意的是，即使我們刪除了分支，但是該分支上一些特有的對(duì)象并不會(huì)被刪除的。這些對(duì)象其實(shí)就是我們俗稱(chēng)的垃圾對(duì)象，還有我們多次使用 add 命令所產(chǎn)生的也有垃圾對(duì)象，而這些垃圾對(duì)象怎么清除和回收呢？后續(xù)，我們會(huì)涉及到的。

# 左邊執(zhí)行
$ echo "dev" > dev.txt
$ git add dev.txt
$ git commit -m "1st commit from dev branch"
$ git checkout master
$ git branch -d dev
$ git branch -D dev
$ git cat-file -t 861832c
$ git cat-file -p 861832c
$ git cat-file -p 680f6e9
$ git cat-file -p 38f8e88

# 右邊執(zhí)行
$ glo = git log

我們一起聊一聊，checkout 和 commit 的操作！

我們執(zhí)行 checkout 命令的時(shí)候，其不光可以切換分支，而且可以切換到指定的 commit 上面，即 HEAD 文件會(huì)指向某個(gè) commit 對(duì)象。在 Git 里面，將 HEAD 文件沒(méi)有指向 master 的這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)之為 detached HEAD。

這里不管 HEAD 文件指向的是分支名稱(chēng)也好，是 commit 對(duì)象也罷，其實(shí)本質(zhì)都是一樣的，因?yàn)榉种Q(chēng)也是指向某個(gè) commit 對(duì)象的。

# 左邊執(zhí)行
$ git checkout 6e4a700
$ git log

# 右邊執(zhí)行
$ glo = git log

$ git checkout -b tmp
$ git log

# 左邊執(zhí)行
$ git reflog
$ git checkout 9fb7a14
$ git checkout -b dev

# 右邊執(zhí)行
$ glo = git log

$ echo "hello" > file1.txt
$ git diff
$ git cat-file -p 42d9955
$ git cat-file -p ce01362

# 下述命令原理也是一樣的
$ git diff --cached
$ git diff HEAD

$ git init
$ git add README.md
$ git commit -m "first commit"

# 關(guān)聯(lián)遠(yuǎn)程倉(cāng)庫(kù)
$ git remote add origin [email protected]:escapelife/git-demo.git

? cat .git/config
[core]
    repositoryformatversion = 0
    filemode = true
    bare = false
    logallrefupdates = true
    ignorecase = true
    precomposeunicode = true

[remote "origin"]
    url = [email protected]:escapelife/git-demo.git
    fetch = +refs/heads/*:refs/remotes/origin/*

# 推送本地分支
$ git push -u origin master

? tree .git
├── logs
│   ├── HEAD
│   └── refs
│       ├── heads
│       │   ├── dev
│       │   ├── master
│       │   └── tmp
│       └── remotes     # 新增目錄
│           └── origin  # 新增目錄
│               └── master  # 新增文件
└── refs
    ├── heads
    │   ├── dev
    │   ├── master
    │   └── tmp
    ├── remotes     # 新增目錄
    │   └── origin  # 新增目錄
    │       └── master  # 新增文件
    └── tags