# 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 .

我們這里重點看下，生成的 8d 這個目錄以及下面的文件。而其名稱的由來是因為 Git 對其進(jìn)行了一個叫做 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
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
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 命令的時候，Git 工具怎么知道我們有一個文件沒有追蹤，以及文件名的信息都存儲到哪里去了？

這一切的答案，都要從工作區(qū)和索引區(qū)講起。Git 根據(jù)其存儲的狀態(tài)不同，將對應(yīng)狀態(tài)的“空間”分為工作區(qū)、暫存區(qū)（也可稱為索引區(qū)）和版本區(qū)三類。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 對象，但是其存儲的是文件的類容、大小和內(nèi)容，并不包含文件名稱的信息。而文件名稱相關(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)使我們無法理解的亂碼，但是通過基本的輸出，我們可以看到其文件名稱。要想查看 index 文件的內(nèi)容，可以通過 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文件的話，很顯然這個時候我們的工作區(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)的時候，發(fā)現(xiàn)一個文件被修改了，而 Git 是怎么知道的呢？咳咳，就是通過查找 index 文件的內(nèi)容，找到對應(yīng)文件名稱以及其內(nèi)部引用的 object 對象，與工作區(qū)的文件內(nèi)容進(jìn)行對比而來的。

# 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 倉庫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，它并不會盲目地復(fù)制整個目錄。條件允許的情況下，它會將當(dāng)前版本與倉庫中的上一個版本進(jìn)行對比，并把所有的差異打包到一起作為一個提交記錄。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)其實保存的是當(dāng)前文件的一個狀態(tài)，其中包括有哪些目錄和文件，以及其對應(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庫（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 目錄中生成了兩個信息的 object 對象，其中 logs 和 refs 目錄都有新的文件生成。通過如下操作，我們可以查看到其提交的類型和對應(yīng)內(nèi)容。

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

$ git cat-file -t 6e4a700  # 查看 commit 對象的類型
$ git cat-file -p 6e4a700  # 查看 commit 對象的內(nèi)容

$ git cat-file -t 64d6ef5  # 查看 tree 對象的類型
$ git cat-file -p 64d6ef5  # 查看 tree 對象的內(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，會生成一個 commit 對象和一個 tree 對象。commit 對象內(nèi)容里面包含了一個 tree 對象和相關(guān)提交信息，而 tree 對象里面則包含了這次我們提交版本里面的文件狀態(tài)（文件名稱和 blob 對象），這樣我們就知道了這次提交的變動了。

我們這次提交之后，處理 objects 目錄發(fā)生變動之外，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 commit 對象，即當(dāng)前 master 分支上面最新的提交就是這個 6e4a70 了。

而這個 6e4a70 這個 commit 對象，有一個 HEAD 的指向，就是 .git 目錄下的 HEAD 文件。其實質(zhì)就是一個指針，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)我們切換分支的時候，這個文件的指向也會隨機(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增加 object 對象。當(dāng)我們查看 index 內(nèi)容的時候，會發(fā)現(xiàn)文件名稱是包含相對路徑的。

而當(dāng)我們通過 commit 命令提交之后，會發(fā)現(xiàn)生成了三個 object 對象，因為 commit 操作不會生成 blob 對象，所以分別是一個 commit 對象和兩個 tree 對象。可以發(fā)現(xiàn)，tree 對象里面有包含了一個目錄的 tree，其里面包含對象文件內(nèi)容。

下圖所示的文件狀態(tài)，可以體會到 Git 中版本的概念。即 commit 對象指向一個該版本中的文件目錄樹的根（tree），然后 tree 在指向 blob 對象（文件）和 tree 對象（目錄），這樣就可以無限的往復(fù)下去形成一個完整的版本。

# 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)以及代碼倉庫之間進(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？我們通過查看 Git 的官方文檔，就可以得到，分支就是一個有名字的（master/dev）指向 commit 對象的一個指針。

我們在初始化倉庫的時候，提供會默認(rèn)給我們分配一個叫做 master 的分支（在最新的版本默認(rèn)倉庫已經(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，分支到底是如何實現(xiàn)和工作的。要實現(xiàn)一個分支，我們最基本需要解決兩個問題，第一個就是需要存儲每一個分支指向的 commit，第二個問題就是在切換分支的時候幫助我們標(biāo)識當(dāng)前分支。

在 Git 中，它有一個非常特殊的 HEAD 文件。而 HEAD 文件是一個指針，其有一個特性就是總會指向當(dāng)前分支的最新的一個 commit 對象。而這個 HEAD 文件正好，解決了我們上面提出的兩個問題。

當(dāng)我們從 master 切換分支到 dev 的時候，HEAD 文件也會隨即切換，即指向 dev 這個指針。設(shè)計就是這么美麗，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象并不會被刪除的。這些對象其實就是我們俗稱的垃圾對象，還有我們多次使用 add 命令所產(chǎn)生的也有垃圾對象，而這些垃圾對象怎么清除和回收呢？后續(xù)，我們會涉及到的。

# 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 文件會指向某個 commit 對象。在 Git 里面，將 HEAD 文件沒有指向 master 的這個現(xiàn)象稱之為 detached HEAD。

這里不管 HEAD 文件指向的是分支名稱也好，是 commit 對象也罷，其實本質(zhì)都是一樣的，因為分支名稱也是指向某個 commit 對象的。

# 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)程倉庫
$ 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