這是一篇能讓你迅速了解 Git 工作原理的文章，實(shí)戰(zhàn)案例解析，相信我，3 分鐘，絕對(duì)能夠有收獲！

Git 目錄結(jié)構(gòu)

Git 的本質(zhì)是一個(gè)文件系統(tǒng)（很重要，記住這句話，理解這句話），工作目錄中的所有文件的歷史版本以及提交記錄（commit）都是以文件對(duì)象的方式保存在 .git 目錄中的。

我們先來創(chuàng)建一個(gè)名為 git-demo 空目錄，并采用 git init 命令初始化 Git 倉庫。該命令會(huì)在工作目錄下生成一個(gè) .git 目錄，該目錄將用于保存工作區(qū)中所有的文件歷史的歷史版本，commit，branch，tag 等所有信息。

$ mkdir git-demo
$ cd git-demo
$ git init

其目錄結(jié)構(gòu)如下：

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待會(huì)我們重點(diǎn)關(guān)注下這幾個(gè)目錄：

• HEAD：工作目錄當(dāng)前狀態(tài)對(duì)應(yīng)的 commit，一般來說是當(dāng)前 branch 的 head，HEAD 也可以通過 git checkout 命令被直接設(shè)置到一個(gè)特定的 commit 上，這種情況被稱之為 detached HEAD
• objects：這里是真正保存 Git 對(duì)象的目錄，包括三類對(duì)象 commit，tree 和 blob（具體這三類對(duì)象是什么，慢慢往下看就知道了）
• refs：用來保存 branch 和 tag 對(duì)應(yīng)的 commit

Git 三大對(duì)象

目前 Objects 目錄中還沒有任何內(nèi)容，我們創(chuàng)建一個(gè)文件并提交：

$ git:(master) echo "my project" > README
$ git:(master) mkdir src
$ git:(master) echo "hello world" > src/file1.txt

添加并提交：

$ git:(master) git add .
$ git:(master) git commit -m "init commit"

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從打印輸出可以看到，上面的命令創(chuàng)建了一個(gè) commit 對(duì)象，該 commit 包含兩個(gè)文件。查看 .git/objects 目錄，可以看到該目錄下增加了 5 個(gè)子目錄 06，3b， 82， c5， ca，每個(gè)子目錄下有一個(gè)以一長串字母數(shù)字命令的文件：

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這一大串是什么？

Git Object 目錄中存儲(chǔ)了三種對(duì)象：Commit， Tree 和 Blob，Git 會(huì)為對(duì)象生成一個(gè)文件，并根據(jù)文件信息生成一個(gè) SHA-1 哈希值作為文件內(nèi)容的校驗(yàn)和，創(chuàng)建以該校驗(yàn)和前兩個(gè)字符為名稱的子目錄，并以 (校驗(yàn)和) 剩下 38 個(gè)字符為文件命名 ，將該文件保存至子目錄下。

可以通過 git cat-file -t 哈希值 命令查看對(duì)象類型，通過 git cat-file -p 哈希值 命令查看對(duì)象中的內(nèi)容，哈希值就是目錄名+文件名，在沒有歧義的情況下，命令可以不用輸入整個(gè)哈希值，輸入前幾位即可。

我們挨個(gè)看下：

065bca（blob）：

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3b18e（blob）：

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824244（tree）：

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c5bc98（commit）：

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ca96（tree）：

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認(rèn)真看圖，大家看完也就差不多清楚了 commit、blob、tree 這幾大對(duì)象是什么東西了

從 commit 對(duì)象（c5bc98）入手，commit 對(duì)象中保存了 commit 的作者，commit 的描述信息，簽名信息以及該 commit 中包含哪些 tree 對(duì)象和 blob 對(duì)象。從上圖可知包含了 tree 對(duì)象（ca96）。

可以把 tree 對(duì)象看成這次提交相關(guān)的所有文件的根目錄，可以看到 ca96 這個(gè) tree 對(duì)象中包含了一個(gè) blob 對(duì)象（065bca），即 README 文件，以及一個(gè) tree 對(duì)象（824244），即 src 目錄。而 blob 對(duì)象存儲(chǔ)的就是真正的內(nèi)容。

這幾個(gè)對(duì)象的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示：

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Git Brach 和 Tag

現(xiàn)在來看下 HEAD 中的內(nèi)容，前面說過，HEAD 中存儲(chǔ)的是工作目錄當(dāng)前狀態(tài)對(duì)應(yīng)的 commit：

$ git:(master) cat .git/HEAD
ref: refs/heads/master

$ git:(master) cat .git/refs/heads/master
c5bc98b8990bedd7444da537320559e601eba87b

c5bc98 正是我們最近的這次 commit！

master 是一個(gè)分支名，所以分支（branch）的本質(zhì)是一個(gè)指向 commit 的指針

我們切一個(gè)新分支 feat/work：

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查看下 refs/heads/master 和 refs/heads/feat/work 中的 commit 值：

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從其內(nèi)容可以看到，feat/work 這個(gè) branch 并沒有創(chuàng)建任何新的版本文件，和 master 一樣指向了 c5bc98 這個(gè) commit。

從上面的實(shí)驗(yàn)可以看出，一個(gè) branch 其實(shí)只是一個(gè) commit 對(duì)象的應(yīng)用，Git 并不會(huì)為每個(gè) branch 存儲(chǔ)一份拷貝，因此在 git 中創(chuàng)建 branch 幾乎沒有任何代價(jià)。

接下來我們在 feat/work 這個(gè) branch上進(jìn)行一些修改，然后提交：

$ git:(feat/work) echo "new line" >> src/file1.txt
$ git:(feat/work) echo "do nothing" >> License
$ git:(feat/work) git add .
$ git:(feat/work) git commit -m "some change"

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查看當(dāng)前的 HEAD：

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可以看到 HEAD 指向了 feat/work 這個(gè) branch，而 feat/work branch則指向了 8a442 這個(gè)commit，master branch 指向的 commit 未變化，仍然是 c5bc98。

查看 8a442 這個(gè)commit對(duì)象的內(nèi)容：

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可以看到 commit 有一個(gè) parent 字段，指向了前一個(gè) commit c5bc98。還包含了一個(gè) tree 對(duì)象（2a9dd）：

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可以觀察到，由于 README 沒有變化，還是指向的 065bca 這個(gè)blob對(duì)象。License 是一個(gè)新建的 blob 對(duì)象，src 和 file1.txt 則指向了新版本的對(duì)象。

增加了這次 commit 后，Git 中各個(gè)對(duì)象的關(guān)系如下圖所示：

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Tag 和 branch 類似，也是指向某個(gè) commit 的指針。不同的是 tag 創(chuàng)建后其指向的 commit 不能變化，而 branch 創(chuàng)建后，其指針會(huì)在提交新的 commit 后向前移動(dòng)。