使用git微命令深入理解git工作机制
来源:互联网 发布:淘宝商品分享软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/02 03:30
首先,这篇不是真正意义上的翻译,所以大家在看的时候不要找对应的英文文章对应着看。这篇文章之所以归类为翻译,是因为最开始有一篇英文文章让我对git内部机制有了清楚的认识,它可以说是我git的启蒙老师吧。然后很久过去后,自己也有了很多的git项目实践,觉得有必要从自己的理解角度(微命令和常用命令对应分析)来整理下自己的理解,于是有了这篇博文。
git是一种管理数据的工具,一种支持快速索引查找数据并管理数据变化的工具。它为数据添加一个头封装为对象块(本文称为git对象)然后保存为文件,并根据数据生成一个SHA值,然后以该值作为文件名称的依据,SHA值的前2位是文件的目录名字,后面的值为文件名,这样就能很容易根据SHA查找到数据。同时由于SHA的唯一性,一旦文件内容改变,其对应的SHA就会变化,因而很适合文件变化管理。git总共有四类对象:
blob对象:
该对象是真正的数据对象,它的内容是各种文件的数据内容,比如git项目里的文件数据。需要注意的是blob对象只是保存数据,并不保存数据的额外信息,比如文件名,文件大小。
tree对象:
该对象是一种管理对象,它是用来管理对象的对象,其内容指出了该tree包含哪些子对象,tree可以递归的,也就说tree可以包含其他的tree。Tree对象就像linux文件系统里的目录一样,目录本身是一种文件,只不过目录文件的内容是目录下的文件信息,目录下还有子目录。
commit对象:
commit对象是真正直接呈现给git使用者的,它就是我们经常说到的git项目历史记录,我们经常用的git show xxx,git log xxx,git check xxx等命令后面接的数字就是commit对象的名字,也就是commit对象对应的SHA值。commit对象必须有一个tree对象,它本身并不和数据有直接联系,git工具通过它的tree对象找到该commit对应的数据,同时和tree对象一样,它可以有自己的父亲commit,这样就形成了git历史单向链表。
tag 对象:
tag对象其实就是上面三种对象的一种别名表达方式。从上面的描述我们可知,git对象的名字是SHA值,就是一堆没有规律的长串的字符,用户自然不容易记也记不住。因此git提出了tag对象这样一种对象,它允许用户以他们容易识别的名字来标示上面的任一对象。
有了这些基本概念,我们通过使用git 微命令来详细的认识下这些对象的形式,生成及使用。git微命令是相对
我们平时用的git commit, git addd等命令而言的,微命令做的事情少,可以很清晰看到每一个步骤。
创建新的git项目
我们执行git init后,系统会自动帮我们创建一个隐藏目录.git,具体内容如下:
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git init .Initialized empty Git repository in /tmp/test/.git/itleaks@Itleaks:/tmp/test$ tree . -al.└── .git ├── branches ├── config ├── description ├── HEAD ├── hooks │ ├── applypatch-msg.sample │ ├── commit-msg.sample │ ├── post-update.sample │ ├── pre-applypatch.sample │ ├── pre-commit.sample │ ├── prepare-commit-msg.sample │ ├── pre-push.sample │ ├── pre-rebase.sample │ └── update.sample ├── info │ └── exclude ├── objects │ ├── info │ └── pack └── refs ├── heads └── tags
上面的.git/objects是最重要的目录,它就是用来保存上面提到的四种对象文件的目录。
生成Blob对象
git生成blob对象是使用githash-object来生成,具体操作如下:
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ echo "itleaks test">test.txtitleaks@Itleaks:/tmp/test$ git hash-object -w test.txtbe976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9citleaks@Itleaks:/tmp/test$ tree . -al.├── .git│ ├── branches│ ├── config│ ├── description│ ├── HEAD│ ├── hooks│ │ ├── applypatch-msg.sample│ │ ├── commit-msg.sample│ │ ├── post-update.sample│ │ ├── pre-applypatch.sample│ │ ├── pre-commit.sample│ │ ├── prepare-commit-msg.sample│ │ ├── pre-push.sample│ │ ├── pre-rebase.sample│ │ └── update.sample│ ├── info│ │ └── exclude│ ├── objects│ │ ├── be│ │ │ └── 976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9c│ │ ├── info│ │ └── pack│ └── refs│ ├── heads│ └── tags└── test.txtitleaks@Itleaks:/tmp/test$ find .git/objects/ -type f.git/objects/be/976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9c
从上面可以看出,当我们使用hash-object–w生成一个对象后,git会在.git/objects下生一个文件be/ 976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9c,这个就是SHA值。有了这个对象的SHA值后,我们可以通过gitcat-file命令来查看该对象的原始数据。
//查看对象类型itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git cat-file -t be976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9cblob//查看对象内容itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git cat-file -p be976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9citleaks test此时对应的数据对象图如下:
到这里,你可能会问,test.txt这个名字的信息保存在哪呢?其实前面已经提到了,blob对象只存数据(上面的字符串” itleaks test”),并不保存其他额外信息。那这个名字什么时候保存的呢?保存咋哪里呢?这个就是由下面要提到的tree 对象来维护的。
生成Tree对象
上面的操作过后,系统已经存在一个blob对象了。我们可以将该对象添加到一个tree对象里,在添加到tree对象前,必须将该blob对象封装成一个tree 对象的item数据块, 并将该item数据块写到cache里。item数据块的格式是blob对象SHA值+数据文件名字(test.txt)+文件模式(100644)。这一个过程由git update-index完成
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git update-index --add --cacheinfo 100644 \> be976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9c test.txt//到此,终于出现了前面提到的test.txt,这里才是我们在git里看到的文件名//其实这里的文件名也可以填其他名字,git系统并不认识操作系统中的文件名,只//知道这里的文件名,然后其他用户通过git clone 该git项目时,该blob对象对应的数据//文件会命名为这里指定的名称itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git ls-filestest.txt//ls-files可以查看cache里的所有blob对象描述itleaks@Itleaks:/tmp/test$ find .git/objects/ -type f.git/objects/be/976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9c//update-index执行后,并不会增加object
如果有多个数据,可以重复执行上面的命令,将多个blob对象添加到cache中。然后当用户执行git write-tree的时候,就会生成一个tree对象,并将cache里的所有blob对象的描述数据添加到tree对象的文件里,具体命令如下:
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git write-tree941220dc97574b7dba7b22fdb21333c7227c9603itleaks@Itleaks:/tmp/test$ find .git/objects/ -type f.git/objects/be/976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9c.git/objects/94/1220dc97574b7dba7b22fdb21333c7227c9603//新增了一个object文件itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git cat-file -t 941220dc97574b7dba7b22fdb21333c7227c9603treeitleaks@Itleaks:/tmp/test$ git cat-file -p 941220dc97574b7dba7b22fdb21333c7227c9603100644 blob be976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9ctest.txt//tree对象的内容是描述其管理的blob对象的指向信息
此时对应的数据对象图如下:
到此为止,所有的对象都是相对底层的数据对象,git用户一般是不会直接使用的。然后就该commit对象露面了。
生成commit对象
其实commit对象,你可以理解成tree对象的扩展,它是用来描述一个tree对象的额外信息的。它相当于是tree对象为用户预留出来的接口,用户通过生成一个commit对象,就可以给一个tree对象打标签,比如用户姓名,描述,时间。具体生成过程如下:
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ echo 'initial version' | git commit-tree 941220dc97574b7dbaf7bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2//上面的941220dc97574b7dba就是tree对象的SHA值itleaks@Itleaks:/tmp/test$ find .git/objects/ -type f.git/objects/f7/bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2.git/objects/be/976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9c.git/objects/94/1220dc97574b7dba7b22fdb21333c7227c9603//commit也是一个对象itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git cat-file -t f7bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2commititleaks@Itleaks:/tmp/test$ git cat-file -p f7bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2tree 941220dc97574b7dba7b22fdb21333c7227c9603author itleaks <itleaks@126.com> 1403052327 +0800committer itleaks <itleaks@126.com> 1403052327 +0800initial version//commit对象的内容指出了它描述的是哪个tree
此时对应的数据对象图如下:
Commit生成后,用户就熟悉了,用户通过常用的git show命令就可以很直接的查看这个commit
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git show f7bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2commit f7bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2Author: itleaks <itleaks@126.com>Date: Wed Jun 18 08:45:27 2014 +0800 initial versiondiff --git a/test.txt b/test.txtnew file mode 100644index 0000000..be976ca--- /dev/null+++ b/test.txt@@ -0,0 +1 @@+itleaks test
那执行git log呢?
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git logfatal: bad default revision 'HEAD'itleaks@Itleaks:/tmp/test$ cat .git/HEAD ref: refs/heads/masteritleaks@Itleaks:/tmp/test $ tree .git/refs/heads/.git/refs/heads/0 directories, 0 files
系统会提示bad HEAD,这是因为refs/heads/maste文件不存在。这个就是下面我要讲的git referrence对象。
Ref对象
从名字可以看出来,它就是一个引用,它就是commit对象的别名,它直接以字符串的形式保存一个commit对象的名字,这样用户直接根据ref对象的名字就可以直接找到对应的commit对象,而不用记住一长串SHA字符串。另外,这里的ref对象就是我们常说说到git branch,一个branch对应一个refs/heads/xx文件。
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ echo "f7bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2" > .git/refs/heads/masteritleaks@Itleaks:/tmp/test$ find .git/objects/ -type f.git/objects/f7/bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2.git/objects/be/976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9c.git/objects/94/1220dc97574b7dba7b22fdb21333c7227c9603//生成ref并没有新增objectitleaks@Itleaks:/tmp/test$ find .git/refs/ -type f.git/refs/heads/master//执行上面的命令生成一个master ref对象后,用户不再需要使用git show SHA值,而是//直接使用git show name就可以查看commit对象的详细信息itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git show mastercommit f7bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2Author: itleaks <itleaks@126.com>Date: Wed Jun 18 08:45:27 2014 +0800 initial versiondiff --git a/test.txt b/test.txtnew file mode 100644index 0000000..be976ca--- /dev/null+++ b/test.txt@@ -0,0 +1 @@+itleaks test
refs/heads/master生成后,用户终于可以使用gitlog查看了
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git logcommit f7bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2Author: itleaks <itleaks@126.com>Date: Wed Jun 18 08:45:27 2014 +0800 initial version
此时对应的数据对象图如下:
微git操作对应的git常用命令
到此,大家估计也看累了吧,但是如果我告诉你上面这么长的操作,用户其实通过如下两条命令可以实现一样的效果,你会不会惊讶啊!
git add test.txtgit commit -sm “initial version”
我们也来看下这两条操作对应的.git内容变化过程
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ echo "itleaks test">test.txtitleaks@Itleaks :/tmp/test$ git add test.txt itleaks@Itleaks:/tmp/test$ find .git/objects/ -type f.git/objects/be/976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9citleaks@Itleaks:/tmp/test$ git cat-file -t be976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9cblobitleaks@Itleaks:/tmp/test$ git ls-filestest.txt
从上面可以看出,git add命令会为我们创建blob对象,并且自动将该blob对象添加到cache中。更不可思议的是,生成的对象名字be976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9c和上面的一模一样,为啥,这是由SHA签名生成机制相关---只要数据一致,其产生的SHA一定一样。
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git commit -sm "initial version"[master (root-commit) 12ca076] initial version 1 file changed, 1 insertion(+) create mode 100644 test.txtitleaks@Itleaks:/tmp/test$ find .git/objects/ -type f.git/objects/12/ca0768b1a7c1f5f8547617af78e13d7263aaba.git/objects/be/976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9c.git/objects/94/1220dc97574b7dba7b22fdb21333c7227c9603itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git cat-file -p 12ca0768b1a7c1f5f8547617af78e13d7263aabatree 941220dc97574b7dba7b22fdb21333c7227c9603author itleaks <itleaks@126.com> 1403098727 +0800committer itleaks <itleaks@126.com> 1403098727 +0800initial versionSigned-off-by: itleaks <itleaks@126.com>itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git cat-file -p 941220dc97574b7dba7b22fdb21333c7227c9603100644 blob be976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9ctest.txt
从上面可以看出commit这条命令生成了两个对象:tree对象和commit对象.大家注意没,只有commit对象的SHA值和我们上面不一样,另外两个对象是一样的,为什么?那是因为commit对象的内容中包含时间,两次commit对象生成的时间不一样意味着其内容就不一样,进而其SHA自然不一样。
commit链形成
上面的操作,只生成一个blob对象, 一个tree对象,一个commit对象,还没法看到commit链的形成过程。因此,为了生成链,我们还需要生成另外一个commit对象。接着实验。
新增文件,并重复上面的操作的。
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ echo "second file">2.txtitleaks@Itleaks:/tmp/test$ git hash-object -w 2.txt1c59427adc4b205a270d8f810310394962e79a8bitleaks@Itleaks:/tmp/test$ find .git/objects/ -type f.git/objects/f7/bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2.git/objects/1c/59427adc4b205a270d8f810310394962e79a8b.git/objects/be/976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9c.git/objects/94/1220dc97574b7dba7b22fdb21333c7227c9603itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git cat-file -t 1c59427adc4b205a270d8f810310394962e79a8bblobitleaks@Itleaks:/tmp/test$ git cat-file -p 1c59427adc4b205a270d8f810310394962e79a8bsecond fileitleaks@Itleaks:/tmp/test$ git ls-filestest.txt//原来的cache还在,因此只需添加新的blob对象到cache中去itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git update-index --add 2.txtitleaks@Itleaks:/tmp/test$ git ls-files2.txttest.txtitleaks@Itleaks:/tmp/test$ git write-tree931fdc25cbc3e0afa6e34cf275693ade0daf2c73itleaks@Itleaks:/tmp/test$ find .git/objects/ -type f.git/objects/f7/bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2.git/objects/1c/59427adc4b205a270d8f810310394962e79a8b.git/objects/93/1fdc25cbc3e0afa6e34cf275693ade0daf2c73.git/objects/be/976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9c.git/objects/94/1220dc97574b7dba7b22fdb21333c7227c9603itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git cat-file -t 931fdc25cbc3e0afa6e34cf275693ade0daf2c73treeitleaks@Itleaks:/tmp/test$ git cat-file -p 931fdc25cbc3e0afa6e34cf275693ade0daf2c73100644 blob 1c59427adc4b205a270d8f810310394962e79a8b2.txt100644 blob be976caf33466b3a9fbc04260139a992e5664b9ctest.txt//这里可以看出,这个新增的tree对象指向了两个blob对象
接下来就是commit链形成的重点了,在生成commit对象时,有一个-p参数,这个参数用来指示新生成的commit对象的父亲commit的。下面就来看看带这个参数和没带这个参数的生成的commit对象的差别
不带-p参数时
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ echo "second commit"|git commit-tree 931fdc25cbc2969683f04d3a32af0d6abf97f170190163b72e3itleaks@Itleaks:/tmp/ test $ git cat-file -p 2969683f0tree 931fdc25cbc3e0afa6e34cf275693ade0daf2c73author itleaks <itleaks@126.com> 1403055500 +0800committer itleaks <itleaks@126.com> 1403055500 +0800second commititleaks@Itleaks:/tmp/test$ git show 2969683f04d3acommit 2969683f04d3a32af0d6abf97f170190163b72e3Author: itleaks <itleaks@126.com>Date: Wed Jun 18 09:38:20 2014 +0800 second commitdiff --git a/2.txt b/2.txtnew file mode 100644index 0000000..1c59427--- /dev/null+++ b/2.txt@@ -0,0 +1 @@+second filediff --git a/test.txt b/test.txtnew file mode 100644index 0000000..be976ca--- /dev/null+++ b/test.txt@@ -0,0 +1 @@+itleaks testitleaks@Itleaks:/tmp/test$ git log 2969683f04d3acommit 2969683f04d3a32af0d6abf97f170190163b72e3Author: itleaks <itleaks@126.com>Date: Wed Jun 18 09:38:20 2014 +0800 second commit//没带-p参数时,这个新的commit相当于这次commit一下子增加了两个文件itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git log 2969683f04d3acommit 2969683f04d3a32af0d6abf97f170190163b72e3Author: itleaks <itleaks@126.com>Date: Wed Jun 18 09:38:20 2014 +0800 second commit//这里只有一条commit记录
带-p参数时
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ echo "second commit2"|git commit-tree 931fdc25cbc -p f7bde89df6b5d8ea3fc29d97b2a89c18bdc68f0812749c76fdadd477cfitleaks@Itleaks:/tmp/test$ git cat-file -p c29d97b2a89c1tree 931fdc25cbc3e0afa6e34cf275693ade0daf2c73parent f7bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2author itleaks <itleaks@126.com> 1403055858 +0800committer itleaks <itleaks@126.com> 1403055858 +0800second commit2itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git show c29d97commit c29d97b2a89c18bdc68f0812749c76fdadd477cfAuthor: itleaks <itleaks@126.com>Date: Wed Jun 18 09:44:18 2014 +0800 second commit2diff --git a/2.txt b/2.txtnew file mode 100644index 0000000..1c59427--- /dev/null+++ b/2.txt@@ -0,0 +1 @@+second file//带了-p参数的commit,显示出来的修改只是增加了2.txt文件itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git log c29d97commit c29d97b2a89c18bdc68f0812749c76fdadd477cfAuthor: itleaks <itleaks@126.com>Date: Wed Jun 18 09:44:18 2014 +0800 second commit2commit f7bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2Author: itleaks <itleaks@126.com>Date: Wed Jun 18 08:45:27 2014 +0800 initial version//这里,可以看到”second commit2"前面的commit是” initial version”,这就是commit链
此次操作后对象图如下:
Branch更新
上面新增了两个commit对象后,系统并不会自动更新branch的信息,需要用户主动更新,通过update-ref及尅实现,具体实现如下:
itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git show mastercommit f7bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2Author: itleaks <itleaks@126.com>Date: Wed Jun 18 08:45:27 2014 +0800 initial versiondiff --git a/test.txt b/test.txtnew file mode 100644index 0000000..be976ca--- /dev/null+++ b/test.txt@@ -0,0 +1 @@+itleaks test//brach master还没有更新,接下来更新itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git update-ref refs/heads/master c29d97itleaks@Itleaks:/tmp/test$ git logcommit c29d97b2a89c18bdc68f0812749c76fdadd477cfAuthor: itleaks <itleaks@126.com>Date: Wed Jun 18 09:44:18 2014 +0800 second commit2commit f7bde89df6b5d8ea3fa3ccae0e3d53e8a5aa25d2Author: itleaks <itleaks@126.com>Date: Wed Jun 18 08:45:27 2014 +0800 initial version//看到我们上面添加的” second commit2” commit了
此次操作后对象图如下:
附录:
启蒙git机制英文网站:http://git-scm.com/book/en/Git-Internals-Git-Objects
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* 本文来自博客 “爱踢门”
* 转载请标明出处:http://blog.csdn.net/itleaks
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