底层命令与文件结构

作者: 一江碎月 | 来源:发表于2018-03-12 16:06 被阅读0次

Git 实质

Git 是一个内容寻址文件系统。这意味着，Git 的 核心部分是一个简单的键值对数据库。你可以向该数据库插入任意类型的内容，它会返回一个键值，通过该键值可以在任意时刻再次检索（retrieve）该内容。

底层命令

涉及到的底层命令有：

命令	解释
cat-file	获取指定 Git 对象的信息
ls-files	显示暂存区的信息
ls-tree	显示指定结点的 tree 对象
hash-object	用于计算文件的 sha-1 值
update-index	更新暂存区
write-tree	将暂存区中的文件写成 tree 对象
read-tree	把树对象读入暂存区
commit-tree	根据指定的树对象创建一个提交对象
rev-parse	解析分支名或标签名对应的提交对象的 sha-1 值

Git 所做的实质工作 —— 将被改写的文件保存为数据对象（hash-object），更新暂存区 ( update-index )，记录树对象（write-tree），最后创建一个指明了顶层树对象和父提交的提交对象（commit-tree）。

ls-tree

用于显示指定结点对应的 tree 对象中的内容。

它会展示所有的文件（即 blob 对象）。

$ git ls-tree -r HEAD
100644 blob 34f7ae03cc475d78515719c5b6f8c34e46002f7f    aa
100644 blob c93ab02d540e388e1b83e23bbd8b49cb97c4b4ce    bb
100644 blob 837df2b7ed69104790e279524d51880324064492    cc
100644 blob 9b5cf45dcf51d69998fc7cdab86ea8afb2905047    cid.java
100644 blob 79f6e4824f9578f237633353e8d6939c8bffcca1    dd.txt
100644 blob 7f1021754129446ecef3fecab549015ccbe5e59f    ee
100644 blob f0e0aa843620d42bb1e72f4949001d0ca4173dc1    i/i.txt
100644 blob e69de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391    i/ii/xx.txt
100644 blob e69de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391    new
100644 blob 59f2c499c12c1385dd0ff1131a50820e7f6a618c    test.html
100644 blob d6459e005434a49a66a3ddec92279a86160ad71f    xxx.xxx

从输出可以看出，其中有几个文件是子目录下的文件，它也会直接列出来。

rev-parse

解析分支、标签等指向的提交对象的 sha-1 值。

如：

$     git rev-parse master
9b335a39f65dff232f239c08baeeb9f7d27f193a
$     git tag t1
$     git rev-parse t1
9b335a39f65dff232f239c08baeeb9f7d27f193a
$     git rev-parse HEAD
9b335a39f65dff232f239c08baeeb9f7d27f193a

master 与 HEAD 为分支名， t1 为标签名。

ls-files

用于获取暂存区的信息。

其常用的几个选项有：

-c : 在输出中显示暂存的文件。默认值。此选项只会输出文件名。

--stage : 显示文件的详细信息。包括文件名，sha-1 值，文件模式等。

$ git ls-files --stage
100644 6b20baa0a072d5c9578e024942c6ce1d42cf5a2a  0          a.txt
100644 24e27b2a30edadba619d26e2d3662ec307cdddb2 0   test.html
100644 e69de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391 0   xx

上述命令显示当前暂存区中暂存的有三个文件。

hash-object 命令

计算文件的 sha-1 值，并可选地根据该文件创建一个 blob 对象。

注意：该命令只适用于文件，不能用于目录。

选项	解释
-w	不加该选项则不会生成 blob 对象，反之则会生成
--stdin	hash-object 命令会从标准输入读取内容
-- <path>	指定 hash-object 操作的文件的路径

注意：如果使用 --stdin 选项，就需要指定文件路径。

如：

$ find .git/objects/ -type f
$ git hash-object -- ../appid.txt 
a5a06de3b66ee3a609def184e78873c99d6b1221
$ find .git/objects/ -type f
$ git hash-object -w -- ../appid.txt 
a5a06de3b66ee3a609def184e78873c99d6b1221
$ find .git/objects/ -type f
.git/objects//a5/a06de3b66ee3a609def184e78873c99d6b1221

find 命令用于查找指定目录（ .git/objects ）目录下的所有文件（通过 -type f 限定）。

从上可以看出，起初 objects 目录下并没有文件。hash-object 不加 -w 操作后，目录下依旧没有文件，只不过输出了指定文件的 sha-1 值。

加上 -w 选项后，objects 目录下多了一个父目录为 a5 的文件。Git 会截取 sha-1 值的前两个字符生成目录名，将剩余的部分做为文件名。因此，objects 目录下会有一个 a5 目录。

cat-file

获取指定的 Git 对象的内容等信息。

其常用的选项如下：

选项	解释
-p	后跟 sha-1 值，则 cat-file 会返回该 sha-1 值的内容
-t	获取指定对象的类型
-s	获取指定对象的大小

在使用时，可以通过 > <path> 后缀，将 cat-file 的输出内容输出到指定的文件中。如 git cat-file -p bf43b62de7d99fa2c427dcc82257d81431ba816f > xxx.xxx 就会将内容输出到同目录下的 xxx.xxx 文件中。

如 -p 选项的使用：

$ git cat-file -p 9daeafb9864cf43055ae93beb0afd6c7d144bfa4
test

其中 test 为该对象的内容。

如 -t 选项的使用：

$ git cat-file -t ee1a8365ec2baa3e5a97cb6e44d8d8b5c553fb30
blob

$ git cat-file -t 8bdb01d84c5ad6456acb4d8df8d82a0db5214972
tree

$ git cat-file -t bf43b62de7d99fa2c427dcc82257d81431ba816f
commit

Git 中一共有三种对象：commit , tree 与 blob ，所以 -t 只会输出这三个值中的一个。

update-index

该选项用于更新暂存区。git add 与 git rm 等命令都是对该选项的封装。

其常用的选项有：

选项	解释
<无>	更新已暂存的文件
--add	将未跟踪的文件添加到暂存区中
--cacheinfo	将已保存到本地仓库的文件加入到暂存区中
--remove	将已删除的文件从暂存区中移除

各个选项具体说明如下：

--add : 如果文件从来没有添加到暂存区中，该选项表示将文件第一次添加到暂存区中。
```
$ git ls-files --stag
100644 6b20baa0a072d5c9578e024942c6ce1d42cf5a2a 0   a.txt

$ git hash-object yy
e69de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391
$ git update-index --add yy
$ git ls-files --stage
100644 6b20baa0a072d5c9578e024942c6ce1d42cf5a2a 0   a.txt
100644 e69de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391 0   yy
```
初始时，暂存区中只有一个 a.txt 文件。使用 git update-index --add 命令后，暂存区中多了一个 yy 文件，并且 yy 文件与 update-index 指定的文件的 sha-1 值相同，所以该命令可以将指定的文件添加到暂存区中。

再查看 .git/objects 目录下，可以发现多了一个文件（即 yy 文件）。
--cacheinfo：如果要保存的文件已位于 git 仓库中，需要使用该选项。
```
$ vim yy 
$ git hash-object -w -- yy 
9be86ae7054f7c477afabe3d971046032851b574

$ git update-index --cacheinfo 100644 9be86ae7054f7c477afabe3d971046032851b574 yy 
```
首先修改 yy 文件，并通过 hash-object 将文件存储到 git 目录中。所以更新暂存区时不需要 --add 选项。

在使用 --cacheinfo 修改暂存区时，指定了文件的 sha-1 值，同时也指定了文件模式为 100644（即普通文件）。

--remove：将指定的文件从索引中删除，该文件必须已经从工作目录中删除。

$ git ls-files --stage
100644 e69de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391 0   xx
100644 9be86ae7054f7c477afabe3d971046032851b574 0   yy

$ rm xx 
$ git update-index --remove -- xx
$ git ls-files --stage
100644 9be86ae7054f7c477afabe3d971046032851b574 0   yy

$ git update-index --remove -- yy 
$ git ls-files --stage
100644 9be86ae7054f7c477afabe3d971046032851b574 0   yy

不删除文件直接使用 --remove 选项时，并不会删除相应的记录（如上例中的 yy 文件）。

write-tree

将暂存区内容写入一个树对象。

通过 update-index 更新暂存区后，基本的文件并没有生成成 tree 对象。而 write-tree 可以根据暂存区生成一个树对象。

$ git write-tree
348eb10c8ce3e5a4561a38aa7e76e61013e153e1

$ git cat-file -t 348eb10c8ce3e5a4561a38aa7e76e61013e153e1
tree

read-tree

将指定的树对象读入到暂存区中。

通过 --prefix=name 指定读入的树对象的名字。

首先将一个树对象读入暂存区中，然后通过 write-tree 将暂存区中的内容写入一个树对象中。则新生成的树对象会包含一个指向通过 read-tree 读入的树对象的指针。

$ git read-tree --prefix=namep 348eb10c8ce3e5a4561a38aa7e76e61013e153e1

执行上述命令后，如果将当前暂存区生成一个 tree 对象后，该对象会包含一个名为 namep 的指针，它指向的是通过 read-tree 读入的树对象。

commit-tree

根据指定的树对象创建一个提交对象。

通过 -p sha-1 指定当前对象的父对象

$ echo "first commit" | git commit-tree 2aabf73883cc35cef05f3c7919274da2aaebf674
cbc41af8ae9347c21299005f40ce998e58ab357e

$ echo "third" | git commit-tree fa197580163fc711a76726db35488f433968699c -p cbc41af8ae9347c21299005f40ce998e58ab357e

7e0792c1e2b634b4721edc6e3ff6f206d18298a2

echo 指定的是本次提交的说明。

上述命令新建了两个 commit 对象，并将第二个 commit 对象的父结点指向第一个对象。

当在第二个 commit 对象处建立分支后，运行 git log 命令，可以发现有两条提交记录。

objects 目录存储所有数据内容；
refs 目录存储指向数据（分支）的提交对象的指针。
1. refs/heads 存储的是当前的是各个分支，每一个文件记录了该分支最后一个提交结点的 sha-1 值。
2. refs/tags 目录下记录的是各个标签。
3. refs/remotes 存储当前仓库配置的远程服务器。其每一个子目录就对应着一个远程仓库 —— 子目录名字就是通过 git remote add <别名> url 中的别名。子目录下的各个文件指的是远程仓库的各个分支。
HEAD 文件指示目前被检出的分支；
index 文件保存暂存区信息。
config 文件保存 --local 的配置信息。例如我们使用 git remote add <别名> url 命令时，会在 config 文件中添加如下信息。其具体信息可参考 remote一节：
```
[remote "demo"]
    url = https://github.com/birdandcliff/gitdemo.git
    fetch = +refs/heads/re:refs/remotes/demo/devlocal
```

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