[前端漫談]Git 內部原理 - Git 對象

0x000 導讀

這篇文章是對Git Pro 10.2 Git 內部原理 - Git 對象章節的解讀和轉化，主要介紹兩個東西：1）使用 Git 底層命令完成提交，2）嘗試使用 NodeJS 解析 Git 對象（文章中提供的是 Ruby）。

0x001 初始化

初始化一個本地倉庫：

$ mkdir git-test
$ cd git-test
$ git init
Initialized empty Git repository in ...
複製代碼

查看文件結構：

+ git-test
   + .git
       + branches
       - config
       - description
       - HEAD
       + hooks
       + info
       + objects
           + info
           + pack
       + refs
複製代碼

其餘暫時不關注，只關注objects，此時只有info和pack兩個文件夾，咱們也不關注它，咱們只關注objects下除了info和pack以外的變化。

0x002 hash-object

這個命令用來爲一個文件計算對象 ID 並可能建立一個 blob 文件。這裏有兩層含義：1）計算對象 ID，對象 ID 是什麼呢？2）blob 文件是啥？爲啥是可能？接下來將給出答案。

執行命令：

$ echo 'test content' | git hash-object -w --stdin
d670460b4b4aece5915caf5c68d12f560a9fe3e4
複製代碼

-w指示hash-object存儲數據對象，若是不指定，則返回計算的 objectId。--stdin指示從標準輸入讀取內容，也就是將test content做爲內容計算。

當咱們執行這個這個命令的時候，會返回一個 40 個字符長度的 SHA1 哈希值。d670460b4b4aece5915caf5c68d12f560a9fe3e4，因爲制定了-w，git 會存儲此次的計算，查看objects下的文件：

+ objects
    + d6
        - 70460b4b4aece5915caf5c68d12f560a9fe3e4
複製代碼

會發現，多了一個文件夾d6，而d6中有一個文件70460b4b4aece5915caf5c68d12f560a9fe3e4，這二者拼接起來正好是剛剛生成的objectID。

若是咱們屢次執行這個命令，會發現，這個文件沒有發生變化，由於已經存在，這也就是以前說可能生成的緣由了。

若是咱們改變內容，則會生成一個新的objectID和一個新的blob文件。

0x003 cat-file

咱們已經直到如何存儲文件，那如何讀取呢？可使用cat-file

$ git cat-file -p d670460b4b4aece5915caf5c68d12f560a9fe3e4
test content
複製代碼

0x004 文件存儲和版本恢復

接下來咱們使用文件，而不直接使用內容

$ echo 'version 1' > test.txt
$ git hash-object -w test.txt
83baae61804e65cc73a7201a7252750c76066a30
複製代碼

而後更新這個文件並存儲

$ echo 'version 2' > test.txt
$ git hash-object -w test.txt
1f7a7a472abf3dd9643fd615f6da379c4acb3e3a
複製代碼

此時的objects

+ objects
    + 1f
        - 7a7a472abf3dd9643fd615f6da379c4acb3e3a
    + 83
        - baae61804e65cc73a7201a7252750c76066a30
    + d6
        - 70460b4b4aece5915caf5c68d12f560a9fe3e4
複製代碼

而後吧文件內容恢復到第一個版本

$ git cat-file -p 83baae61804e65cc73a7201a7252750c76066a30 > test.txt
$ cat test.txt
version 1
複製代碼

或者第二個版本

$ git cat-file -p 1f7a7a472abf3dd9643fd615f6da379c4acb3e3a > test.txt
$ cat test.txt
version 2
複製代碼

0x005 樹對象 和 write-tree

將文件加入緩存區

$ git update-index --add --cacheinfo 100644 \
  83baae61804e65cc73a7201a7252750c76066a30 test.txt
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將緩存區內容寫入樹對象

$ git write-tree
d8329fc1cc938780ffdd9f94e0d364e0ea74f579
$ git cat-file -p d8329fc1cc938780ffdd9f94e0d364e0ea74f579
100644 blob 83baae61804e65cc73a7201a7252750c76066a30      test.txt
複製代碼

新建一個新的數對象，包含test.txt的第二個版本和一個新的文件：

$ echo 'new file' > new.txt
$ git update-index --cacheinfo 100644 \
  1f7a7a472abf3dd9643fd615f6da379c4acb3e3a test.txt
$ git update-index --add new.txt
$ git write-tree
0155eb4229851634a0f03eb265b69f5a2d56f341
$ git cat-file -p 0155eb4229851634a0f03eb265b69f5a2d56f341
100644 blob fa49b077972391ad58037050f2a75f74e3671e92      new.txt
100644 blob 1f7a7a472abf3dd9643fd615f6da379c4acb3e3a      test.txt
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0x006 提交 commit 和 commit-tree

有了樹對象以後，就能夠提交該樹對象，生成一個commit

$ echo 'first commit' | git commit-tree d8329f
b51096bf62fa145c0b95ce18dc3020daa1f2556e
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查看這個commit

$ git cat-file -p b51096bf62fa145c0b95ce18dc3020daa1f2556e
tree d8329fc1cc938780ffdd9f94e0d364e0ea74f579
author Scott Chacon <schacon@gmail.com> 1243040974 -0700
committer Scott Chacon <schacon@gmail.com> 1243040974 -0700

first commit
複製代碼

接着提交第二個樹對象，並使用-p指定這個提交的上一個commit

$ echo 'second commit' | git commit-tree 0155eb4229851634a0f03eb265b69f5a2d56f341 -p b51096bf62fa145c0b95ce18dc3020daa1f2556e
bf41fa3700a67914b3b45eefced02fffcdaf4464
複製代碼

使用git log查看記錄

commit bf41fa3700a67914b3b45eefced02fffcdaf4464
Author: lyxxxx <lyxxxx@yeah.net>
Date:   Sun Nov 17 22:14:36 2019 +0800

    second commit

 new.txt  | 1 +
 test.txt | 2 +-
 2 files changed, 2 insertions(+), 1 deletion(-)

commit b51096bf62fa145c0b95ce18dc3020daa1f2556e
Author: lyxxxx <lyxxxx@yeah.net>
Date:   Sun Nov 17 22:07:01 2019 +0800

    first commit

 test.txt | 1 +
 1 file changed, 1 insertion(+)
複製代碼

以上，即是使用底層命令建立 Git 提交歷史的過程，主要涉及 5 個命令：

• hash-object：計算objectID，建立blob文件
• cat-file：讀取生產的object文件
• update-index：更新暫存區文件
• write-tree：將暫存區文件寫入tree文件
• commit-tree：提交tree文件

0x007 object文件類型

object文件類型一共有三種：

• blob：hash-object生成，表示一個文件
• tree：write-tree生成，表示緩存區的文件列表
• commit：commit-tree生成，表示本次提交的文件列表

他們的關係是：

• commit包含一個tree對象
• tree包含多個blob對象和tree對象

0x008 objectID如何生成

接下來使用NodeJS演示如何生成objectID,

假設咱們要存儲的內容是what is up, doc?

const content = 'what is up, doc?'
const type = 'blob'
複製代碼

object對象的存儲的格式是：

const store = `${type} ${content.length}\0${content}`
複製代碼

而後計算sh1 值:

const crypto = require('crypto');

const hash = crypto.createHash('sha1');
hash.update(store);
const objectID = hash.digest('hex');
複製代碼

最後計算的結果是：

bd9dbf5aae1a3862dd1526723246b20206e5fc37
複製代碼

接着是存儲，在存儲的時候，會執行壓縮以後再存儲:

const zlib = require('zlib');

const result = zlib.deflateSync(Buffer.from(store))
複製代碼

而後按照objectID分割存儲到objects文件夾下就好了：

+ objects
    + bd
        - 9dbf5aae1a3862dd1526723246b20206e5fc37
複製代碼

完整源碼：

const zlib = require('zlib');
const fs = require('fs');
const Buffer = require('buffer').Buffer
const crypto = require('crypto');

const type = 'blob'
const content = process.argv[2]

const store = `${type} ${content.length}\0${content}`

const hash = crypto.createHash('sha1');
hash.update(store)
const objectID = hash.digest('hex')
const result = zlib.deflateSync(Buffer.from(store))

const path = '.git/objects'
const [a, b, ...file] = objectID
const dirPath = `${path}/${a}${b}`
const filePath = `${dirPath}/${file.join('')}`
fs.mkdirSync(dirPath)
fs.writeFileSync(filePath)
複製代碼

0x009 資源

• 官方原文
• Git 原理入門- 阮一峯
• 本章源碼：這個項目我繼續維護，慢慢嘗試使用 NodeJS 寫一個 miniGit 出來玩玩。

0x010 帶貨

最近發現一個好玩的庫，做者是個大佬啊--基於 React 的現象級微場景編輯器。