Git 思想和工做原理

從根本上來說，Git是一個內容尋址文件系統，並在此之上提供了一個版本控制系統的用戶界面，它是一個很是強大且易用的工具，理解Git的工做原理，可以幫助咱們更容易學習和使用Git。

本文不會像書籍裏那樣，一條條討論checkout、branch、remote等諸如此類動詞形式的高層命令和底層命令，本文主要從宏觀方向傳達Git的思想和工做原理，可以使初學者更加理解，更利於學習。

git

直接記錄快照，而非差別比較

Git 和其餘版本控制系統的主要差異在於，Git 只關心文件數據的總體是否發生變化，而大多數其餘系統則只關心文件內容的具體差別。這類系統（CVS，Subversion，Perforce，Bazaar 等等）每次記錄有哪些文件做了更新，以及都更新了哪些行的什麼內容：

其餘系統在每一個版本中記錄着各個文化的具體差別

Git 並不保存這些先後變化的差別數據。實際上，Git 更像是把變化的文件做快照後，記錄在一個微型的文件系統中。每次提交更新時，它會縱覽一遍全部文件的指紋信息並對文件做一快照，而後保存一個指向此次快照的索引。爲提升性能，若文件沒有變化，Git 不會再次保存，而只對上次保存的快照做一連接。Git 的工做方式就以下圖所示。

Git保存每次更新時的文件快照

這是 Git 同其餘系統的重要區別。它徹底顛覆了傳統版本控制的套路，並對各個環節的實現方式做了新的設計。Git 更像是個小型的文件系統，但它同時還提供了許多以此爲基礎的超強工具，而不僅是一個簡單的 VCS。

工做區和暫存區

Git 和其餘版本控制系統的一個不一樣之處就是有暫存區的概念。

工做區(Working Directory)

在電腦中能看到的目錄，好比我創建的gittest就是一個工做區

工做區

版本庫(Repository)

工做區中的隱藏目錄.git，就是Git的版本庫。

工做區和版本庫

Git的版本庫裏存了不少東西，其中最重要的就是稱爲stage（或者叫index）的暫存區，還有Git爲咱們自動建立的第一個分支master，以及指向master的一個指針叫HEAD。

回憶在我上一篇博客中提到的將文件添加到版本庫的流程圖：

將文件添加到版本庫

經過以上兩幅圖不難看出，須要提交的文件通過add後先都放到暫存區index(或者叫stage)中，而後通過commit指令，一次性提交暫存區的全部修改到head。一旦提交後，暫存區清空，同時若對工做區沒有作任何修改，那麼工做區就是乾淨的(working directory clean)

文件的三種狀態

對任何一個文件，在Git內都有三種狀態：

• 已提交(committed)：表示該文件已經被安全的保存在本地數據庫中了
• 已修改(modified)：表示修改了某個文件，但尚未提交保存
• 已暫存(staged)：表示把已修改的文件放在下次提交時要保存的清單中

文件流轉圖

所謂的暫存區域只不過是個簡單的文件，通常都放在 Git 目錄中。有時候人們會把這個文件叫作索引文件，不過標準說法仍是叫暫存區域。

咱們能夠從文件所處的位置來判斷狀態：

• Git 目錄中保存着的特定版本文件----->已提交狀態
• 做了修改並已放入暫存區域----->已暫存狀態
• 自上次取出後，做了修改但尚未放到暫存區域----->已修改狀態

重要的 .git 目錄

當一個新目錄或已有目錄執行git init時，Git會建立一個.git目錄。這個目錄包含了幾乎全部Git存儲和操做的對象。若想備份或複製一個版本庫，只需把這個目錄拷貝至另外一處便可。對於一個全新的版本庫，該目錄結構以下所示：

目錄結構圖

• description文件：僅供GitWeb程序使用
• config文件：包含項目特有的配置選項
• info目錄：包含一個全局性排除(global exclude)文件，用以放置那些不但願被記錄在 .gitignore文件中的忽略模式(ignored patterns)
• hooks目錄：包含客戶端或服務端的鉤子腳本(hook scripts)
• HEAD文件：指示目前被檢出的分支
• index文件：保存暫存區信息
• objects目錄：存儲全部數據內容
• refs 目錄：存儲指向數據（分支）的提交對象的指針

關於Git底層命令和高層命令的原理討論，很大一部分都在這個目錄中，要想了解具體的原理，能夠看這本書，這裏僅僅列出了每部分的功能，有個大致瞭解。

基本的 Git 工做流程

1. 在工做目錄中修改某些文件。
2. 對修改後的文件進行快照，而後保存到暫存區域。
3. 提交更新，將保存在暫存區域的文件快照永久轉儲到 Git 目錄中。

分析 Git 命令

有了上述介紹，咱們能夠對 Git 的命令有更深的理解，這裏以將文件添加到代碼庫爲例進行分析：咱們都知道須要兩步，第一步add，第二步commit，但爲何要分兩步呢？每一步都作了什麼呢？

 

（1）git commit -a：至關於運行 git add 把全部當前目錄下的文件加入暫存區域再運行 git commit
（2）git commit <file_name>：進行一次包含最後一次提交加上工做目錄中文件快照的提交，而且文件被添加到暫存區域
（3）git checkout HEAD -- <file_name>：回滾到複製最後一次提交

做者：sunnyaxin連接：http://www.jianshu.com/p/619122f8747b來源：簡書著做權歸做者全部。商業轉載請聯繫做者得到受權，非商業轉載請註明出處。