Git
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10.1 Git 内部原理 - 底层命令和高层命令

无论是从之前的章节直接跳到本章,还是读完了其余章节一直到这——你都将在本章见识到 Git 的内部工作原理和实现方式。 我们发现学习这部分内容对于理解 Git 的用途和强大至关重要。不过也有人认为这些内容对于初学者而言可能难以理解且过于复杂。 因此我们把这部分内容放在最后一章,在学习过程中可以先阅读这部分,也可以晚点阅读这部分,这取决于你自己。

无论如何,既然已经读到了这里,就让我们开始吧。 首先要弄明白一点,从根本上来讲 Git 是一个内容寻址(content-addressable)文件系统,并在此之上提供了一个版本控制系统的用户界面。 马上你就会学到这意味着什么。

早期的 Git(主要是 1.5 之前的版本)的用户界面要比现在复杂的多,因为它更侧重于作为一个文件系统,而不是一个打磨过的版本控制系统。 不时会有一些陈词滥调抱怨早期那个晦涩复杂的 Git 用户界面;不过最近几年来,它已经被改进到不输于任何其他版本控制系统地清晰易用了。

内容寻址文件系统层是一套相当酷的东西,所以在本章我们会先讲解这部分内容。随后我们会学习传输机制和版本库管理任务——你迟早会和它们打交道。

底层命令和高层命令

本书旨在讨论如何通过 checkoutbranchremote 等大约 30 个诸如此类动词形式的命令来玩转 Git。 然而,由于 Git 最初是一套面向版本控制系统的工具集,而不是一个完整的、用户友好的版本控制系统,所以它还包含了一部分用于完成底层工作的命令。 这些命令被设计成能以 UNIX 命令行的风格连接在一起,抑或藉由脚本调用,来完成工作。 这部分命令一般被称作“底层(plumbing)”命令,而那些更友好的命令则被称作“高层(porcelain)”命令。

本书前九章专注于探讨高层命令。 然而在本章,我们将主要面对底层命令。 因为,底层命令得以让你窥探 Git 内部的工作机制,也有助于说明 Git 是如何完成工作的,以及它为何如此运作。 多数底层命令并不面向最终用户:它们更适合作为新命令和自定义脚本的组成部分。

当在一个新目录或已有目录执行 git init 时,Git 会创建一个 .git 目录。 这个目录包含了几乎所有 Git 存储和操作的对象。 如若想备份或复制一个版本库,只需把这个目录拷贝至另一处即可。 本章探讨的所有内容,均位于这个目录内。 该目录的结构如下所示:

$ ls -F1
HEAD
config*
description
hooks/
info/
objects/
refs/

该目录下可能还会包含其他文件,不过对于一个全新的 git init 版本库,这将是你看到的默认结构。 description 文件仅供 GitWeb 程序使用,我们无需关心。 config 文件包含项目特有的配置选项。 info 目录包含一个全局性排除(global exclude)文件,用以放置那些不希望被记录在 .gitignore 文件中的忽略模式(ignored patterns)。 hooks 目录包含客户端或服务端的钩子脚本(hook scripts),在 Git 钩子 中这部分话题已被详细探讨过。

剩下的四个条目很重要:HEAD 文件、(尚待创建的)index 文件,和 objects 目录、refs 目录。 这些条目是 Git 的核心组成部分。 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;HEAD 文件指示目前被检出的分支;index 文件保存暂存区信息。 我们将详细地逐一检视这四部分,以期理解 Git 是如何运转的。