Git 工作原理
Git 是最先進(jìn)的開源分布式版本控制系統(tǒng)，最初由 Linus 為解決 Linux 的代碼管理而發(fā)明。版本控制系統(tǒng)（Version Control System， VCS）有很多實現(xiàn)，比如早期的 CVS，主要用于控制、協(xié)調(diào)文件的一致性。目前使用最多的主要是 SVN 和 Git。
SVN vs Git
SVN 是 subversion 的縮寫，使用一個中央版本庫來進(jìn)行集中控制并記錄文件變更歷史，支持多個分支并行開發(fā)，采用了客服端/服務(wù)器模式，文件的各個版本、分支都儲存在服務(wù)器上。SVN 采用的是 Copy-Modify-Merge（拷貝-修改-合并）模式對文件進(jìn)行管理。
在 Copy-Modify-Merge 模式下，當(dāng)用戶想修改文件時，先將服務(wù)器文件 update 到本地，然后在本地對副本進(jìn)行修改，修改完成后，再將副本 commit 到服務(wù)器。如果 commit 前其他用戶修改了文件，則文件版本號發(fā)生沖突，需要先 update 到本地進(jìn)行合并，才能繼續(xù) commit。
與 SVN 不同，Git 是分布式版本管理系統(tǒng)。從 Git 服務(wù)器 clone 文件到本地，成為本地倉庫，包含了全部文件和變更記錄，與之相對的服務(wù)器倉庫被稱為遠(yuǎn)程倉庫。當(dāng)用戶想修改文件時，直接對本地副本進(jìn)行修改，修改完成后把改動 commit 到本地倉庫，需要同步時再 push 改動到遠(yuǎn)程倉庫。由于使用本地倉庫，Git 減少了很多網(wǎng)絡(luò)開銷，使得性能比 SVN 有極大的提升，即使在斷網(wǎng)情況下也能繼續(xù)工作。
大多數(shù) VCS 應(yīng)用是基于增量的版本控制，即存儲了文件信息和對每個文件所做的更改。而 Git 是基于快照的版本控制，在每個版本都記下文件的快照，并存儲對快照的引用。為了提高效率，如果文件沒有更改，Git 不會再次存儲該文件，而只是指向它已經(jīng)存儲的先前相同文件的鏈接。因此，本質(zhì)上，Git 是一套內(nèi)容尋址（content-addressable）文件系統(tǒng)。
Git 倉庫
Git 中的文件和操作都以 Git 對象來保存。Git對象分為 BLOB、tree 和 commit 三種類型，BLOB對象可以存儲幾乎所有的文件類型，tree對象是用來組織BLOB對象的一種數(shù)據(jù)類型，commit對象表示每一次的提交操作。commit對象存儲了對tree對象的引用，tree對象存儲了對BLOB對象的引用。進(jìn)行版本控制所需要的所有數(shù)據(jù)都在 .git 文件夾中，如圖所示。
.git 文件夾核心文件包括：config文件、objects文件夾、HEAD文件、index文件以及refs文件夾。
config文件：主要記錄針對該項目的一些配置信息，例如是否以bare方式初始化、remote的信息等；
objects文件夾：主要包含git對象，保存在以其sha-1值的前兩位為子文件夾、后38位為文件名的文件中。為了節(jié)省磁盤空間，會定期對Git對象進(jìn)行壓縮和打包，并存儲在pack文件夾中，相關(guān)的查找信息存儲在info文件夾中；
refs文件夾：存儲指向分支的 commit 對象的指針。其中heads文件夾存儲本地每一個分支最近一次commit的sha-1值，每個分支一個文件；remotes文件夾記錄最后一次推送到遠(yuǎn)程倉庫的每個分支的值；
HEAD文件：存儲當(dāng)前分支在 refs 中的信息，如ref: refs/heads/master；
index文件：存儲暫存區(qū)域（staging area）的信息，內(nèi)容包括文件的時間戳、文件名、sha-1值等；
Git 文件狀態(tài)
Git 的文件有已提交（committed）、已修改（modified） 和已暫存（staged）三種狀態(tài)。
已修改表示修改了文件，但還沒保存到倉庫中；
已暫存表示對一個已修改文件的當(dāng)前版本做了標(biāo)記，使之包含在下次提交的快照中；
已提交表示數(shù)據(jù)已經(jīng)安全地保存在本地倉庫中；
與之對應(yīng)，Git 中還有工作區(qū)（Working Directory）和暫存區(qū)（Staging Area）。工作區(qū)存放從倉庫 checkout 出來的文件，用戶可以進(jìn)行修改。下次將要 commit 的文件信息存儲在暫存區(qū)。commit 操作實際上是從暫存區(qū) commit 到本地倉庫中。
Git 命令
在 Git 中，包括 porcelain 命令（高層命令）和 plumbing 命令（底層命令）兩種類型。按照最初的設(shè)計，Git 是一個工具集，底層命令用于以 UNIX 風(fēng)格使用或由腳本調(diào)用。高層命令用于方便用戶進(jìn)行操作。我們平時使用的都是高層命令，內(nèi)部實際上封裝了底層命令的調(diào)用。
Git 的常用命令如圖所示。首次從遠(yuǎn)程倉庫創(chuàng)建本地倉庫使用 clone 命令；使用 checkout 命令從本地倉庫切換分支到工作區(qū)；增加文件后，使用 add 命令提交變更到暫存區(qū)；修改完成后，使用 commit 命令提交變更到本地倉庫；需要同步時，使用 push 命令推送變更到遠(yuǎn)程倉庫；遠(yuǎn)程倉庫變化后，使用 pull 命令拉取變更到工作區(qū)。以上這些命令都是高層命令。
當(dāng)我們執(zhí)行 git add 高層命令時，內(nèi)部實際上封裝了 git hash-object 和 git update-index 兩個底層命令。其中 git hash-object 將需要暫存的文件進(jìn)行 key-value 轉(zhuǎn)化生成 git 對象，存儲到 objects 文件夾中，獲取了這些文件的 key，git update-index 命令把這些文件存儲到暫存區(qū)。
當(dāng)我們執(zhí)行 git commit 高層命令時，內(nèi)部實際上封裝了 git commit-tree key –p key2 底層命令。該命令創(chuàng)建 commit 對象，并掛載到前繼對象之后。
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