探究Git基本原理（下）

加深理解 commit 提交

執(zhí)行完成了 git commit 命令，究竟做了什么呢？

當(dāng)我們?cè)俅螌?duì) file2.txt 文件的內(nèi)容進(jìn)行變更、添加以及提交之后，發(fā)現(xiàn)在提交的時(shí)候，查看的 commit 對(duì)象的內(nèi)容時(shí)，其包含有父節(jié)點(diǎn)的 commit 信息。而對(duì)于理解的話，可以看看下面的這個(gè)提交流程圖。

# 左邊執(zhí)行
$ echo "file2.txt" > file2.txt
$ git status
$ git add file2.txt
$ git ls-files -s
$ git cat-file -p 0ac9638
$ git commit -m "2nd commit"
$ git cat-file -p bab53ff
$ git cat-file -p 2f07720

# 右邊執(zhí)行
$ watch -n 1 -d tree .git

在 Git 中空文件夾是不算在追蹤范圍內(nèi)的，而且添加文件夾并不會(huì)增加 object 對(duì)象。當(dāng)我們查看 index 內(nèi)容的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)文件名稱是包含相對(duì)路徑的。

而當(dāng)我們通過 commit 命令提交之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)生成了三個(gè) object 對(duì)象，因?yàn)?commit 操作不會(huì)生成 blob 對(duì)象，所以分別是一個(gè) commit 對(duì)象和兩個(gè) tree 對(duì)象。可以發(fā)現(xiàn)，tree 對(duì)象里面有包含了一個(gè)目錄的 tree，其里面包含對(duì)象文件內(nèi)容。

下圖所示的文件狀態(tài)，可以體會(huì)到 Git 中版本的概念。即 commit 對(duì)象指向一個(gè)該版本中的文件目錄樹的根（tree），然后 tree 在指向 blob 對(duì)象（文件）和 tree 對(duì)象（目錄），這樣就可以無限的往復(fù)下去形成一個(gè)完整的版本。

# 左邊執(zhí)行
$ mkdir floder1
$ echo "file3" > floder1/file3.txt
$ git add floder1
$ git ls-files -s
$ git commit -m "3rd commit"
$ git cat-file -p 1711e01
$ git cat-file -p 9ab67f8

# 右邊執(zhí)行
$ watch -n 1 -d tree .git

文件的生命周期狀態(tài)

總結(jié)一下，Git 里面的文件狀態(tài)和如何切換。

現(xiàn)在，我們已經(jīng)基本理解了文件如何在工作區(qū)、暫存區(qū)以及代碼倉庫之間進(jìn)行狀態(tài)的跟蹤和同步。在 Git 的操作中，文件的可能狀態(tài)有哪些，以及如何進(jìn)行狀態(tài)切換的，我們這里一起總結(jié)一下！

Branch 和 HEAD 的意義

執(zhí)行完成了 git branch 命令，究竟做了什么呢？

到底什么是分支？分支切換又是怎么一回事？我們通過查看 Git 的官方文檔，就可以得到，分支就是一個(gè)有名字的（master/dev）指向 commit 對(duì)象的一個(gè)指針。

我們?cè)诔跏蓟瘋}庫的時(shí)候，提供會(huì)默認(rèn)給我們分配一個(gè)叫做 master 的分支（在最新的版本默認(rèn)倉庫已經(jīng)變更為 main 了），而 master 分支就是指向最新的一次提交。為什么需要給分支起名字呢？就是為了方便我們使用和記憶，可以簡(jiǎn)單理解為 alias 命令的意義一致。

有了上述基礎(chǔ)，我們就需要考慮下，分支到底是如何實(shí)現(xiàn)和工作的。要實(shí)現(xiàn)一個(gè)分支，我們最基本需要解決兩個(gè)問題，第一個(gè)就是需要存儲(chǔ)每一個(gè)分支指向的 commit，第二個(gè)問題就是在切換分支的時(shí)候幫助我們標(biāo)識(shí)當(dāng)前分支。

在 Git 中，它有一個(gè)非常特殊的 HEAD 文件。而 HEAD 文件是一個(gè)指針，其有一個(gè)特性就是總會(huì)指向當(dāng)前分支的最新的一個(gè) commit 對(duì)象。而這個(gè) HEAD 文件正好，解決了我們上面提出的兩個(gè)問題。

當(dāng)我們從 master 切換分支到 dev 的時(shí)候，HEAD 文件也會(huì)隨即切換，即指向 dev 這個(gè)指針。設(shè)計(jì)就是這么美麗，不愧是鬼才，好腦袋。

# 左邊執(zhí)行
$ cat .git/HEAD
$ cat .git/refs/heads/master
$ git cat-file -t 1711e01

# 右邊執(zhí)行
$ glo = git log

分支操作的背后邏輯

執(zhí)行完成了 git branch 命令，究竟做了什么呢？

這里我們可以看到分支切換之后，HEAD 指向發(fā)生變動(dòng)了。

# 左邊執(zhí)行
$ git branch
$ git branch dev
$ ll .git/refs/heads
$ cat .git/refs/heads/master
$ cat .git/refs/heads/dev
$ cat .git/HEAD
$ git checkout dev
$ cat .git/HEAD

# 右邊執(zhí)行
$ glo = git log

這里需要注意的是，即使我們刪除了分支，但是該分支上一些特有的對(duì)象并不會(huì)被刪除的。這些對(duì)象其實(shí)就是我們俗稱的垃圾對(duì)象，還有我們多次使用 add 命令所產(chǎn)生的也有垃圾對(duì)象，而這些垃圾對(duì)象怎么清除和回收呢？后續(xù)，我們會(huì)涉及到的。

# 左邊執(zhí)行
$ echo "dev" > dev.txt
$ git add dev.txt
$ git commit -m "1st commit from dev branch"
$ git checkout master
$ git branch -d dev
$ git branch -D dev
$ git cat-file -t 861832c
$ git cat-file -p 861832c
$ git cat-file -p 680f6e9
$ git cat-file -p 38f8e88

# 右邊執(zhí)行
$ glo = git log

checkout 和 commit 操作

我們一起聊一聊，checkout 和 commit 的操作！

我們執(zhí)行 checkout 命令的時(shí)候，其不光可以切換分支，而且可以切換到指定的 commit 上面，即 HEAD 文件會(huì)指向某個(gè) commit 對(duì)象。在 Git 里面，將 HEAD 文件沒有指向 master 的這個(gè)現(xiàn)象稱之為 detached HEAD。

這里不管 HEAD 文件指向的是分支名稱也好，是 commit 對(duì)象也罷，其實(shí)本質(zhì)都是一樣的，因?yàn)榉种Q也是指向某個(gè) commit 對(duì)象的。

# 左邊執(zhí)行
$ git checkout 6e4a700
$ git log

# 右邊執(zhí)行
$ glo = git log

當(dāng)我們切換到指定的 commit 的時(shí)候，如果需要在對(duì)應(yīng)的 commit 上繼續(xù)修改代碼提交的話，可以使用上述圖片中提及的 swtich 命令創(chuàng)建新分支，再進(jìn)行提交。但是，通常我們都不會(huì)著玩，都會(huì)使用 checkout 命令來創(chuàng)建新分支的。

$ git checkout -b tmp
$ git log

即使可以這樣操作，我們也很少使用。還記得我們上一章節(jié)創(chuàng)建的 dev 分支嗎？我們創(chuàng)建了該分支并有了一個(gè)新的提交，但是沒有合并到 master 分支就直接刪除了?，F(xiàn)在再使用 log 命令查看的話，是看不到了。

實(shí)際，真的看不到了嗎？大家要記住，在 Git 里面任何的操作，比如分支的刪除。它只是刪除了指向某個(gè)特定 commit 的指針引用而已，而那個(gè) commit 本身并不會(huì)被刪除，即 dev 分支的那個(gè) commit 提交還是在的。

那我們?cè)趺凑业竭@個(gè) commit 呢？找到之后，我們就可以在上面繼續(xù)工作，或者找到之前的文件數(shù)據(jù)等。

第一種方法：

• [費(fèi)勁不太好，下下策]
• 在 objects 目錄下面，自己一個(gè)一個(gè)看，然后切換過去。

第二種方法：

• [推薦的操作方式]
• 使用 Git 提供的 git reflog 專用命令來查找。
• 該命令的作用就是用于將我們之前的所有操作都記錄下來。

# 左邊執(zhí)行
$ git reflog
$ git checkout 9fb7a14
$ git checkout -b dev

# 右邊執(zhí)行
$ glo = git log

聊聊 diff 的執(zhí)行邏輯

當(dāng)我們執(zhí)行 diff 命令之后，Git 的邏輯它們是怎么對(duì)比出來的呢？

就在本節(jié)中中，我們使用上節(jié)的倉庫，修改文件內(nèi)容之后，看看 diff 命令都輸出了哪些內(nèi)容呢？我們這里一起來看看，研究研究！

$ echo "hello" > file1.txt
$ git diff
$ git cat-file -p 42d9955
$ git cat-file -p ce01362

# 下述命令原理也是一樣的
$ git diff --cached
$ git diff HEAD

Git 如何添加遠(yuǎn)程倉庫

如何將我們本地的倉庫和遠(yuǎn)程服務(wù)器上面的倉庫關(guān)聯(lián)起來呢？

初始化倉庫

$ git init
$ git add README.md
$ git commit -m "first commit"

關(guān)聯(lián)遠(yuǎn)程倉庫

當(dāng)我們使用上述命令來關(guān)聯(lián)遠(yuǎn)程服務(wù)器倉庫的時(shí)候，我們本地 .git 目錄也是會(huì)發(fā)生改變的。通過命令查看 .git/config 文件的話，可以看到配置文件中出現(xiàn)了 [remote] 字段。

# 關(guān)聯(lián)遠(yuǎn)程倉庫
$ git remote add origin git@github.com:escapelife/git-demo.git

? cat .git/config
[core]
repositoryformatversion = 0
filemode = true
bare = false
logallrefupdates = true
ignorecase = true
precomposeunicode = true

[remote "origin"]
url = git@github.com:escapelife/git-demo.git
fetch = +refs/heads/*:refs/remotes/origin/*

推送本地分支

當(dāng)我們執(zhí)行如下命令，將本地 master 分支推送到遠(yuǎn)程 origin 倉庫的 master 分支。之后，我們登陸 GitHub 就可以看到推送的文件及目錄內(nèi)容了。

推送分支內(nèi)容的時(shí)候，會(huì)列舉推送的 objects 數(shù)量，并將其內(nèi)容進(jìn)行壓縮，之后推送到我們遠(yuǎn)程的 GitHub 倉庫，并且創(chuàng)建了一個(gè)遠(yuǎn)程的 master 分支（origin 倉庫）。

# 推送本地分支
$ git push -u origin master

推送之后，我們可以發(fā)現(xiàn)，本地的 .git 生成了一些文件和目錄，它們都是什么呢？如下所示，會(huì)新增四個(gè)目錄和兩個(gè)文件，皆為遠(yuǎn)程倉庫的信息。當(dāng)我們通過命令查看 master 這個(gè)文件的內(nèi)容時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)其也是一個(gè) commit 對(duì)象。此時(shí)與我們本地 master 分支所指向的一致。而其用于表示遠(yuǎn)程倉庫的當(dāng)前版本，用于和本地進(jìn)行區(qū)別和校對(duì)的。

? tree .git
├── logs
│ ├── HEAD
│ └── refs
│ ├── heads
│ │ ├── dev
│ │ ├── master
│ │ └── tmp
│ └── remotes # 新增目錄
│ └── origin # 新增目錄
│ └── master # 新增文件
└── refs
├── heads
│ ├── dev
│ ├── master
│ └── tmp
├── remotes # 新增目錄
│ └── origin # 新增目錄
│ └── master # 新增文件
└── tags

遠(yuǎn)程倉庫存儲(chǔ)代碼

使用 GitLab 來了解遠(yuǎn)程倉庫的服務(wù)器到底是如何存儲(chǔ)，我們的代碼的！

當(dāng)我們編寫完代碼之后，將其提交到對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)程服務(wù)器上面，其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和我們地址是一模一樣的。如果我們仔細(xì)想想的話，不一樣的話才見怪了。

Git 本來就是代碼的分發(fā)平臺(tái)，無中心節(jié)點(diǎn)，即每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是主節(jié)點(diǎn)，所以其存儲(chǔ)的目錄結(jié)構(gòu)都是一直的。這樣，不管哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容發(fā)生丟失或缺失的話，我們都可以通過其他節(jié)點(diǎn)來找到。而 Git 服務(wù)器就是一個(gè)可以幫助我們，實(shí)時(shí)都可以找到的節(jié)點(diǎn)而已。