Git 内部：它是如何工作的以及 .git 文件夹的作用

Source: Dev.to

引言

对许多开发者来说，Git 像是一段神奇的咒语。我们输入 git add .，随后 git commit -m "fixed stuff"，推送到远程服务器，并祈祷一切顺利。它运行时，简直太棒；一旦出错，就像在蒙着眼睛拆弹一样令人焦虑。

了解表面之下的工作原理可以把盲目的记忆转化为真正的掌握。Git 不仅仅是一堆命令；它是一个精心设计的信息管理系统。通过剥开层层包装，我们可以构建出 Git 实际“思考”方式的心智模型。

.git 文件夹

仓库的隐藏核心是 .git 文件夹。它通常在文件资源管理器中被隐藏，因为手动更改可能会损坏仓库。

• 工作目录 – .git 之外的所有内容；你编辑文件的沙盒。
• .git 文件夹 – 存储每个文件的每个版本、完整提交历史以及所有分支的数据库。

重要提示： 删除 .git 文件夹会抹掉整个项目历史，只留下磁盘上当前可见的文件。

关键子目录和文件

Git 的工作方式类似键值存储。键是由内容生成的 40 位 SHA‑1 哈希。内容的任何改动都会产生完全不同的哈希，从而保证数据完整性。

Git 的数据模型

对象类型

Git 在 objects/ 中存储三种主要对象：

Blob

• 包含文件的原始内容。
• 不存储文件名或其位置。
• 不同文件中相同的内容会对应同一个共享的 Blob。

Tree

• 表示一个目录。
• 包含指向 Blob（文件）和其他 Tree（子目录）的条目，以及它们的文件名。

Commit

• 将所有内容组合成一次快照。
• 包含：
  • 指向顶层 Tree 的指针（当时项目根目录的快照）。
  • 元数据：作者、时间戳和提交信息。
  • 指向父 Commit 的指针（前一次快照）。

理解这些对象有助于阐明 暂存区（也称 Index）的作用。

暂存区（Index）

Index 记录哪些 Blob 应该被包含在下一个快照中。

添加文件 (git add)

git add style.css

运行 git add 时：

1. Git 将文件内容压缩为一个 Blob。
2. 计算该 Blob 的 SHA‑1 哈希并将 Blob 存入 .git/objects/。
3. 更新 Index，使 style.css 映射到该 Blob 哈希，表明该文件应成为下次提交的一部分。

创建提交 (git commit)

git commit -m "Added Styles"

运行 git commit 时：

1. Git 创建一个 Tree 对象，反映当前目录结构，使用 Index 中记录的 Blob 哈希。
2. 创建一个 Commit 对象，指向该 Tree 并指向前一个 Commit。
3. 将当前分支引用（例如 refs/heads/main）移动到新的 Commit 哈希。

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通过将工作目录 → Blob → Tree → Commit 的流程可视化，你可以清晰地看到 Git 如何记录历史，以及为什么 git add 与 git commit 会表现出如此行为。