# Git 物件 Git 是一套內容定址檔案系統。很不錯。不過這是什麼意思呢？ 這種說法的意思是，從內部來看，Git 是簡單的 key-value 資料儲存。它允許插入任意類型的內容，並會回傳一個鍵值，通過該鍵值可以在任何時候再取出該內容。可以通過底層命令 `hash-object` 來示範這點，傳一些資料給該命令，它會將資料保存在 `.git` 目錄並回傳表示這些資料的鍵值。首先初使化一個 Git 倉庫並確認 `objects` 目錄是空的： ``` $ mkdir test $ cd test $ git init Initialized empty Git repository in /tmp/test/.git/ $ find .git/objects .git/objects .git/objects/info .git/objects/pack $ find .git/objects -type f $ ``` Git 初始化了 `objects 目錄`，同時在該目錄下創建了 `pack` 和 `info` 子目錄，但是該目錄下沒有其他常規檔。我們往這個 Git 資料庫裡儲存一些文本： ``` $ echo 'test content' | git hash-object -w --stdin d670460b4b4aece5915caf5c68d12f560a9fe3e4 ``` 參數 `-w` 指示 `hash-object` 命令儲存 (資料) 物件，若不指定這個參數該命令僅僅回傳鍵值。`--stdin` 指定從標準輸入裝置 (stdin) 來讀取內容，若不指定這個參數，`hash-object` 就需要指定一個要儲存的檔案路徑。該命令輸出長度為 40 個字元的校驗和(checksum hash)。這是個 SHA-1 雜湊值──其值為要儲存的資料加上你馬上會瞭解到的一種頭資訊(header)的校驗和。現在可以查看到 Git 已經儲存了資料： ``` $ find .git/objects -type f .git/objects/d6/70460b4b4aece5915caf5c68d12f560a9fe3e4 ``` 可以在 `objects` 目錄下看到一個檔。這便是 Git 儲存資料內容的方式──為每份內容生成一個檔，取得該內容與頭資訊的 SHA-1 校驗和，創建以該校驗和前兩個字元為名稱的子目錄，並以 (校驗和) 剩下 38 個字元為檔命名 (保存至子目錄下)。 通過 `cat-file` 命令可以將資料內容取回。該命令是查看 Git 對象的瑞士軍刀。傳入 `-p` 參數可以讓 `cat-file` 命令輸出資料內容的類型： ``` $ git cat-file -p d670460b4b4aece5915caf5c68d12f560a9fe3e4 test content ``` 可以往 Git 中添加更多內容並取回了。也可以直接添加檔案。比方說可以對一個檔進行簡單的版本控制。首先，創建一個新檔，並把檔案內容儲存到資料庫中： ``` $ echo 'version 1' > test.txt $ git hash-object -w test.txt 83baae61804e65cc73a7201a7252750c76066a30 ``` 接著往該檔中寫入一些新內容並再次保存： ``` $ echo 'version 2' > test.txt $ git hash-object -w test.txt 1f7a7a472abf3dd9643fd615f6da379c4acb3e3a ``` 資料庫中已經將檔案的兩個新版本連同一開始的內容保存下來了： ``` $ find .git/objects -type f .git/objects/1f/7a7a472abf3dd9643fd615f6da379c4acb3e3a .git/objects/83/baae61804e65cc73a7201a7252750c76066a30 .git/objects/d6/70460b4b4aece5915caf5c68d12f560a9fe3e4 ``` 再將檔案修復到第一個版本： ``` $ git cat-file -p 83baae61804e65cc73a7201a7252750c76066a30 > test.txt $ cat test.txt version 1 ``` 或恢復到第二個版本： ``` $ git cat-file -p 1f7a7a472abf3dd9643fd615f6da379c4acb3e3a > test.txt $ cat test.txt version 2 ``` 需要記住的是幾個版本的檔 SHA-1 值可能與實際的值不同，其次，儲存的並不是檔案名而僅僅是檔案內容。這種物件類型稱為 blob 。通過傳遞 SHA-1 值給 `cat-file -t` 命令可以讓 Git 返回任何物件的類型： ``` $ git cat-file -t 1f7a7a472abf3dd9643fd615f6da379c4acb3e3a blob ``` ## Tree 物件 接下去來看 tree 物件，tree 物件可以儲存檔案名，同時也允許將一組檔案儲存在一起。Git 以一種類似 UNIX 檔案系統但更簡單的方式來儲存內容。所有內容以 tree 或 blob 物件儲存，其中 tree 物件對應於 UNIX 中的目錄，blob 物件則大致對應於 inodes 或檔案內容。一個單獨的 tree 物件包含一條或多條 tree 記錄，每一條記錄含有一個指向 blob 或子 tree 物件的 SHA-1 指標，並附有該物件的許可權模式 (mode)、類型和檔案名資訊。以 simplegit 專案為例，最新的 tree 可能是這個樣子： ``` $ git cat-file -p master^{tree} 100644 blob a906cb2a4a904a152e80877d4088654daad0c859 README 100644 blob 8f94139338f9404f26296befa88755fc2598c289 Rakefile 040000 tree 99f1a6d12cb4b6f19c8655fca46c3ecf317074e0 lib ``` `master^{tree}` 表示 `master` 分支上最新提交指向的 tree 物件。請注意 `lib` 子目錄並非一個 blob 物件，而是一個指向別一個 tree 物件的指標： ``` $ git cat-file -p 99f1a6d12cb4b6f19c8655fca46c3ecf317074e0 100644 blob 47c6340d6459e05787f644c2447d2595f5d3a54b simplegit.rb ``` 從概念上來講，Git 保存的資料如圖 9-1 所示。 ![](http://git-scm.com/figures/18333fig0901-tn.png) Figure 9-1. Git 物件模型的簡化版 你可以自己創建 tree 。通常 Git 根據你的暫存區域或 index 來創建並寫入一個 tree 。因此要創建一個 tree 物件的話首先要通過將一些檔暫存從而創建一個 index 。可以使用 plumbing 命令 `update-index` 為一個單獨檔 ── test.txt 檔的第一個版本 ── 創建一個 index。通過該命令人工地將 test.txt 檔的首個版本加入到了一個新的暫存區域中。由於該檔原先並不在暫存區域中 (甚至就連暫存區域也還沒被創建出來呢)，必須傳入 `--add` 參數；由於要添加的檔並不在目前的目錄下而是在資料庫中，必須傳入 `--cacheinfo` 參數。同時指定檔案模式，SHA-1 值和檔案名： ``` $ git update-index --add --cacheinfo 100644 \ 83baae61804e65cc73a7201a7252750c76066a30 test.txt ``` 在本例中，指定了檔案模式為 `100644`，表明這是一個普通檔。其他可用的模式有：`100755` 表示可執行檔，`120000` 表示符號連結(symbolic link)。檔案模式是從一般的 UNIX 檔案模式中參考來的，但是沒有那麼靈活 ── 上述三種模式僅對 Git 中的檔案 (blobs) 有效 (雖然也有其他模式用於目錄和子模組)。 現在可以用 `write-tree` 命令將暫存區域的內容寫到一個 tree 物件了。無需 `-w` 參數 ── 如果目標 tree 不存在，呼叫 `write-tree` 會自動根據 index 狀態創建一個 tree 物件。 ``` $ git write-tree d8329fc1cc938780ffdd9f94e0d364e0ea74f579 $ git cat-file -p d8329fc1cc938780ffdd9f94e0d364e0ea74f579 100644 blob 83baae61804e65cc73a7201a7252750c76066a30 test.txt ``` 可以驗證這確實是一個 tree 物件： ``` $ git cat-file -t d8329fc1cc938780ffdd9f94e0d364e0ea74f579 tree ``` 再根據 test.txt 的第二個版本以及一個新檔創建一個新 tree 物件： ``` $ echo 'new file' > new.txt $ git update-index test.txt $ git update-index --add new.txt ``` 這時暫存區域中包含了 test.txt 的新版本及一個新檔 new\.txt 。創建 (寫) 該 tree 物件 (將暫存區域或 index 狀態寫入到一個 tree 物件)，然後瞧瞧它的樣子： ``` $ git write-tree 0155eb4229851634a0f03eb265b69f5a2d56f341 $ git cat-file -p 0155eb4229851634a0f03eb265b69f5a2d56f341 100644 blob fa49b077972391ad58037050f2a75f74e3671e92 new.txt 100644 blob 1f7a7a472abf3dd9643fd615f6da379c4acb3e3a test.txt ``` 請注意該 tree 物件包含了兩個檔案記錄，且 test.txt 的 SHA 值是早先值的 “第二版” (`1f7a7a`)。來點更有趣的，你將把第一個 tree 物件作為一個子目錄加進該 tree 中。可以用 `read-tree` 命令將 tree 物件讀到暫存區域中去。在這時，通過傳一個 `--prefix` 參數給 `read-tree`，將一個已有的 tree 物件作為一個子 tree 讀到暫存區域中： ``` $ git read-tree --prefix=bak d8329fc1cc938780ffdd9f94e0d364e0ea74f579 $ git write-tree 3c4e9cd789d88d8d89c1073707c3585e41b0e614 $ git cat-file -p 3c4e9cd789d88d8d89c1073707c3585e41b0e614 040000 tree d8329fc1cc938780ffdd9f94e0d364e0ea74f579 bak 100644 blob fa49b077972391ad58037050f2a75f74e3671e92 new.txt 100644 blob 1f7a7a472abf3dd9643fd615f6da379c4acb3e3a test.txt ``` 如果從剛寫入的新 tree 物件創建一個工作目錄，將得到位於工作目錄頂級的兩個檔和一個名為 `bak` 的子目錄，該子目錄包含了 test.txt 檔的第一個版本。可以將 Git 用來包含這些內容的資料想像成如圖 9-2 所示的樣子。 ![](http://git-scm.com/figures/18333fig0902-tn.png) Figure 9-2. 當前 Git 資料的內容結構 ## Commit 物件 你現在有三個 tree 物件，它們指向了你要跟蹤的專案的不同快照，可是先前的問題依然存在：必須記往三個 SHA-1 值以獲得這些快照。你也沒有關於誰、何時以及為何保存了這些快照的資訊。commit 物件為你保存了這些基本資訊。 要創建一個 commit 物件，使用 `commit-tree` 命令，指定一個 tree 的 SHA-1，如果有任何前繼提交物件，也可以指定。從你寫的第一個 tree 開始： ``` $ echo 'first commit' | git commit-tree d8329f fdf4fc3344e67ab068f836878b6c4951e3b15f3d ``` 通過 `cat-file` 查看這個新 commit 物件： ``` $ git cat-file -p fdf4fc3 tree d8329fc1cc938780ffdd9f94e0d364e0ea74f579 author Scott Chacon 1243040974 -0700 committer Scott Chacon 1243040974 -0700 first commit ``` commit 物件格式很簡單：指明了該時間點專案快照的頂層樹物件、作者/提交者資訊 (從 Git 組態設定的 `user.name` 和 `user.email` 中獲得) 以及當前時間戳記、一個空行，以及提交注釋資訊。 接著再寫入另外兩個 commit 物件，每一個都指定其之前的那個 commit 物件： ``` $ echo 'second commit' | git commit-tree 0155eb -p fdf4fc3 cac0cab538b970a37ea1e769cbbde608743bc96d $ echo 'third commit' | git commit-tree 3c4e9c -p cac0cab 1a410efbd13591db07496601ebc7a059dd55cfe9 ``` 每一個 commit 物件都指向了你創建的樹物件快照。出乎意料的是，現在已經有了真實的 Git 歷史了，所以如果執行 `git log` 命令並指定最後那個 commit 物件的 SHA-1 便可以查看歷史： ``` $ git log --stat 1a410e commit 1a410efbd13591db07496601ebc7a059dd55cfe9 Author: Scott Chacon Date: Fri May 22 18:15:24 2009 -0700 third commit bak/test.txt | 1 + 1 files changed, 1 insertions(+), 0 deletions(-) commit cac0cab538b970a37ea1e769cbbde608743bc96d Author: Scott Chacon Date: Fri May 22 18:14:29 2009 -0700 second commit new.txt | 1 + test.txt | 2 +- 2 files changed, 2 insertions(+), 1 deletions(-) commit fdf4fc3344e67ab068f836878b6c4951e3b15f3d Author: Scott Chacon Date: Fri May 22 18:09:34 2009 -0700 first commit test.txt | 1 + 1 files changed, 1 insertions(+), 0 deletions(-) ``` 真棒。你剛剛通過使用低級操作而不是那些普通命令創建了一個 Git 歷史。這基本上就是執行 `git add` 和 `git commit` 命令時 Git 進行的工作 ──保存修改了的檔案的 blob，更新索引，創建 tree 物件，最後創建 commit 物件，這些 commit 物件指向了頂層 tree 物件以及先前的 commit 物件。這三類 Git 物件 ── blob，tree 以及 commit ── 都各自以檔案的方式保存在 `.git/objects` 目錄下。以下所列是目前為止範例目錄的所有物件，每個物件後面的注釋裡標明了它們保存的內容： ``` $ find .git/objects -type f .git/objects/01/55eb4229851634a0f03eb265b69f5a2d56f341 # tree 2 .git/objects/1a/410efbd13591db07496601ebc7a059dd55cfe9 # commit 3 .git/objects/1f/7a7a472abf3dd9643fd615f6da379c4acb3e3a # test.txt v2 .git/objects/3c/4e9cd789d88d8d89c1073707c3585e41b0e614 # tree 3 .git/objects/83/baae61804e65cc73a7201a7252750c76066a30 # test.txt v1 .git/objects/ca/c0cab538b970a37ea1e769cbbde608743bc96d # commit 2 .git/objects/d6/70460b4b4aece5915caf5c68d12f560a9fe3e4 # 'test content' .git/objects/d8/329fc1cc938780ffdd9f94e0d364e0ea74f579 # tree 1 .git/objects/fa/49b077972391ad58037050f2a75f74e3671e92 # new.txt .git/objects/fd/f4fc3344e67ab068f836878b6c4951e3b15f3d # commit 1 ``` 如果你按照以上描述進行了操作，可以得到如圖 9-3 所示的物件圖。 ![](http://git-scm.com/figures/18333fig0903-tn.png) Figure 9-3. Git 目錄下的所有物件 ## 物件儲存 之前我提到當儲存資料內容時，同時會有一個檔頭被儲存起來。我們花些時間來看看 Git 是如何儲存物件的。你將看到如何通過 Ruby 指令碼語言儲存一個 blob 物件 (這裡以字串 “what is up, doc?” 為例) 。使用 `irb` 命令進入 Ruby 互動式模式： ``` $ irb >> content = "what is up, doc?" => "what is up, doc?" ``` Git 以物件類型為起始內容構造一個檔頭，本例中是一個 blob。然後添加一個空格，接著是資料內容的長度，最後是一個空位元組 (null byte)： > > header = "blob #{content.length}\0" => "blob 16\000" Git 將檔頭與原始資料內容拼接起來，並計算拼接後的新內容的 SHA-1 校驗和。可以在 Ruby 中使用 `require` 語句導入 SHA1 digest 程式庫，然後呼叫 `Digest::SHA1.hexdigest()` 方法計算字串的 SHA-1 值： > > store = header + content => "blob 16\000what is up, doc?" require 'digest/sha1' => true sha1 = Digest::SHA1.hexdigest(store) => "bd9dbf5aae1a3862dd1526723246b20206e5fc37" Git 用 zlib 對資料內容進行壓縮，在 Ruby 中可以用 zlib 程式庫來實現。首先需要導入該程式庫，然後用 `Zlib::Deflate.deflate()` 對資料進行壓縮： > > require 'zlib' => true zlib*content = Zlib::Deflate.deflate(store) => "x\234K\312\311OR04c(\317H,Q\310,V(-\320QH\311O\266\a\000*\034\a\235" 最後將用 zlib 壓縮後的內容寫入磁片。需要指定保存物件的路徑 (SHA-1 值的頭兩個字元作為子目錄名稱，剩餘 38 個字元作為檔案名保存至該子目錄中)。在 Ruby 中，如果子目錄不存在可以用 `FileUtils.mkdir_p()` 函數創建它。接著用 `File.open` 方法打開檔案，並用 `write()` 方法將之前壓縮的內容寫入該檔： > > path = '.git/objects/' + sha1\[0,2] + '/' + sha1\[2,38] => ".git/objects/bd/9dbf5aae1a3862dd1526723246b20206e5fc37" require 'fileutils' => true FileUtils.mkdir\_p(File.dirname(path)) => ".git/objects/bd" File.open(path, 'w') { |f| f.write zlib\_content } => 32 這就行了 ── 你已經創建了一個正確的 blob 物件。所有的 Git 物件都以這種方式儲存，惟一的區別是類型不同 ── 除了字串 blob，檔頭起始內容還可以是 commit 或 tree 。不過雖然 blob 幾乎可以是任意內容，commit 和 tree 的資料卻是有固定格式的。 --- # Agent Instructions This documentation is published with GitBook. GitBook is the documentation platform designed so that both humans and AI agents can read, navigate, and reason over technical content effectively. Learn more at gitbook.com. ## Querying This Documentation If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question. Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter: ``` GET https://willh.gitbook.io/gitpro/c52687e3b3140cc96c2e4f12d90a61ec/594b6c3a322b0f7b54fadcf4d92338b9.md?ask= ``` The question should be specific, self-contained, and written in natural language. The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation. Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.