Cao Yi
第五章 Git Repository 的目录结构
上一章通过 git init 在本地创建了一个 git repo, 并初步体验了版本管理的概念。本章将简单说明 git 的数据是如何存放的。
Git 管理文件分为三个区域：
- Working Directory: 又称 Workspace, 工作区，git 仓库管理的文档都在这里，人类用户直接接触的区域
- Staging Area: 又称 Stage/Index, stage, index, cache 等，暂存区，文档改动在入库之前存放的区域
- Local Repository: 仓库区，或本地 repo, git 仓库内部区域
下面举一个具体的例子，打开本地仓库下的 .git 目录，可以看到如下目录：
test_repo
├─.git
│ ├─hooks
│ ├─info
│ ├─logs
│ │ └─refs
│ │ └─heads
│ ├─objects
│ │ ├─02
│ │ ├─9a
│ │ ├─ac
│ │ ├─c7
│ │ ├─cd
│ │ ├─e8
│ │ ├─info
│ │ └─pack
│ └─refs
│ ├─heads
│ └─tags
└─helloworld.txt
在这个树形目录里：
.git- Local Repository, 本地仓库
- Staging Area, 缓存区
- 其他所有文件：Working Directory
很多时候，我们把目录 test_repo 就叫一个 git 仓库，但当我们需要细分时，.git 目录才叫仓库，其余的叫「工作区(Working Directory)」。Working Directory 是整个可视目录，相当于排除 .git 的所有文件和文件夹。如果需要进一步区分，.git 中还可以拆成「仓库(Repository)」和「缓存区(Staging Area)」。「仓库」具体指什么，需要结合上下文语境去理解。我们平常所谓的代码入库，是指把变化提交 (commit) 到本地 repo 里，是指放到 .git 目录中最狭义的那个仓库里。改动的文件，如果还没执行 add 操作，就都在 Working Direcory 中，但如果执行了 add 操作，则进入 Staging Area 中，再执行 commit，就入库了。这些操作和本文开头的图是一致的。
git init
git init 干了什么？它只干了一件事，就是在工作目录里创建 .git 子目录，并在 .git 里生成一大堆文件。
.git 就是仓库(repository, repo)，它里边的文件都是 git 通过软件生成的，它记录了所有当前目录的所有版本信息，用户应避免直接修改 .git 里的内容。
这些目录的用途，我们会在进阶篇里描述，初学者知道这是 git repo 的系统目录不能手工修改即可，可以先不用了解具体细节。
进阶篇
进阶篇的内容在对 git 有一定使用经验后阅读更佳，初学者可以跳过。
前面基础部分是一个没有和远程库建立连接的例子，这里再举一个和远程库有连接的例子：
.git
├─hooks
├─info
├─logs
│ └─refs
│ ├─heads
│ └─remotes
│ └─origin
├─objects
│ ├─03
│ ├─..
│ ├─8b
│ ├─...
│ ├─info
│ └─pack
└─refs
├─heads
├─remotes
│ └─origin
└─tags
可见比前面基础部分的例子，多了一些 remotes 相关的目录。
为了方便实验验证，这里使用本教程所用的 repo: https://github.com/iridiumcao/iridiumcao.github.io，可以 clone 这个 repo 继续下面的实验。
目录树的文本已上传，可以在这里下载 tree.txt，截取这个文件的片段如下：
.git // repo 总目录
│ COMMIT_EDITMSG
│ config // 配置文件，可以手工修改，但不建议。建议使用 git config 指令来配置各种属性
│ description // ignore it
│ FETCH_HEAD
│ HEAD
│ index
│ ORIG_HEAD
│ packed-refs
│
├─hooks // 各种各样的 hook, 用以精细控制 git 行为，比如对 commit's comment 做检查等，用的时候把文件名的后缀名去掉，并写上自己的脚本即可
│ applypatch-msg.sample
│ commit-msg.sample
│ ... // (ignore some)
│
├─info
│ exclude
│ refs
│
├─logs
│ │ HEAD
│ │
│ └─refs
│ │ stash
│ │
│ ├─heads
│ │ git-tutorial
│ │ master
│ │
│ └─remotes
│ └─origin
│ git-tutorial
│ HEAD
│ master
│
├─objects // 每次提交的内容，git 会打包成一个一个块(block)，通过 hash tree 将它们串起来。注意，一次提交可能生成多个块。
│ ├─03
│ │ 36a86bf41227b99a5b0ff536e3d2eb9bb27c77
│ │ c8ebdc379d8ee891fa71e4f8f278d88b76df91
│ │
│ ├─... // (ignore many)
│ │
│ ├─8b
│ │ 722e84228b2cb2cc903c671252d8458632ff0d
│ │ a3e3236accfc651ad07957ac186a724f11324a
│ │
│ ├─... // (ignore many)
│ │
│ ├─info
│ │ commit-graph
│ │ packs
│ │
│ └─pack
│ pack-85a82d35e06ea1e2e621d225a640bf3d92bc1f29.idx
│ pack-85a82d35e06ea1e2e621d225a640bf3d92bc1f29.pack
│
└─refs
│ stash
│
├─heads // branch 的信息，记录本地库中各个 branch 的 hash
│ git-tutorial // branch git-tutorial 的 hash
│ master
│
├─remotes // 远程 repo 的集合
│ └─origin // 远程库 origin 的 repo
│ git-tutorial // 记录远程 branch git-tutorial 的 hash
│ HEAD
│ master
│
└─tags // tag 的信息，记录本地库中各个 tag 的 hash，当前 repo 没有打 tag，所以目录时空的。
本教程的第一个 commit 的元信息如图所示：
它的 commit hash 是 8ba3e3236accfc651ad07957ac186a724f11324a
对应的文件就是 .git/objects/8b/a3e3236accfc651ad07957ac186a724f11324a
objects 目录里存放了全部的改动信息，为了避免同一个目录文件太多，它把 commit hash 的前两位字符用来创建一个文件夹，这样就能将大量 commit 分散到不同的文件夹中。
如果想要复现上面的实验，可以先找一个 commit，记下它的 hash，然后去 .git/objects 目录里查找对应的文件，下面是一个示例：
1. 取 commit hash
通过 git log 找到任意一个 commit，记下它的 hash.
前面的截图所示的 commit 是本章用到的仓库的第一个 commit，我们这里取它的 hash 8ba3e3236accfc651ad07957ac186a724f11324a 来用，你也可以取其他的 commit.
这个 commit 的元信息如下：
$ git cat-file -p 8ba3e3236accfc651ad07957ac186a724f11324a
tree 0441ae470a6225462a16a0f1b8f15d7c38cdd9d5
parent 38501b46228d68991273965cc7447698cba33c81
author Cao Yi <iridiumcao@gmail.com> 1701778161 +0800
committer Cao Yi <iridiumcao@gmail.com> 1701778161 +0800
git's born
(git-cat-file - Provide content or type and size information for repository objects)
2. 查找对应的文件
每一个 commit 在 .git/objects 目录里都能找到对应的文件。
这个文件所在的目录是 .git/objects/{commit hash 的前两位}，文件名是 commit hash 截去前两位剩下的字串。
前面已提到过 8ba3e3236accfc651ad07957ac186a724f11324a 对应的文件所在的路径是：.git/objects/8b/a3e3236accfc651ad07957ac186a724f11324a
验证。前面已经有了tree.txt, 可以打开它，直接搜 a3e3236accfc651ad07957ac186a724f11324a
(本文前面已经截取过这个目录树，也可以直接在本网页上搜 a3e3236accfc651ad07957ac186a724f11324a)
如果喜欢自己动手，就直接到 .git/objects 目录下去查找也行。注意，如果执行了 git gc 可能会查不到。