图文并茂，详细讲解Git底层存储原理

自从小学妹学完定时任务后（详情请看上篇文章），对我那是百般仰慕，遇到问题第一时间就会想到我（是的，要的就是这种效果）。这不，小学妹今天又找我了，今天的问题是什么呢？听我细细道来...

原来小学妹在公司中，用的是 Git的代码管理工具（还不知道这个软件的要面壁啦~）。有一天不知道发生什么了，文件夹中所有代码都被删掉了，但是只留下本地一个 .git文件夹，这可把小学妹急坏了，刚写完一个大功能，还没来得急提交到远程服务器，明天就要开始内测了，重写已经来不及了...

听完小学妹的诉求后，我慢悠悠的跟她说：小事儿一桩，交给学长，一秒钟搞定！

你想知道怎么搞定的？先来了解下 Git底层代码存储原理吧！

一、 git工作流程原理分析：

假定现在我们有一个 git仓库，在这个 git仓库中已经添加了两个文件分别叫做 file1和 file2，两个文件中的内容分别是 foo和 bar。并且都做了 commit操作。这时候的图如下：

在 Git中，从理解上来讲是分成三种区，分别是工作目录、暂存区以及Git仓库。其中工作目录是我们写代码的文件，暂存区是已经把代码进行了 add操作，但是并没有进行 commit操作。Git仓库则是已经把代码提交到仓库中了，只要仓库不丢失，代码是不会丢失的了。

再来理解下 add操作和 commit操作分别做了什么事。用上图的例子来说，工作目录中包含了 file1和 file2，然后在做 add操作的时候，理解上来讲是说把代码提交到了暂存区，实际上 Git是将代码修改了的部分进行了记录，然后进行 SHA1操作，生成了一个 blob对象（ blob是一个类似文件对象的二进制数据，不懂可以理解为一个快照），把存储到仓库中了（注意，此时代码快照实际上已经存储到仓库中了），但是并没有在目录树上进行映射，而是在一个索引文件中进行了映射。此后如果我们再执行 commit操作，才会把索引中的映射，真正更改到对象树中，对象树会记录所有的 commitid与 blob的映射。这样就实现了根据 commitid就可以找到对应代码的功能了。

来，我们继续用图来讲解一下。

然后我们现在对 file1文件内容进行修改，从 foo变成 quux。图将发生如下的改变：

我们再执行 git add操作的时候，图将变成如下：

在执行 git add操作的时候，会在仓库对象中生成一个 blob对象，这个对象记录的是与之前文件相比发生的改变。但是此时并没有生成 commit操作，而是在索引文件中对其进行了索引。

此时如果我们再执行 commit操作，那么将变成如下：

因为进行了 commit操作，所以现在生成了一个新的 commit，这个 commit指向原来的 commit，并且还指向了新生成的 blob对象。因为 file2文件没有发生改变，所以依然还是会指向原来的 bar那个blob对象。并且做完提交后，当前的分支 HEAD指针会移动到现在的 commit。

二、 Git仓库介绍：

在了解了 Git的一个存储机制后，我们再来看下 .git文件夹中各个文件夹和文件的作用。

1. .git/index：

索引文件。每当我们执行 git add操作的时候， git会给添加的每个文件的内容创建一个对象，然后把这个文件的路径和生成的对象进行映射，存放到 .git/index文件中。等到后期新的命令（比如：git add、 git rm或者 git mv）执行的时候，又会重新更新索引。

2. .git/HEAD：

表示当前指向的是哪个分支。

3. .git/config：

当前 git仓库的配置文件。保存这 git仓库的远程地址，远程仓库分支等。

4. .git/objects：

真正保存代码的地方。其中分成两种类型的文件，一种是 pack，另外的是 blob文件。其中 pack是根据定位内容非常相似的全部文件，然后为他们之一存储整个内容。之后计算相似文件之间的差异并且只存储差异。而 blob文件就是记录差异。blob是“二进制大对象”（ binary largeobject）的简写，是计算机领域常用术语，用来指代某些可以包含任意数据的变量或文件。

5. .git/logs：

这个地方是记录分支上做的 commit操作的日志。我们通过 git log命令就可以查看到这个里面的内容。

我们在了解完 Git底层代码存储原理后，就不难发现，小学妹的那个问题，真的不是什么问题，只要 .git目录在，我们的代码快照、 commit操作， HEAD指针指向，分支等数据全都在，这些数据都在，我们只要将 HEAD指针重新指向最新的 commit就可以把代码进行恢复啦。那么答案来了：

1. $ git reset --hard HEAD

一行命令搞定，是不是很简单？

呐，如果你觉得 git难用，经常会出现莫名其妙代码不见了，不知道怎么写 .gitignore文件，不知道怎么用 git和别人协作，产生冲突不知道如何解决，经常挨领导的批评，那是因为你没有掌握 Git的正确的用法。作为一个程序员，不管是做什么开发， Git都是我们工作一项随身的技能了。如果你不想因为 Git不会用而被同事看不起，那么可以来参加下我们的《4天3晚征服Git》封闭训练营，只要4天的时间，让你的同事刮目相看！

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