Git对象库探秘

通过查看日志的详尽输出，会看到非常多的SHA1哈希值。

$ git log -l --pretty=raw

一个提交中居然包含了三个SHA1哈希值表示的对象ID。

commit a67c6fdd0a0e809340944432a3bf7d78e7e10f31
这是本次提交的唯一标识。
tree b79fd13fac802739388af44a81d72b6e1d68da89
这是本次提交所对应的的目录树。
parent d3617dadd10c274e6e2b6caf47635d5771b9034c
这是本次提交的父提交（上一次提交）。

研究Git对象ID的一个重量级武器：git cat-file命令。用下面的命令可以查看这三个ID的类型。

$ git cat-file -t a67c6f
commit
$ git cat-file -t b79f
tree
$ git cat-file d3617
commit

在引用对象ID的时候，没有必要把整个40位的ID写全，只需要从头开始的几位不冲突即可。
下面再使用git cat-file命令查看一下这几个对象的内容。

commit对象a67c6fdd0a0e809340944432a3bf7d78e7e10f31

$ git cat-file -p a67c6f

tree对象b79fd13fac802739388af44a81d72b6e1d68da89

$ git cat-file -p b79fd

commit对象d3617dadd10c274e6e2b6caf47635d5771b9034c

$ git cat-file -p d3617

在上面目录树(tree)对象中看到了一个新的类型的对象：blob对象。这个对象保存着文件welcome.txt的内容。

该对象的类型为blob。

$ git cat-file -t d7230d74c5f8d61ff3c1adbfd3b035c09cb62c16
blob

该对象的内容就是welcome.txt文件的内容。

$ git cat-file -p d7230d74c5f8d61ff3c1adbfd3b035c09cb62c16
Hello Git.
很高兴见到你。

这些对象保存在哪里？当然是Git库中的objects目录下（ID的前两位作为目录名，后38位作为文件名。）

用下面的命令可以看到这些对象在对象库中的实际位置。

for id in a67c6f b79fd d3617 d7230d; do ls .git/objects/${id:0:2}/${id:2}*;done

通过下面的命令可以看到提交对象之间相互关联的跟踪连。

$ git log --pretty=raw --graph a67c

上面的命令通过--graph参数可以看到提交链路，通过--pretty=raw参数以便显示每个提交对象的parent属性。
最后一个提交没有parent属性，所以跟踪连到此终结，这实际上就是提交的起点。

HEAD和Master探秘

现在先看下工作区的状态。

$ git status -s -b
## master

上面在显示工作区状态时，除了使用-s参数以显示精简输出外，还使用了-b参数以便能够同时显示出当前工作分支的名称。
使用git branch也可以显示当前的工作分支。

$ git branch 
* master

在master分支名称前面出现一个星号表明这个分支是当前工作分支。
现在连续执行下面三个命令会看到相同的输出：

$ git log -1 HEAD 

$ git log -1 master 

$ git log -1 refs/heads/master

也就是说在当前版本库中，HEAD、master和refs/heads/master具有相同的指向。让我们去版本库.git目录中看一看。

$ find .git -name HEAD -o -name master
.git/HEAD
.git/logs/HEAD
.git/logs/refs/heads/master
.git/refs/heads/master

显示一下.git/HEAD的内容：

$ cat .git/HEAD
ref: refs/heads/master

把HEAD的内容翻译过来就是：“指向一个引用：refs/heads/master”。这个引用在文件.git/refs/heads/master。

$ cat .git/refs/heads/master
a67c6fdd0a0e809340944432a3bf7d78e7e10f31

用git cat-file命令查看下a67c6fdd0a0e809340944432a3bf7d78e7e10f31的内容。

显示SHA1哈希值指代的数据类型。

$ git cat-file -t a67c6
commit

显示提交的内容。

$ git cat-file -p a67c6
tree b79fd13fac802739388af44a81d72b6e1d68da89
parent d3617dadd10c274e6e2b6caf47635d5771b9034c
author wanghongbo <270028806@qq.com> 1560174530 +0800
committer wanghongbo <270028806@qq.com> 1560174530 +0800

哪个版本的数据会被提交？

原来分支master指向的是一个提交ID（最新提交）。这样的分支实现很巧妙：既然可以从任何提交开始建立一条历史跟踪连，
那么用一个文件指向这个链条的最新提交，那么这个文件就可以用于追踪整个提交历史了。这个文件就是.git/refs/heads/master文件。
下面看一个更接近于真实的版本库结构图：

目录.git/refs是保存引用的命名空间，其中.git/refs/heads目录下的引用又称为分支。对于分支既可以使用正规的长格式表示法，如refs/heads/master，
也可以去掉前面的两级目录用master表示。Git有一个底层命令git rev-parse可以用于显示引用对应的提交ID。

$ git rev-parse master
a67c6fdd0a0e809340944432a3bf7d78e7e10f31

$ git rev-parse refs/heads/master 
a67c6fdd0a0e809340944432a3bf7d78e7e10f31

$ git rev-parse HEAD 
a67c6fdd0a0e809340944432a3bf7d78e7e10f31

可以看出它们都指向同一个对象。下面来展示一下提交的SHA1哈希值生成方法。

看看HEAD对应的提交的内容。使用git cat-file命令。

$ git cat-file commit HEAD
tree b79fd13fac802739388af44a81d72b6e1d68da89
parent d3617dadd10c274e6e2b6caf47635d5771b9034c
author wanghongbo <270028806@qq.com> 1560174530 +0800
committer wanghongbo <270028806@qq.com> 1560174530 +0800

哪个版本的数据会被提交？

提交信息中总共包含243个字符。

$ git cat-file commit HEAD | wc -c

在提交信息的前面加上内容commit 243<null>(为空字符)，然后执行SHA1哈希算法。

$ (printf "commit 243\000"; git cat-file commit HEAD) | sha1sum
a67c6fdd0a0e809340944432a3bf7d78e7e10f31 *-

上面命令得到的哈希值和用git rev-parse看到的是一样的。

$ git rev-parse HEAD

下面看一看文件内容的SHA1哈希值生成方法。

看看版本库中welcome.txt的内容，使用git cat-file命令。

$ git cat-file blob HEAD:welcome.txt
Hello Git.
很高兴见到你。

文件总共包含33字节的内容。

$ git cat-file blob HEAD:welcome.txt | wc -c 
33

在文件内容的前面加上blob 33<null>的内容，然后执行SHA1哈希算法。

$ (printf "blob 33\000"; git cat-file blob HEAD:welcome.txt) | sha1sum
d7230d74c5f8d61ff3c1adbfd3b035c09cb62c16 *-

上面命令得到的哈希值和用git rev-parse看到的是一样的。

$ git rev-parse HEAD:welcome.txt
d7230d74c5f8d61ff3c1adbfd3b035c09cb62c16

最后再来看看树的SHA1哈希值的形成方法。

HEAD对应的树的内容共包含39个字节。

$ git cat-file tree HEAD^{tree} | wc -c
39

在树的内容的前面加上tree 39<null>的内容，然后执行SHA1哈希算法。

$ (printf "tree 39\000"; git cat-file tree HEAD^{tree}) | sha1sum
b79fd13fac802739388af44a81d72b6e1d68da89 *-

上面命令得到的哈希值和用git rev-parse看到的是一样的。

$ git rev-parse HEAD^{tree}
b79fd13fac802739388af44a81d72b6e1d68da89

Git提供了很多方法可以方便的访问Git库中的对象。

采用部分SHA1哈希值。不必写全40位的哈希值，只采用开头的部分，不和现有其他的冲突即可。
使用master代表分支master中最新的提交，使用全称refs/heads/master亦可。
使用HEAD代表版本库中最近的一次提交。
符号^可以用于指代父提交。例如：
- HEAD^代表版本库中上一次提交，即最近一次提交的父提交。
- HEAD^^则代表HEAD^的父提交。
对于一个提交有多个父提交，可以在符号^后面用数字表示是第几个父提交。例如：
- a5731^2含义是提交a5731的多个父提交中的第二个父提交。
- HEAD^1相当于HEAD^含义是HEAD多个父提交中的第一个。
- HEAD^^2含义是HEAD^(HEAD父提交)的多个父提交中的第二个。
符号~<n>也可以用于指代祖先提交。下面两个表达式效果等同：

a5731~5
a5731^^^^^

提交所对应的树对象，可以用类似如下的语法访问。

a5731^{tree}

某一此提交对应的文件对象，可以用如下的语法访问。

a5731:path/to/file

暂存区中的文件对象，可以用如下语法访问。

:path/to/file

下面使用git rev-parse练习下。

$ git rev-parse HEAD 
a67c6fdd0a0e809340944432a3bf7d78e7e10f31

$ git cat-file -p a67c6f 
tree b79fd13fac802739388af44a81d72b6e1d68da89
parent d3617dadd10c274e6e2b6caf47635d5771b9034c
author wanghongbo <270028806@qq.com> 1560174530 +0800
committer wanghongbo <270028806@qq.com> 1560174530 +0800

哪个版本的数据会被提交？

$ git rev-parse a67c6f^{tree}
b79fd13fac802739388af44a81d72b6e1d68da89

$ git rev-parse a67c6f^^{tree}
a070b35c2d55e057a2eead7b8ae1b06c3e4d8e3b