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做一次git的观众

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Git这个强大的版本管理系统，工作的时候默默注视着你的代码目录，所有的操作几乎都在.git目录中完成。今天我们来做一次git的观众，以便深入了解git的各个操作。

首先，新建一个目录：git-monitor，进入目录后，用下面的命令初始化一个git仓库： 
$> git init --bare git-monitor.git

然后，创建一个工作目录wp1，意思为working_copy_1，进入该目录，运行git init，以创建.git目录。

进入.git目录，会发现下列文件和目录： 
HEAD        config      description hooks/       info/        objects/     refs/

这些都是git的演员。我们当观众的，就从监控这些文件开始。但是演员分主角、配角，和跑龙套的，在这些文件中，config是配置文件，内容不会变的；hooks中的文件是一些回调程序的例子，删掉都没关系；description文件只为某些git的web应用提供描述信息。它们都是跑龙套的，剩下的文件和目录有： 
HEAD        info/        objects/       refs/

在后续的操作中，还有两位要上场，分别是index文件和logs目录，至此，主要演员表为： 
HEAD        index       info/        objects/       refs/        logs/

要用肉眼盯着它们看，实在不容易，于是我写了个ruby小程序（下载链接在最后），用于监控这些目录，一旦目录和文件有变化，就在控制台上向我们报告。我把这个程序放到.git目录下，并把它跑起来。接下来，好戏就开演了。

回到wp1目录。新建一个文件file1.txt，然后看看监控程序，发现没有任何输出，说明git对刚才的操作没有响应。既然没反应，那我就接着操作，在file1.txt中加一行内容 
content added by wp1, 1st time

再看看监控，还是没有反应。看来，只要我们不调用git命令，它就不会有反应。那我就调一个看看： 
$> git add .

再看看监控，终于有反应了： 
Created file: index  (in dir: git-monitor/wp1/.git)
Created file: c2/a04aa8cba9ba9a7a2fb8c9ecf74a3a0fc5e3fc  (in dir: git-monitor/wp1/.git/objects)

git add这个命令，根据`man git-add`的解释，是把某个文件加入到index。这个index实际上就是工作目录下文件和目录状态的一个快照(stage)，每一次git提交所产生的tree对象，就是依据index文件产生的（对index同志的详细采访，可以参考[url＝http://progit.org/book/zh/ch9-2.html]这里[/url]）。

我们来看看产生的那个object到底是什么，根据git的规则，object的目录名加文件名，和起来是一个40字符的字符串，它是对文件内容进行SHA1 digest之后，用16进制编码得到的结果。此文件的内容是二进制的，要查看它，就要用下面的命令： 
$> git cat-file -t c2a04aa8cba9ba9a7a2fb8c9ecf74a3a0fc5e3fc
blob
$> git cat-file -p c2a04aa8cba9ba9a7a2fb8c9ecf74a3a0fc5e3fc
content added by wp1, 1st time

其中，-t这个参数是为了显示object类型，-p这个参数，是为了显示object的内容。显然，这个object就是刚才加进去的file1.txt，它是一个blob类型的对象，只存储文件内容和长度。

接下来，我把这次添加的内容提交一下（git commit -m 'commit by wp1, 1st time'），再看看监控，又有输出了，这次的内容还真丰富啊： 
Changed file: index
Created file: 16/71ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d  (in dir: git-monitor/wp1/.git/objects)
Created file: 30/c64c3a55b02f4c251565ef057d402f84751b56  (in dir: git-monitor/wp1/.git/objects)
Created file: heads/master  (in dir: git-monitor/wp1/.git/refs)
Created file: HEAD  (in dir: git-monitor/wp1/.git/logs)
Created file: refs/heads/master  (in dir: git-monitor/wp1/.git/logs)

首先，我们发现index文件被改变了。但是，经过我仔细比对两次的index文件的二进制字节码后发现，它的内容并没有改变，所以可能是它的修改时间发生了改变。对此我想说的是：请高人指点！

再看后面新生成的两个文件，用我们上面的办法看看内容： 
$> git cat-file -p 1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d
tree 30c64c3a55b02f4c251565ef057d402f84751b56
author Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281230735 +0800
committer Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281230735 +0800

commit by wp1, 1st time

$> git cat-file -p 30c64c3a55b02f4c251565ef057d402f84751b56
100644 blob c2a04aa8cba9ba9a7a2fb8c9ecf74a3a0fc5e3fc	file1.txt

显然，第一个文件是个commit对象，第二个文件是个tree对象，从引用关系来看，是先生成的tree对象，再生成的commit对象。注意，这个commit对象没有parent引用。

再看看后面生成的refs，用git show-refs可以查看所有refs的内容 
$> git show-refs
1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d refs/heads/master

master当然指的是master分支，它的值指向刚才看到的commit对象

最后就是两个log文件。log文件虽然只是供人查看，但在git中的地位非同一般。先看看其内容： 
$ cat logs/HEAD
0000000000000000000000000000000000000000 1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281230735 +0800	commit (initial): commit by wp1, 1st time

$ cat logs/refs/heads/master
0000000000000000000000000000000000000000 1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281230735 +0800	commit (initial): commit by wp1, 1st time

可以看到，这两个文件的内容目前是一样的。这个文件记录了什么呢？它记录的是工作目录的状态变化。其中，那一串0表示，一起是从零开始的，因为git在初始化工作目录时，并没有创建任何对象，要表示初始状态，只好用40个0来表示了。后面那串，就是指向刚才的本次的commit对象。这条记录解释出来，就是：在1281230735 +0800时刻，由Kevin Fu做了一次提交，工作目录从初始状态，转到commit 1671ae8对应的状态。

这个时候，用过git的人可能会生疑问：用git log看到的输出不是这个样子的呀。说对了，git log的输出，并不是由这里的log文件产生的，我认为，它的内容是根据commit之间的关联关系，实时计算并显示出来的。而这里的logs，是git中的reflog，用git reflog命令可以查看： 
$> git reflog
1671ae8 HEAD@{0}: commit (initial): commit by wp1, 1st time

这个内容，就跟上面的对应上了吧。为什么说这个log文件很重要呢？因为在git中，objects其实都是死的，绝大多数情况下，一旦创建就不会被修改，也不会被删除；当版本控制的内容发生变化时，只有新的objects被创建出来，没有旧的objects被改变。那么一堆死东西，如何实现灵活的版本变化呢？第一个就是靠不断变化的版本指针，比如HEAD以及refs/heads/master文件，第二个，就是靠记录工作目录变化情况的日志文件。有了日志文件，你想查看谁就查看谁，想往哪个版本跳就往哪个版本跳，想合并谁就合并谁。许多git命令，都是基于这个思想而设计的。


接下来，我再添加一个文件file2.txt，但不是在master branch中，而是新开一个branch: advanced，我们看看开分支的时候，监控有何变化： 
$> git checkout -b advanced
(monitor outputs)
Changed file: index
Changed file: HEAD
Created file: heads/advanced  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/refs)
Created file: refs/heads/advanced  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/logs)
Changed file: HEAD  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/logs)

除去那个index文件的变化，看看其他的文件。首先是HEAD文件，其内容变成了：refs/heads/advanced，说明HEAD已经移到了advanced分支上。再看看新产生的refs/heads/advanced文件： 
$> git show-ref
1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d refs/heads/advanced
1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d refs/heads/master

可见目前它与master分支指向同一个commit。再来看看两个日志文件： 
$ cat logs/HEAD
0000000000000000000000000000000000000000 1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281230735 +0800	commit (initial): commit by wp1, 1st time
1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d 1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281236136 +0800	checkout: moving from master to advanced

它果然把我的一举一动都记录下来了。在第二条记录里，两个sha1值是一样的，说明没有提交，只有指针的创建或改变。
再看看另一个log： 
0000000000000000000000000000000000000000 1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281236136 +0800	branch: Created from HEAD

它说明了advanced分支是从零开始，转到commit 671ae8的。看来它一点都不含糊啊。

现在，我增加文件file2.txt，并添加以下内容，但分两次提交：第一次提交前两行，第二次提交后两行 
content added by wp1, 1st time
additional content added by wp1, 1st time too

# TODO: implement a feature
# I plan to do ...

显然，第一次提交将会产生3个objects：一个commit对象，一个file2.txt的blob对象，还有一个tree对象，另外，refs/heads/advanced会指向目前的这个commit对象，然后两个log文件（logs/HEAD和logs/refs/heads/advanced）会添加一些内容，我全部列在这里： 
$> git show-ref
35ba29ec8f31d5372b75d7be6b1ec7f03c0fb666 refs/heads/advanced
1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d refs/heads/master

$> git cat-file -p 35ba29ec8f31d5372b75d7be6b1ec7f03c0fb666
tree 9c1c4549a869ede4d5f85c93594c1c23c311122f
parent 1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d
author Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281251100 +0800
committer Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281251100 +0800

commit by wp1 for file2.txt, 1st time

$> git cat-file -p 9c1c4549a869ede4d5f85c93594c1c23c311122f 
100644 blob c2a04aa8cba9ba9a7a2fb8c9ecf74a3a0fc5e3fc	file1.txt
100644 blob baa4a1630ce88a9198b5eda885884aadab795806	file2.txt

$> git cat-file -p baa4a1630ce88a9198b5eda885884aadab795806 
content added by wp1, 1st time
additional content added by wp1, 1st time

$> cat logs/HEAD
0000000000000000000000000000000000000000 1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281230735 +0800	commit (initial): commit by wp1, 1st time
1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d 1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281236136 +0800	checkout: moving from master to advanced
1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d 35ba29ec8f31d5372b75d7be6b1ec7f03c0fb666 Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281251100 +0800	commit: commit by wp1 for file2.txt, 1st time

$> cat logs/refs/heads/advanced
0000000000000000000000000000000000000000 1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281236136 +0800	branch: Created from HEAD
1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d 35ba29ec8f31d5372b75d7be6b1ec7f03c0fb666 Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281251100 +0800	commit: commit by wp1 for file2.txt, 1st time

可以看到，这次的commit对象中多了parent的引用，就是指向上一次的commit。
接下来我提交第二部分的内容，其结果与刚才的分析相似，就不写了。提交之后，我转回master分支，将advanced分支中的内容合并进来，然后将master分支推送出去，我就可以下班了。

我们看看转回master分支时，监控都有哪些输出： 
Changed file: index
Changed file: HEAD
Changed file: HEAD  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/logs)

可见，除了那个index文件，HEAD文件的内容被该为：ref: refs/heads/master，logs/HEAD文件中添加了一行记录分支跳转的日志。

接下来我运行git merge advanced。合并完成后，看看监控的输出： 
Changed file: index
Changed file: heads/master  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/refs)
Changed file: HEAD  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/logs)
Changed file: refs/heads/master  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/logs)

这里列出后三项的内容： 
$> git show-ref
8227ae64f1f651669c6445d4c37909c8443df209 refs/heads/advanced
8227ae64f1f651669c6445d4c37909c8443df209 refs/heads/master

$> cat logs/HEAD
(猜都能猜出来，就省了吧)

$> cat logs/refs/heads/master
0000000000000000000000000000000000000000 1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281230735 +0800	commit (initial): commit by wp1, 1st time
1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d 8227ae64f1f651669c6445d4c37909c8443df209 Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281252267 +0800	merge advanced: Fast-forward

从分支的指向可以看到，它指到advanced分支对应的commit上去了；从logs的内容可以看到，本次的操作称为merge advanced: Fast-forword。除此之外，并没有产生任何object，连commit都没有，这是因为在合并之后，git分析出当前的目录树结构与advanced分支中的目录树是一样的，所以只是简单的把master的指针指向advanced分支。

OK，在下班之前，我还是要看看master分支中的代码，确保没有什么坏代码被交上去。但是，我的神，file2.txt中有一个TODO，这要是被老板看见了，还不要我晚上加班啊！我能把它删掉再提交吗？不能啊，老板要是往回看一个版本，不就找出来了！因此，当务之急就是，把master的版本指针退回去，让它指向原来的1671ae8这个版本。git reset这个命令可以帮到我。 
$> git reset --hard 1671ae8
(monitor outputs)
Changed file: index
Changed file: heads/master  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/refs)
Changed file: HEAD  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/logs)
Changed file: refs/heads/master  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/logs)

$> git show-ref
8227ae64f1f651669c6445d4c37909c8443df209 refs/heads/advanced
1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d refs/heads/master

$> cat logs/refs/heads/master
0000000000000000000000000000000000000000 1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281230735 +0800	commit (initial): commit by wp1, 1st time
1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d 8227ae64f1f651669c6445d4c37909c8443df209 Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281252267 +0800	merge advanced: Fast-forward
8227ae64f1f651669c6445d4c37909c8443df209 1671ae856c149673436da08f1ba026469c3a918d Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281253859 +0800	1671ae8: updating HEAD

可以看到，master的head是真的退回去了，reflog中的记录，稍候再说。现在只要把advanced中想要的那个提交弄过来，就万事大吉了。git cherry-pick这个命令这是用来做这个的。 
$> git cherry-pick --ff 35ba29e
(此时这里居然没有任何输出，git的作者们太高估用户了！来看看monitor outputs)
Changed file: index
Changed file: heads/master  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/refs)
Changed file: HEAD  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/logs)
Changed file: refs/heads/master  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/logs)

$> git show-ref
8227ae64f1f651669c6445d4c37909c8443df209 refs/heads/advanced
35ba29ec8f31d5372b75d7be6b1ec7f03c0fb666 refs/heads/master

$> cat file2.txt
content added by wp1, 1st time
additional content added by wp1, 1st time

看，TODO果然是没有了！在这里我用的--ff参数，是要告诉git，只需要做fast-forword就可以了，因为35ba29e这个commit的parent，正是先前的master的head(1671ae8)。

OK，我可以把master分支推送到远程仓库里去了。在推之前，我需要把远程仓库加进来。这里我就用一个本地的仓库来代替远程的吧。 
$> git remote add origin /path/to/git-monitor.git
(这一步monitor无输出)

$> git push origin master
(monitor outputs)
Created file: remotes/origin/master  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/refs)
Created file: refs/remotes/origin/master  (in dir: /Users/corntrace/git-monitor/wp1/.git/logs)

$> git show-ref
8227ae64f1f651669c6445d4c37909c8443df209 refs/heads/advanced
35ba29ec8f31d5372b75d7be6b1ec7f03c0fb666 refs/heads/master
35ba29ec8f31d5372b75d7be6b1ec7f03c0fb666 refs/remotes/origin/master

$> cat logs/refs/remotes/origin/master
0000000000000000000000000000000000000000 35ba29ec8f31d5372b75d7be6b1ec7f03c0fb666 Kevin Fu <corntrace@email.com> 1281255166 +0800	update by push

可见，这一步的操作就是新建了一个remote master分支的ref，然后添加了一个logs文件。看来所有的事情都办妥了，那就下班吧。

但是老板还没有下班，而是正准备做code review。他把代码checkout下来： 
$> git co /path/to/git-monitor.git && cd git-monitor
$> git reflog
35ba29e HEAD@{0}: clone: from /Users/corntrace/git-monitor/git-monitor.git

他的reflog文件中，完全没有我刚才操作的内容。看来，git是不会提交reflog到仓库中的。

OK，写到这里，今天的git剧就要谢幕了。相关文件在后面下载，大家可以重播。如果你有使用git的好的case，也可以分享给大家，Thank you!
分享到：
| 一个命令行即时翻译工具
评论
13 楼 shuminghuang 2012-07-06  
写得很好，不过我对您的文件监控脚本也很感兴趣，不知道能否分享
12 楼 trace 2010-11-16  
感谢ls，找到了这么详细的解释！
11 楼 yanwuhuan 2010-11-16  
首先，我们发现index文件被改变了。但是，经过我仔细比对两次的index文件的二进制字节码后发现，它的内容并没有改变，所以可能是它的修改时间发生了改变。
----
正好用过这个选项。
看git help config的输出，里面core.trustctime是管这个的，

core.trustctime
    If false, the ctime differences between the index and the working copy are ignored; useful when the inode change time is regularly modified by something outside Git (file system crawlers and some backup systems). See git-update-index(1). True by default.

这个选项关闭的话，似乎对git“闪电般的速度”有所影响，但影响非常有限。对有需要的人，这个还是无所谓的
10 楼 linginfanta 2010-08-16  
太强大了吧。我还是svn好了。
9 楼 esmiles 2010-08-16  
qinglangee 写道
whywhy36 写道
qinglangee 写道
写这么一大堆
既然是版本管理系统,怎么不跟CVS.SVN比较下,列下优点


我觉得2L 根本没看文章 就直接下拉回复了 。。。

哎 有点伤人

是的,因为没听说过这么个东西
楼主很强大,不会被伤到哈


没听说过就敢回复。真N。
8 楼 orcl_zhang 2010-08-11  
trace 写道
楼上所说的.gitignore问题，能否说得详细一些？

如果是通配符匹配的问题，可以看看别人的.gitignore文件，比如这个http://github.com/facebook/three20/blob/master/.gitignore

如果是某个文件已经在git版本控制中了，又想ignore它，就需要先 git rm /path/to/the/file.txt --cached 把它删掉，然后再写入.gitignore中

前公司的一个项目.现在看到你这篇后,想起来的.通配符没用问题的,这个我们是参考别人的,而且也是几经修改.应该是这个git rm /path/to/the/file.txt --cached的原因,当时没有删掉.谢谢,哈哈.

git有日志的,而且可以装一个小工具gitk,很好用的.
7 楼 qinglangee 2010-08-10  
whywhy36 写道
qinglangee 写道
写这么一大堆
既然是版本管理系统,怎么不跟CVS.SVN比较下,列下优点


我觉得2L 根本没看文章 就直接下拉回复了 。。。

哎 有点伤人

是的,因为没听说过这么个东西
楼主很强大,不会被伤到哈
6 楼 whywhy36 2010-08-10  
qinglangee 写道
写这么一大堆
既然是版本管理系统,怎么不跟CVS.SVN比较下,列下优点


我觉得2L 根本没看文章 就直接下拉回复了 。。。

哎 有点伤人
--------------------------

文章写得挺好 受教了
5 楼 trace 2010-08-10  
楼上所说的.gitignore问题，能否说得详细一些？

如果是通配符匹配的问题，可以看看别人的.gitignore文件，比如这个http://github.com/facebook/three20/blob/master/.gitignore

如果是某个文件已经在git版本控制中了，又想ignore它，就需要先 git rm /path/to/the/file.txt --cached 把它删掉，然后再写入.gitignore中
4 楼 orcl_zhang 2010-08-10  
怎么没有介绍到.gitignore
之前项目里遇到过一个这样的问题.gitignore 失效,而且是有时候有用,有时候没用,一直不知道怎么解决.
3 楼 trace 2010-08-10  
qinglangee 写道
写这么一大堆
既然是版本管理系统,怎么不跟CVS.SVN比较下,列下优点


对不起，我的帖子没能解决你的问题，不过你的问题很简单，你google一下：git vs cvs vs svn，第一页的文章足以让你了解其中的区别。

但是我这篇帖子，是深入讲解git原理的。如果你有兴趣使用git，看一些简单的教程，再看看我讲的原理，再把我打包的文件down下来自己做一做，日常碰到的git问题就能迎刃而解了。

当然，如果你找到讲得更清晰明白的文章，欢迎把链接贴在回帖中。
2 楼 yeaha 2010-08-10  
楼上的回复挺让人扫兴的
1 楼 qinglangee 2010-08-10  
写这么一大堆
既然是版本管理系统,怎么不跟CVS.SVN比较下,列下优点
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