章節 ▾ 第二版

10.1 Git 內部原理 - 底層命令與高層命令

你可能是從前面的某個章節直接跳到本章，也可能是一直按順序讀到此處——無論是哪種情況，本章我們將深入探討 Git 的內部工作原理和實現細節。我們發現，理解這些資訊對於領會 Git 的強大和實用性至關重要，但也有人認為這對於初學者來說可能過於複雜和不必要。因此，我們將這一討論放在本書的最後一章，以便你可以在學習過程中選擇提前或稍後閱讀。這由你來決定。

既然你已經來到這裡，我們開始吧。首先，如果你還不清楚，Git 本質上是一個內容定址的檔案系統，其上層構建了一個版本控制系統（VCS）的使用者介面。稍後你將瞭解到這具體意味著什麼。

在 Git 的早期（大部分是 1.5 版本之前），使用者介面要複雜得多，因為它更強調這個檔案系統，而不是一個完善的版本控制系統。在過去的幾年裡，使用者介面得到了改進，變得和任何其他系統一樣簡潔易用；然而，關於早期 Git 使用者介面複雜難學的刻板印象依然存在。

內容定址的檔案系統層非常出色，因此我們將在本章首先介紹它；然後，你將瞭解傳輸機制以及你可能最終需要處理的倉庫維護任務。

底層命令與高層命令

本書主要介紹瞭如何使用 Git 的大約三十個子命令，例如 checkout、branch、remote 等。但由於 Git 最初是一個版本控制系統的工具包，而不是一個完整的使用者友好型版本控制系統，它包含許多執行底層工作的子命令，這些命令被設計為 UNIX 風格的鏈式呼叫，或者從指令碼中呼叫。這些命令通常被稱為 Git 的“底層命令”（plumbing commands），而那些更使用者友好的命令則被稱為“高層命令”（porcelain commands）。

正如你現在已經注意到的，本書的前九章幾乎完全處理高層命令。但在本章中，你將主要處理更底層的命令，因為它們讓你能夠訪問 Git 的內部工作原理，並有助於展示 Git 是如何以及為何這樣做的。這些命令中的許多不適用於在命令列手動使用，而是作為構建新工具和自定義指令碼的構建塊。

當你在一個新目錄或現有目錄中執行 git init 時，Git 會建立 .git 目錄，Git 儲存和操作的幾乎所有內容都位於其中。如果你想備份或克隆你的倉庫，將這個單一目錄複製到其他地方就能滿足你幾乎所有需求。本章基本上都在處理你可以在這個目錄中看到的內容。下面是一個新初始化的 .git 目錄的典型樣子：

$ ls -F1
config
description
HEAD
hooks/
info/
objects/
refs/

根據你的 Git 版本，你可能會看到一些額外的內容，但這是一個全新 git init 倉庫——這是你預設看到的內容。description 檔案僅由 GitWeb 程式使用，所以不用擔心。config 檔案包含你的專案特定配置選項，而 info 目錄儲存一個用於被忽略模式的全域性排除檔案，這些模式是你不想在 .gitignore 檔案中跟蹤的。hooks 目錄包含你的客戶端或伺服器端鉤子指令碼，這些指令碼在Git 鉤子中詳細討論。

這剩下四個重要條目：HEAD 檔案和（尚未建立的）index 檔案，以及 objects 目錄和 refs 目錄。這些是 Git 的核心部分。objects 目錄儲存你資料庫的所有內容，refs 目錄儲存指向該資料中提交物件（分支、標籤、遠端等）的指標，HEAD 檔案指向你當前檢出的分支，而 index 檔案是 Git 儲存你的暫存區資訊的地方。現在我們將詳細檢視每個部分，瞭解 Git 是如何操作的。

scroll-to-top