理解 Git

主要內容介紹

1.設計思想

2.數據流向

3.git flow

4.其他介紹

5.思考討論

6.參考資料

1.設計思想

1.快照記錄，每一次commit ，記錄工作目錄的完整快照。
2.不變模式，任何改變都將生成一個新的對象（類似java string 設計）。
3.分布式 ，幾乎所有操作都在本地倉庫完成（非常高效且無依賴），不同節點可以通過同步來更新內容。
4.復用，使用對象池復用對象，相同內容的文件，在對象池中只會存儲一份。

2.數據流向

git數據交互.png

2.1術語

  • work-dir :
    表示工作目錄，與.git 綁定的目錄，其他名稱（working-tree，工作空間）
    不一定與.git 目錄在相同的位置（默認是相同的）

  • repo:
    表示.git 目錄里面的內容

  • commit-tree:
    每一次提交對應的tree,其他名稱（tree，tree-ish，commit），commit 結構見 4其他介紹

  • index/cache:
    對應.git/index 文件，其他名稱（cache，index，stage(區別于 stash)）

  • object-pool:
    對應.git/objects/ 目錄下面的內容，里面存有的對象有 blob（文件），tree（dir and subdir） ，commit ，tag

2.2數據流向

1.repo(object-pool) —> work-dir
2.work-dir —>repo(object-pool)
3.git-inter(object-pool) —>merge object (object-pool)-->new object(object-pool)

2.3 主要操作：

  1. 無work-dir， 向repo 寫入內容，
  2. 使用work-dir 向repo 寫入內容
  3. repo內容檢出到work-dir
  4. work-dir，index（cache），repo（commit-tree）,比較
  5. commit-tree 構建，新增，合并，重建，撤銷
  6. commit-log 查看

2.4 測試結果查看關鍵命令

查看work-dir 查看repo 內容
ls git ls-files ：查看index 文件內容。git ls-files -s：查看index 文件內容，并且顯示blob id
tree git ls-tree [commit-id] ：查看commit 對應的tree 結構，以及在tree 上面所有的文件
cat git cat-file -t <blob-id>：查看blob 文件類型，blob-id 為對象池里面對應對象的id
find find .git/objects -type f ： 查找文件 find ./ -mmin -1 -type f ：查找最近一分鐘修改的文件 git log：查看commit log， （其他命令git show ） git log --all --graph —oneline：查看所有提交日志 git log --graph --oneline ：查看當前分支提交日志
git diff: 比較[repo ，work-dir], [repo,repo],[repo,index],[index,worlk-dir] 其他比較命令：diff-tree/diff-files/diff-index
git status : work-dir ,index,tree 對比后的狀態查看
git for-each-ref ：查看所有引用（指針）

2.5 測試以及命令解釋

2.5.1 無work-dir， 向repo 寫入內容

詳細描述： https://git-scm.com/book/en/v2/Git-Internals-Git-Objects
主要命令：

  • git hash-object : 向object-pool 寫入文件對象
  • git update-index : 向 index 文件添加 blob 記錄（關聯到blob）
  • git ls-files -s : 查看index 文件內容
  • git write-tree： 用index 文件內容向 object-pool 寫入tree 對象
  • git read-tree : 用commit-tree 生成內容，寫入index 文件
  • git ls-tree： 查看tree 內容
  • git commit-tree ： 寫入commit 對象
  • git log ： 查看commit 日志

2.5.2 使用work-dir 向repo 寫入內容

  • git stash : 暫時保存work-dir /index 內容，產生一次特殊的commit（stash commit）


    stash-commit.png

  • git add : 工作空間內容添加到object-pool,index (cache)文件記錄添加的文件以及blob-id

  • git commit：生成 commit 對象，用index中的文件內容構建commit-tree（tree）

注：流程：工作空間—>緩存（index）—>存儲

2.5.3 repo內容檢出到work-dir

  • git checkout ：檢出repo 到work-dir，index，修改相關指針（HEAD ,分支），repo 對象（blob，tree）
  • git checkout-index： 用index 文件記錄的內容，覆蓋work-dir，repo 對象 為 blob，tree
  • git reset：git add 的逆操作 ，修改index，修改work-dir，修改指針（HEAD），repo 對象為 blob，tree
  • git revert ：git commit 的逆操作，repo 對象為 tree

注：
1.blob 可以用文件路徑引用，tree 用commit-id引用，tree 對象比較時，如果是文件增加減少一般可以自動完成操作，如果涉及同一個文件的多次修改，操作可能失敗，需要合并tree。
2.流程：工作空間<—緩存（index）<—存儲

2.5.4 比較working-tree ,index, tree

  • git diff ： 默認 working-tree diff index ,—cached [commit-id] : index diff tree,
  • git diff [commit-id] :tree diff commit-id-tree
  • git diff-index :git diff-index [commit-id],當前index 比較 commit-id-index
  • git diff-files :working-tree-file diff index-file
  • git diff-tree [commit-id]:比較tree，commit-id-tree diff commit-id-parent-tree

注
work-dir，working-tree 表示相同含義
index ，cache，cache-tree表示相同含義
commit-tree，tree，commit 表示相同含義

2.5.5 tree (commit / commit-tree) 構建，新增，合并，重建，撤銷

  • git commit：生成 commit 對象，用index中的文件內容構建commit-tree（tree）
  • git merge : 當前分支的HEAD(tree) 合并 其他分支的HEAD(tree)，生成一個新的tree ，且當前分支的指針移動到新的tree
  • git rebase ：以 onto 為新的基點,重新構建 [to'parent ,to] 這一范圍的tree
  • git cherry-pick：以cherry-pick 的commit ，重新構建當前分支的tree
  • git revert：將 revert [commit] 的內容，從當前分支tree移除，并產生一次新的提交來構建新的tree

2.5.6 commit-log 查看

  • git log ，- - online ：一行日志 ,- - graph 圖形展示,—pretty=raw 原始格式 - -all 所有分支，默認為當前分支
  • git show ：見 git help show
  • git whatchanged:見git help show

3. git flow

  • 指針介紹：指向某一個提交的commit （也就能找到對應的tree）

  • 分支（如下圖）
    master ：指向F ,通過尋找parent commit 就可以構建一條完整的鏈路。
    experiment: 指向D，通過尋找parent commit 就可以構建一條完整的鏈路


    branch.png
  • 當前分支：當前分支指針位置（最后一次commit-id），值保留在HEAD 里面
  • stash 指針：git stash 產生的提交，最后的commit-id
    標簽：也是指向一次commit-id 的位置，是不可變的（普通的分支還能進行提交）
    注：分支存儲位置 .git/HEAD ,refs/*,里面都是保留最新的commit-id
  • 分支其他引用表示：
    commit-id ：commit-id的前幾位可以定位，只要依據前幾位能夠定位到內容
   $ git show 1c002dd4b536e7479fe34593e72e6c6c1819e53b
   $ git show 1c002dd4b536e7479f
   $ git show 1c002d

HEAD@{5}/stash@{1}：reflog 與stash 引用
HEAD^[number] :head 的父節點，可以引用多個父節點（一個節點可能有多個直接父節點）
HEAD~[number] ：head的父節點，只能指明第一個父節點
詳見： https://git-scm.com/book/en/v2/Git-Tools-Revision-Selection

3.1 分支協作

  • 單遠程倉庫：
    master：穩定分支，默認分支
    feature：功能分支，一般完成合并后，刪除
    hotfix： 緊急bug 修復分支
    develop：開發分支

  • 多遠程倉庫：一個本地倉庫可以對應多個遠程倉庫，可以同時在多個倉庫協作開發。比如github fork， pull request 等操作

    注：多倉庫配置見 git help config ,git help remote

4 其他介紹

  • .git目錄
    HEAD :保存當前分支指針,指向refs
    index ：緩存當前work-tree 目錄結構以及文件，以及文件狀態
    objects: git 的數據庫，保存所有對象（tree，blob， tag ，commit） 。
    refs: 保存所有分支/tag（每個分支/tag記錄自己當前指針位置）

  • 配置 見 git help config

  • git數據結構

    • blob對象：
      header={[blob-type][空格][content.length][\0]}
      body={[content]}
      sha1 = Digest::SHA1.hexdigest(header+body)
      store=Zlib::Deflate.deflate(header+body)

    • commit 對象：
      tree: 指向tree 對象的id
      parent:父commit （可能有多個parent，比如合并）
      author: 作者
      committer:提交者
      msg/log: 備注信息，日記顯示內容
      commit-結構示例（如下圖）：


      commit-結構示例

    • tree 對象：
      記錄文件，目錄關系，以及文件對應的屬性（修改時間，創建時間，文件類型等）

    • index 文件：
      記錄working-tree 目錄下面所偶遇文件以及文件對應的屬性（修改時間，創建時間，文件類型等）
      文件不同區域對應的id, tree-hash-id,cache-hash-id,wdir-hash-id,通過對比不同區別的id 值來判斷文件狀態

5 思考/討論

1、怎么合并tree ，以及找到tree 不同，git怎么決定沖突的？

1、 commit1-tree1，commit2-tree2
2、如果commit1是commit2 的祖先，直接使用commit2-tree2 (直接前驅，使用最新版本，無沖突)
3、commit1 與commit2 不是直接沒有直接的祖父關系，則比較 tree1 ，tree2 ,
4、tree1，tree2 上面含有相同的文件路徑，但是文件內容不同，則產生沖突。需要手動處理。（無法判斷那一次的內容是最新版本，）
5、沖突處理方式， 使用 tree1(ours) ,使用tree2 (others),使用手動處理的版本
6、tree1,tree2 合并后產生一個新的tree-new。

2、git status 顯示文件狀態依據？

依據working-tree ,index(cache),tree 里面的對應的hash 值來判斷。

3、怎么顯示增量更新內容？

比較兩次提交的tree。

4、 commit 操作具體是如何構建tree 的？

從當前 index 文件 構建tree

5、如何實現 git 與遠程分支數量對比，本地落后遠程幾次提交，本地多于遠程幾次提交？

1、找到遠程head 與本地head 共同的祖先A
2、 [A,remote-head] commit 數量為本地落后遠程分支數量
3、 [A,local-head] commit 數量為本地多于遠程分支數量
4、 git log 可以實現

6、delta storage VS snapshot storage，snapshot 有何優勢 ?

1、snapshot 實現簡單，高效（復用已有對象），保留了全部內容。可實現的功能更多
2、delta 模式，記錄復雜，實現復雜。
3、delta storage VS snapshot storage:

delta vs snapshot.png

7、javer 如何開發git 適用工具 ?

dea4git 實現：
ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(cmdLine)
執行git 命令
解析git 命令輸出結果

8、比較算法為何高效？

tree 比較算法介紹： http://thume.ca/2017/06/17/tree-diffing/
文件比較算法介紹： patience|minimal|histogram|myers https://blog.jcoglan.com/2017/09/19/the-patience-diff-algorithm/

9、如何更改commit 日志信息?

git rebase -i (reword)：edit the commits which are rebased
git commit --amend : 修改提交commit-msg
注 amend：修改，修正，git rebase 交互模式詳情：https://git-scm.com/docs/git-rebase

10、如何讓work-tree clean ，不丟內容？

git stash，將work-dir 內容commit 。并checkout HEAD 內容到working-tree

11、如何debug git ？

1、查看.git/logs/ 目錄下面日志 ，git 命令執行日志，不是commit（git log 命令） 日志。
2、使用git core （Plumbing Commands）命令
3、使用debug 選項 git ls-files —debug

12、git gc 與jvm gc 有何異同 ？

jvm gc 基于內存，會涉及內存碎片整理，有多種垃圾處理策略（標記整理，標記復制等）
git gc基于磁盤存儲，不用整理磁盤碎片
都是基于tree 來查找垃圾對象

6、參考資料

1、Pro Git :https://git-scm.com/book/en/v2
2、 Manual Page https://git.github.io/htmldocs/
3、Pro Git 作者talk ： https://www.youtube.com/watch?v=xbLVvrb2-fY
4、幫助 man git 、 git help [command]

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