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10.1 Git 内部原理 - 底层命令与高层命令

你可能是从前面的某个章节直接跳到本章，也可能是一直按顺序读到此处——无论是哪种情况，本章我们将深入探讨 Git 的内部工作原理和实现细节。我们发现，理解这些信息对于领会 Git 的强大和实用性至关重要，但也有人认为这对于初学者来说可能过于复杂和不必要。因此，我们将这一讨论放在本书的最后一章，以便你可以在学习过程中选择提前或稍后阅读。这由你来决定。

既然你已经来到这里，我们开始吧。首先，如果你还不清楚，Git 本质上是一个内容寻址的文件系统，其上层构建了一个版本控制系统（VCS）的用户界面。稍后你将了解到这具体意味着什么。

在 Git 的早期（大部分是 1.5 版本之前），用户界面要复杂得多，因为它更强调这个文件系统，而不是一个完善的版本控制系统。在过去的几年里，用户界面得到了改进，变得和任何其他系统一样简洁易用；然而，关于早期 Git 用户界面复杂难学的刻板印象依然存在。

内容寻址的文件系统层非常出色，因此我们将在本章首先介绍它；然后，你将了解传输机制以及你可能最终需要处理的仓库维护任务。

底层命令与高层命令

本书主要介绍了如何使用 Git 的大约三十个子命令，例如 checkout、branch、remote 等。但由于 Git 最初是一个版本控制系统的工具包，而不是一个完整的用户友好型版本控制系统，它包含许多执行底层工作的子命令，这些命令被设计为 UNIX 风格的链式调用，或者从脚本中调用。这些命令通常被称为 Git 的“底层命令”（plumbing commands），而那些更用户友好的命令则被称为“高层命令”（porcelain commands）。

正如你现在已经注意到的，本书的前九章几乎完全处理高层命令。但在本章中，你将主要处理更底层的命令，因为它们让你能够访问 Git 的内部工作原理，并有助于展示 Git 是如何以及为何这样做的。这些命令中的许多不适用于在命令行手动使用，而是作为构建新工具和自定义脚本的构建块。

当你在一个新目录或现有目录中运行 git init 时，Git 会创建 .git 目录，Git 存储和操作的几乎所有内容都位于其中。如果你想备份或克隆你的仓库，将这个单一目录复制到其他地方就能满足你几乎所有需求。本章基本上都在处理你可以在这个目录中看到的内容。下面是一个新初始化的 .git 目录的典型样子：

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

根据你的 Git 版本，你可能会看到一些额外的内容，但这是一个全新 git init 仓库——这是你默认看到的内容。description 文件仅由 GitWeb 程序使用，所以不用担心。config 文件包含你的项目特定配置选项，而 info 目录保存一个用于被忽略模式的全局排除文件，这些模式是你不想在 .gitignore 文件中跟踪的。hooks 目录包含你的客户端或服务器端钩子脚本，这些脚本在Git 钩子中详细讨论。

这剩下四个重要条目：HEAD 文件和（尚未创建的）index 文件，以及 objects 目录和 refs 目录。这些是 Git 的核心部分。objects 目录存储你数据库的所有内容，refs 目录存储指向该数据中提交对象（分支、标签、远程等）的指针，HEAD 文件指向你当前检出的分支，而 index 文件是 Git 存储你的暂存区信息的地方。现在我们将详细查看每个部分，了解 Git 是如何操作的。

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