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10.1 Git 内部原理 - 底层命令与上层命令

您可能从前面的章节直接跳到了本章，或者您可能已经按顺序阅读完整本书直到这里 — 无论哪种情况，我们都将在这里介绍 Git 的内部工作原理和实现。我们发现理解这些信息对于理解 Git 的有用性和强大功能至关重要，但其他人向我们辩称，对于初学者来说，这可能会令人困惑并且不必要地复杂。因此，我们将此讨论放在本书的最后一章，以便您可以在学习过程的早期或后期阅读它。我们由你来决定。

既然你已经到了这里，让我们开始吧。首先，如果还不清楚的话，Git 从根本上来说是一个内容寻址的文件系统，上面写着一个 VCS 用户界面。您将在稍后了解更多关于这意味着什么的信息。

在 Git 的早期（主要是 1.5 之前），用户界面更加复杂，因为它强调的是这个文件系统，而不是一个完善的 VCS。在过去的几年里，UI 经过了改进，直到它像任何其他系统一样干净且易于使用；然而，关于早期 Git UI 复杂且难以学习的刻板印象仍然存在。

内容寻址的文件系统层非常酷，因此我们将在本章中首先介绍它；然后，您将了解传输机制和存储库维护任务，您最终可能需要处理这些任务。

底层命令与上层命令

本书主要介绍如何使用 Git 的 30 个左右的子命令，例如 checkout、branch、remote 等等。但是，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的 VCS，因此它有许多执行底层工作的子命令，这些子命令被设计成以 UNIX 风格链接在一起或从脚本中调用。这些命令通常被称为 Git 的 “底层（plumbing）” 命令，而更用户友好的命令被称为 “上层（porcelain）” 命令。

正如你现在已经注意到的，本书的前九章几乎完全都在讲解 porcelain 命令。但是在本章中，你将主要学习底层 plumbing 命令，因为它们可以让你访问 Git 的内部运作机制，并帮助你理解 Git 如何以及为何执行其操作。许多这些命令并不是要在命令行上手动使用的，而是作为构建新工具和自定义脚本的构建块。

当你在一个新的或现有的目录中运行 git init 时，Git 会创建一个 .git 目录，几乎所有 Git 存储和操作的东西都位于其中。如果你想备份或克隆你的仓库，将这单个目录复制到其他地方，就能得到几乎所有你需要的东西。本章基本上都在讲解你可以在此目录中看到的内容。这是一个新初始化的 .git 目录的典型外观：

$ 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，但这是一个全新的 git init 仓库 — 这是你默认看到的内容。 description 文件仅供 GitWeb 程序使用，所以不用担心它。 config 文件包含你的项目特定的配置选项，而 info 目录保存着一个全局排除文件，用于存储你不想在 .gitignore 文件中跟踪的忽略模式。 hooks 目录包含你的客户端或服务器端 hook 脚本，这在 Git Hooks 中有详细讨论。

这留下了四个重要的条目：HEAD 和（尚未创建的）index 文件，以及 objects 和 refs 目录。这些是 Git 的核心部分。 objects 目录存储你的数据库的所有内容，refs 目录存储指向该数据中的 commit 对象的指针（分支、标签、远程等等），HEAD 文件指向你当前检出的分支，index 文件是 Git 存储你的暂存区信息的地方。你现在将详细研究这些部分，以了解 Git 如何运作。

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