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Git基础

pubDate: 2026-07-09

lastModified: 2026-07-24

Written by: Jack-S-H

本文将按照提交变更的工作流程，说明Git部分底层原理，适合Git初学者，建议跟随本文实际操作，可以更容易理解文章内容。

Git

learning

初级

初始化仓库

让我们从这条命令开始探索Git的世界。

git init git-learning

这条命令会在当前目录新建一个gitlearning文件夹，并在其中构建一个.git目录

cd git-learning/.git

ls
config description HEAD hooks/ info/ objects/ refs/

object/：用于存储对象文件，项目数据都存储在这里

Git有3种对象文件：Blob、Tree、Commit，分别存放文件内容、层次结构、版本历史记录。这是本文的关键内容，下面将逐个进行解释。

info/、pack/：这两个文件夹在Git优化时会使用，一般来说不用管

refs/：指针仓库，包含heads/、remotes/、tags/ ，分别存放本地分支、远程分支、tag。

info/：Git辅助信息目录，其中的exclude文件的作用类似.gitignore。

hooks：存放hook脚本，如pre-commit等，可以在特定的Git事件之前自动执行自定义脚本。

HEAD：当前工作分支的引用。

config：Git配置文件，包含用户信息，远程仓库地址等数据

git add <文件名>

新建一个文件，然后使用这条命令将文件加入暂存区

也可以使用.，表示将所有文件加入暂存区。

git add .

对.git文件夹的影响：

  1. 在objects中生成Blob对象

  2. 修改index文件，记录文件信息。

index：这个文件包含了整个目录树，也可以称之为暂存区，只有在首次暂存文件后被创建。

解释一下下面这条命令的输出：文件权限、哈希值、阶段号、文件路径

git ls-files --stage
100644 30d74d258442c7c65512eafab474568dd706c430 0       test.txt

生成Blob：对于add的每一个文件，Git使用SHA-1和文件内容生成哈希值，在objects目录下，使用哈希值的前两位命名子目录，在子目录中生成一个Blob对象，使用剩下38位命名。

不过有的时候，Git不会为一个文件生成Blob，为什么会这样？让我们先了解一下Blob是什么。

Blob

全称是binary large object，是文件内容的完整复制，每个文件都对应一个Blob，是对文件内容进行压缩后的二进制文件，不包含任何元数据，甚至是文件名

这样设计的一个好处就是两个内容完全相同的文件可以复用同一个Blob，无论文件的路径和名称如何变化，这是一个非常高效的去重设计，这也是为什么有时候Git可以不为暂存的文件生成Blob。

既然Blob不存储文件名，你觉得文件名会存储在哪里？

git cat-file <哈希值>：这条命令可以查看git对象的数据，-p参数输出文件内容，-t参数输出对象类型

git cat-file -t 30d74d258442c7c65512eafab474568dd706c430
blob

git cat-file -p 30d74d258442c7c65512eafab474568dd706c430
test

使用命令时，不需要输入完整的哈希值，最少只需使用4位哈希值。

git commit

之前使用了git add将文件暂存，现在可以提交变更，并附加提交说明。

git commit -m "first commit"

[master cdff5ec] first commit
 1 file changed, 1 insertion(+)
 create mode 100644 test2.txt

  1. 提交变更后，Git会在objects文件夹中生成一个Commit对象，为每个目录层级生成一个Tree对象。

  2. refs\heads目录下的分支文件更新，内容变成新Commit对象的哈希值

这个文件作为指针，可以直接查看，本质上是文本文件，内容是当前Commit的哈希值。

  1. index文件中的一些信息会被更新

Tree

Tree对象可以存储Blob和其他Tree对象，用来构建文件和子目录的完整层次结构。

git cat-file e5e92b97d6c9add7460cf898ca57afbdb2c8815c -p
100644 Blob f73693a16cdf594532ee4c423a46d32ce3430c4e    first.txt

树对象中有文件权限，对象类型、哈希值和文件名

之前我们有一个疑问，文件名称存储在哪里？答案就是Tree对象。

Commit

Commit对象将一个个版本历史节点串在了一起,可以使用之前提交时返回的哈希值，也可以使用git log列出所有的Commit对象。

git log
commit 8b6185ac0d3d8a743521ed08c1227fd881324481 (HEAD -> master)
Author: Jack-S-H <58410600+Jack-S-H@users.noreply.Github.com>
Date:   Wed Jul 8 16:03:05 2026 +0800

    first commit
    
git cat-file 8b6185ac0d3d8a743521ed08c1227fd881324481 -p
tree e5e92b97d6c9add7460cf898ca57afbdb2c8815c
author Jack-S-H <58410600+Jack-S-H@users.noreply.Github.com> 1783497785 +0800
committer Jack-S-H <58410600+Jack-S-H@users.noreply.Github.com> 1783497785 +0800

first commit

Commit对象中有作者、提交者、提交日期和提交消息

还有一个Tree对象

第二次及以后的Commit对象还会多一个上次提交的哈希值

parent 8b6185ac0d3d8a743521ed08c1227fd881324481

这些对象类型以哈希值命名，所以非常难记，但是我们可以为Commit对象创建别名——他们本质是指向Commit对象的引用（References）。

分支（Branch）

分支是指向Commit对象的指针，是Commit的引用，每个分支都是一个文件，存储在refs/中，而每个分支的文件内容，就是对应Commit对象的哈希值，代表这个分支的最新一次提交。

cat master
c751429b4da18797552c5b86cebad84a71c23422

分支也有引用——HEAD，这个文件在文章开头也有提到过，保存当前工作分支的路径，意思是指向当前工作的分支的指针。

cat HEAD
ref: refs/heads/master

标签

和分支类似，文件存储在refs/tags/中，不同的是Tag文件在创建后无法再修改，也就是说Tag是一个分支的不可变引用

使用以下命令可以创建tag或显示所有tag

git tag first

git tag
first

总结

Blob存储文件内容，Tree存储目录结构，Commit存储版本记录，连接所有内容，非常优秀的功能解耦，非常优雅

Git每次提交都会生成Blob、Commit、Tree，所以Git管理的历史版本记录了非常完整的数据

对象只增不减，只有在gc时才会处理悬空提交，之后对象文件夹中的info和pack文件夹中会出现新文件

运行gc后观察到的文件变化：refs/：heads清空了，logs/：heads被修改了，info/：refs、packed-refs、index、orig_head被修改了

Git是一个很有趣的东西，你不需要Gitee，Gitlab，甚至不要Git，只需要ssh就可以实现一个Git服务器（我之后可能会发布一篇关于这个的文章）

参考：

How Git Internally Works

Book