刚开始使用git的时候，总想拿git来和cvs或者svn来作对比，但不久后发现这个想法本身就是错的，git完全就是另外一种物种，一种本属于未来的物种。它的对象存储方式，快照，分支等，都是完全不同的。
相信每个使用git的人，都想了解git内存文件的存储对象，快照，提交在历史和分支等内部的原理。都想知道它是否有传说中的那么强大？
Git 对象
先从本地创建一个空git仓库开始
$ mkdir test $ cd test $ git init Initialized empty Git repository in /Users/lyc/Desktop/test/.git/
这时会发现目录下只有一个.git文件夹，进去后长这样
.git/ |--HEAD |--config |--description |--hooks | |--applypatch-msg.sample | |--commit-msg.sample | |--post-commit.sample | |--post-receive.sample | |--post-update.sample | |--pre-applypatch.sample | |--pre-commit.sample | |--pre-rebase.sample | |--prepare-commit-msg.sample | |--update.sample |--info | |--exclude |--objects | |--info | |--pack |--refs
- description文件仅供GitWeb使用，不用关心它。
- config文件包含了项目特有的配置选项，如最常用的用户名和邮箱。
- info目录保存了一份不希望在 .gitignore 文件中管理的忽略模式 (ignored patterns) 的全局可执行文件。这个用得比较少，也不用太关心。
- hooks目录保存了客户端或服务端钩子脚本，一般我们都是用默认的，很少改，也不用太关心。
因此，我们需要重点关心另外四个重要的文件或目录：HEAD和index文件，objects和refs目录，因为它们是Git的核心：
- objects 目录存储所有数据内容。
- refs 目录存储指向数据 (分支) 的提交对象的指针。
- HEAD 文件指向当前分支。
- index 文件保存了暂存区域信息。
刚初使化的一个 Git 仓库， objects 目录是空的：
$ find .git/objects .git/objects .git/objects/info .git/objects/pack
Git 初始化了 objects 目录，同时在该目录下创建了 pack 和 info 子目录，但是该目录下没有其他常规文件
接下来，我们新建一个文件test1.txt，内容为test1，并把它加入暂存区
$ echo test1 > test1.txt $ git add test1.txt
发现.git目录下多了2个文件，且内容都为字节码：
.git/ |--index |--objects | |--a5 | | |-- bce3fd2565d8f458555a0c6f42d0504a848bd5
$ find .git/objects .git/objects .git/objects/a5 .git/objects/a5/bce3fd2565d8f458555a0c6f42d0504a848bd5 .git/objects/info .git/objects/pack
在.git目录下多了一个index文件
在objects下面多了一个a5文件夹，文件夹下有一个文件名为bce3fd2565d8f458555a0c6f42d0504a848bd5的文件
使用如下命令查看test1.txt的hash值
$ git hash-object test1.txt a5bce3fd2565d8f458555a0c6f42d0504a848bd5
发现结果的前2位是文件夹的名字，后38位是文件的名字。
a5bce3fd2565d8f458555a0c6f42d0504a848bd5这个文件是用zlib压缩的
通过git cat-file 命令可取出文件存储的内容
$ git cat-file -p a5bce3fd2565d8f458555a0c6f42d0504a848bd5 test1
内容就是test1.txt的文件内容
看看index文件，刚刚了解了index 文件保存了暂存区域信息， 用git ls-files —stage命令可查看index内容
$ git ls-files --stage 100644 a5bce3fd2565d8f458555a0c6f42d0504a848bd5 0 test1.txt
此时index保存的就是新加入暂存区的文件快照
gitt使用'blob ' + len(content) + ' ' + content作为文件内容，其sha1值的前2位作为文件夹名，后38位作为文件名
Tree（树）对象
接下去来看 tree 对象，tree 对象可以存储文件名，同时也允许存储一组文件。Git 以一种类似 UNIX 文件系统但更简单的方式来存储内容。所有内容以 tree 或 blob 对象存储，其中 tree 对象对应于 UNIX 中的目录，blob 对象则大致对应于 inodes 或文件内容。一个单独的 tree 对象包含一条或多条 tree 记录，每一条记录含有一个指向 blob 或子 tree 对象的 SHA-1 指针，并附有该对象的权限模式 (mode)、类型和文件名信息。
现在把test1.tst提交，作为仓库的第一次提交
$ git commit -m "first commit" [master (root-commit) a3951d5] first commit 1 file changed, 1 insertion(+) create mode 100644 test1.txt
发现在objects目录下多了两个文件夹，文件夹下面是对面的sha1文件
$ find .git/objects .git/objects .git/objects/a3 .git/objects/a3/951d57b1413275b171d967fa67fd90eecff648 .git/objects/a5 .git/objects/a5/bce3fd2565d8f458555a0c6f42d0504a848bd5 .git/objects/c0 .git/objects/c0/da834e42dcbf7b2b1c4a97925bef105d3863a3 .git/objects/info .git/objects/pack
分别查看一下内容
$ git cat-file -p a3951d57b1413275b171d967fa67fd90eecff648 tree c0da834e42dcbf7b2b1c4a97925bef105d3863a3 author lyc <yechenli2009@gmail.com> 1444534714 +0800 committer lyc <yechenli2009@gmail.com> 1444534714 +0800 first commit $ git cat-file -p c0da834e42dcbf7b2b1c4a97925bef105d3863a3 100644 blob a5bce3fd2565d8f458555a0c6f42d0504a848bd5 test1.txt
其中第一个是commit对象，第二个是tree对象
这个tree对象可以认为是git仓库的根目录，类似unix文件系统中的"/"。
Commit（提交）对象
我们在根目录新建一个文件夹temp,在temp下面添加一个文件test2.txt，文件内容为test2，并提交
$ mkdir temp $ cd temp/ $ echo "test2" > test2.txt $ git add temp $ git commit -am “second commit"
发现objects下面又多了4个文件夹，以及文件夹下对面的sha-1文件
$ find .git/objects .git/objects .git/objects/18 .git/objects/18/0cf8328022becee9aaa2577a8f84ea2b9f3827 .git/objects/35 .git/objects/35/592c587f70cf6ec1b99bb382bec2ef92f83396 .git/objects/9e .git/objects/9e/7b8054ac3ca530d8e69556dff5903cdcbdc4d3 .git/objects/a3 .git/objects/a3/951d57b1413275b171d967fa67fd90eecff648 .git/objects/a5 .git/objects/a5/bce3fd2565d8f458555a0c6f42d0504a848bd5 .git/objects/c0 .git/objects/c0/da834e42dcbf7b2b1c4a97925bef105d3863a3 .git/objects/d2 .git/objects/d2/5d2289339c751ff3f7e1ef1865a58c71d0f51c .git/objects/info .git/objects/pack
通过git log命令来查看提交历史
$ git log commit d25d2289339c751ff3f7e1ef1865a58c71d0f51c Author: lyc <yechenli2009@gmail.com> Date: Sun Oct 11 13:54:00 2015 +0800 second commit commit a3951d57b1413275b171d967fa67fd90eecff648 Author: lyc <yechenli2009@gmail.com> Date: Sun Oct 11 11:38:34 2015 +0800 first commit
发现最后一次提交的sha-1文件是d25d2289339c751ff3f7e1ef1865a58c71d0f51c，对应文件是
.git/objects/d2/5d2289339c751ff3f7e1ef1865a58c71d0f51c
我们查看d25d2289339c751ff3f7e1ef1865a58c71d0f51c里的内容
$ git cat-file -p d25d2289339c751ff3f7e1ef1865a58c71d0f51c tree 35592c587f70cf6ec1b99bb382bec2ef92f83396 parent a3951d57b1413275b171d967fa67fd90eecff648 author lyc <yechenli2009@gmail.com> 1444542840 +0800 committer lyc <yechenli2009@gmail.com> 1444542840 +0800 second commit
发现其中；
tree 35592c587f70cf6ec1b99bb382bec2ef92f83396 是本次提交指向的tree对象（即根目录）对应文件是
.git/objects/35/592c587f70cf6ec1b99bb382bec2ef92f83396
parent a3951d57b1413275b171d967fa67fd90eecff648是第二次提交指向第一次提交对象的指针
author和committer分别是作者是提交者
再来看 35592c587f70cf6ec1b99bb382bec2ef92f83396文件的内容
$ git cat-file -p 35592c587f70cf6ec1b99bb382bec2ef92f83396 040000 tree 9e7b8054ac3ca530d8e69556dff5903cdcbdc4d3 temp 100644 blob a5bce3fd2565d8f458555a0c6f42d0504a848bd5 test1.txt
这个tree对象也指向一个tree对象和一个blod对象，分别代表temp目录和test1.txt文件的sha1文件
这一行 040000 tree 9e7b8054ac3ca530d8e69556dff5903cdcbdc4d3 temp 的对应文件是
.git/objects/9e/7b8054ac3ca530d8e69556dff5903cdcbdc4d3
再继续看tree对象9e7b8054ac3ca530d8e69556dff5903cdcbdc4d3里面的内容
$ git cat-file -p 9e7b8054ac3ca530d8e69556dff5903cdcbdc4d3 100644 blob 180cf8328022becee9aaa2577a8f84ea2b9f3827 test2.txt
文件内容中只有一个指向blob对象的指针（即test1.txt对象的sha1文件），对应的文件为
.git/objects/18/0cf8328022becee9aaa2577a8f84ea2b9f3827
至此，新增加的4个文件的关系已找到。
两次提交的关系如图：
这就是git的对象系统，本质上是一个key-value的内容寻址文件系统。
当用git add命令把一个文件或者目录添加到git跟踪的时候，会生成一个blob对象或者tree对象
当用git commit 来提交的时候，会创建一个commit对象，commit包含了提交者信息，还包含一个指向仓库根目录的tree对象。
然后tree对象再包含指向文件的blob对象或者子目录tree对象