github、gitlab等這樣的代碼托管平臺的普及，讓git成為了一個備受關注的版本控制工具，也讓越來越多的人了解了git的工作原理。然而，了解git的表象僅僅是為了使用git，真正的了解git，還需要了解git底層的處理流程。
Git底層結構概述
Git是一種分布式版本控制系統，與之對應的就是集中式版本控制系統（比如svn），因為Git的分布式特性，每一個Git倉庫都是一個完整的倉庫。
Git的工作目錄中包含了Git倉庫對象和工作樹兩部分內容，Git倉庫對象和工作樹的狀態可以分別與別名、硬鏈接和軟鏈接的關系進行類比。
Git的底層文件存儲方式
Git的底層文件存儲技術主要分兩個方面：
- 對象存儲
- 可壓縮文件格式的使用
對象存儲
Git將所有的代碼變動保存為一個個的對象，其中關鍵的對象是blob、tree和commit。其中，blob是代碼內容的快照，tree是一組文件和目錄的快照，commit則是代碼變動的快照。
細心的讀者會發現，這些對象與linux系統中的inode機制有些類似，一個inode文件節點可以代表一個文件或者目錄，一個inode文件節點包含了磁盤塊號等信息。而在Git中，blob即是inode文件節點中針對文件內容的快照對象，tree則是inode目錄的快照對象，commit則是多個inode文件節點組合而成的版本快照。
在Git中，對象通常以SHA1哈希值的形式表示。SHA1哈希值是由40個字符組成的16進制字符串。Git使用SHA1哈希值來給每個版本、每個文件和目錄以及每個提交分配一個唯一的標識符。
可壓縮文件格式的使用
Git底層采用的是在文件的基礎上增加一部分元數據的方式來處理代碼變動的技術。元數據往往是一些中間狀態，比如兩個commit之間的變動信息，這些信息可以被壓縮成小文件，并且在需要的時候再進行解壓縮。
Git使用的默認文件格式是packfile格式。Packfile是一種高度壓縮的Git對象存儲格式，可以將多個對象歸檔到單個文件中，以便Git執行跨網絡操作時進行傳輸。
Git的底層核心處理流程
在前面的內容中，我們詳細了解了Git對象和底層文件存儲技術，接下來我們將進入Git底層的核心處理流程。
Git的初始化流程
- 建立目錄 .git/
- 建立子目錄 .git/Objects/
- 建立子目錄 .git/refs/
- 建立一個空的HEAD文件
- 建立一個空的index文件
Git的基礎文件命令
這里首先對Git的各種基礎文件命令進行簡要介紹：
- hash-object命令：用來將文件轉成Git對象。
- cat-file命令：用來顯示Git對象的內容。
- ls-tree命令：用來顯示某個Git tree的內容。
- update-index命令：用來將文件或目錄添加到Git index中。
- write-tree命令：用來將Git index轉成一個Git tree對象。
Git的提交流程
Git的提交流程依然是由三個字段組成：Blob、Tree、Commit。
- Blob：用來表示代碼中每一個文件的元數據，包括文件名、文件類型、當然還有SHA1哈希值等。
- Tree：在上一步的Blob的基礎上，將相應的文件和目錄進行組裝，形成一個快照樹，保存在一個Git節點中。
- Commit：組裝上述兩個對象加上提交的用戶信息，形成一個版本快照。
在上述幾個步驟中，有一些需要注意的地方，比如在進行Blob轉換的時候，需要加上-g參數。
Git的分支流程
在Git中，分支就是互相獨立的指針，指向最后一個提交對象。分支有本地分支和遠程分支兩種。
在本地分支創建完成之后，增加新的提交就會自動移動HEAD指向最新的提交。這期間通過checkout命令來實現在不同分支之間的切換。遠程分支是指在不同本地庫之間進行代碼協作的方式。
總結
本文從Git的底層文件存儲方式和Git的底層核心處理流程兩個方面對Git底層的處理流程進行了詳細的闡述。通過對Git對象和底層文件存儲技術的講解，我們了解到Git的底層架構。本文還介紹了Git底層核心處理流程，包括Git的初始化流程、Git的基礎文件命令、Git的提交流程和Git的分支流程。通過對Git底層的處理流程的深入了解，我們可以更好地理解Git的運行機制，并更加高效地利用Git進行版本控制。
