本質上，git是一套內容定址（content-addressable）檔案系統，而和我們直接接觸的git介面，只不過是封裝在其之上的乙個應用層。這個關係頗有點類似於計算機網路中應用層和下屬層的關係。在git中，那些和應用層相關的命令（也就是我們最常用的命令，如git commit、 git push等），我們稱之為porcelain命令（瓷器之意，意為成品、高階命令）；而和底層相關的命令（幾乎不會在日常中使用，如git hash-object、git update-index等），則稱之為plumbing命令（管道之意，是連線git應用介面和git底層實現的乙個管道，類似於shell，底層命令）。要了解git的底層原理，就需要了解git是如何利用底層命令來實現高層命令的。在此之前，讓我們先來看一下git的目錄結構，和各個檔案在git中的作用。
在作業系統中，我們的倉庫就是乙個資料夾。但是為什麼這些資料夾就是git倉庫呢？這是因為git在初始化的時候會生成乙個.git的資料夾，而git進行版本控制所需要的檔案，則都放在這個資料夾中。在桌面上新建乙個目錄，然後利用命令列在該目錄下執行git init命令即可完成git倉庫的初始化。如果這個時候你看不到.git目錄，這是因為你的作業系統自動隱藏了該資料夾，需要在系統設定中設定隱藏檔案可見。進入.git目錄，便可以看到其中有很多的檔案和資料夾，這每乙個檔案都有各自的作用，下面結合圖1來進行說明。
圖1 .git目錄結構示意圖
在上圖中，第一排的幾個檔案和資料夾是git的核心，而第二排的則是一些不需要特別關注的。核心檔案包括：config檔案、objects資料夾、head檔案、index檔案以及refs資料夾。下面依次對其進行說明。
config檔案：該檔案主要記錄針對該項目的一些配置資訊，例如是否以bare方式初始化、remote的資訊等，通過git remote add命令增加的遠端分支的資訊就儲存在這裡；
objects資料夾：該資料夾主要包含git物件。關於什麼是git物件，將會在下一節進行詳細介紹。git中的檔案和一些操作都會以git物件來儲存，git物件分為blob、tree和commit三種型別，例如git commit便是git中的commit物件，而各個版本之間是通過版本樹來組織的，比如當前的head會指向某個commit物件，而該commit物件又會指向幾個blob物件或者tree物件。objects資料夾中會包含很多的子資料夾，其中git物件儲存在以其sha-1值的前兩位為子資料夾、後38位位檔名的檔案中；除此以外，git為了節省儲存物件所占用的磁碟空間，會定期對git物件進行壓縮和打包，其中pack資料夾用於儲存打包壓縮的物件，而info資料夾用於從打包的檔案中查詢git物件；
head檔案：該檔案指明了git branch（即當前分支）的結果，比如當前分支是master，則該檔案就會指向master，但是並不是儲存乙個master字串，而是分支在refs中的表示，例如ref: refs/heads/master。
index檔案：該檔案儲存了暫存區域的資訊。該檔案某種程度就是緩衝區（staging area），內容包括它指向的檔案的時間戳、檔名、sha1值等；
refs資料夾：該資料夾儲存指向資料（分支）的提交物件的指標。其中heads資料夾儲存本地每乙個分支最近一次commit的sha-1值（也就是commit物件的sha-1值），每個分支乙個檔案；remotes資料夾則記錄你最後一次和每乙個遠端倉庫的通訊，git會把你最後一次推送到這個remote的每個分支的值都記錄在這個資料夾中；tag資料夾則是分支的別名，這裡不需要對其有過多的了解；
git的核心是它的物件資料庫，其中儲存著git的物件，其中最重要的是blob、tree和commit物件，
blob物件實現了對檔案內容的記錄，
tree物件實現了對檔名、檔案目錄結構的記錄，
commit物件實現了對版本提交時間、版本作者、版本序列、版本說明等附加資訊的記錄。
這三類物件，完美實現了git的基礎功能：對版本狀態的記錄。
git引用是指向git物件hash鍵值的類似指標的檔案。通過git引用，我們可以更加方便的定位到某一版本的提交。git分支、tags等功能都是基於git引用實現的。
分支的目的是讓我們可以並行的進行開發。比如我們當前正在開發功能，但是需要修復乙個緊急bug，我們不可能在這個專案正在修改的狀態下修復 bug，因為這樣會引入更多的bug。有了分支的概念，我們就可以新建乙個分支，修復 bug，使新功能與 bug 修復同步進行。
git跟傳統的**管理器（如:svn）不同， 主要區別在於git多了個本地倉庫以及快取區，所以即使無法聯網也一樣能提交**。術語解釋：
工作區間:即我們建立的工程檔案， 在編輯器可直觀顯示；
快取區:只能通過git gui或git shell 視窗顯示，提交**、解決衝突的中轉站；
本地倉庫:只能在git shell 視窗顯示，連線本地**跟遠端**的樞紐，不能聯網時本地**可先提交至該處；
接下來， 我們以三個實際操作的例子講解git的日常，**如何在上述4個區域流動。
當你理解rebase是什麼的時候，最重要的就是什麼時候 不能 用rebase。git rebase的**法則便是，絕不要在公共的分支上使用它。
比如說，如果你在develop分支上，rebase到你的feature分支上會發生什麼：
這次rebase將develop分支上的所有提交都移到了feature分支後面。問題是它只發生在你的**倉庫中，其他所有的開發者還在原來的develop上工作。因為rebase引起了新的提交，git會認為你的develop分支和其他人的develop已經分叉了。
同步兩個develop分支的唯一辦法是把它們merge到一起，導致乙個額外的合併提交和兩堆包含同樣更改的提交。不用說，這會讓人非常困惑。
所以重要的再強調一遍，絕不要在公共的分支上使用它。在你執行git rebase之前，一定要問問你自己「有沒有別人正在這個分支上工作？」。如果答案是肯定的，重新找到乙個無害的方式（如git revert）來提交你的更改。不然的話，你可以隨心所欲地重寫歷史。
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