第1章：直接操纵对象

基础知识

Git对象放在<repo>/objects/中，分四种：

• blob：文件内容，本质是前缀和文件原文

• tree：文件夹内容，本质是经过zlib deflate处理的二进制数组，每个元素包括以下信息：

  • 类型（文件夹040000，普通文件100644，可执行文件100755）

  • 文件名

  • 对应文件（blob）或者文件夹（tree）的SHA1

• commit：本质是经过zlib deflate处理的以\n换行的纯文本，包括以下信息：

  • tree：代表根目录内容的tree的SHA1

  • parent(s)：其他commit的SHA1

  • author：姓名、邮箱、秒时间戳、时区

  • committer：姓名、邮箱、秒时间戳、时区

  • mergetag(s)：见第13章

  • gpgsig：见第13章

  • message：任意字节流

• tag：本质是经过zlib deflate处理的以\n换行的纯文本，包括以下信息：

  • object：给谁做标记，可以是任意对象的SHA1

  • type：object的类型

  • tag：标记名称

  • tagger：姓名、邮箱、秒时间戳、时区

  • message：任意字节流

  • signature：见第13章

本章所有命令都不涉及worktree。后续章节会介绍如何利用worktree来操纵对象（Lv3）。

由于纯手工执行zlib deflate压缩、计算SHA1确实太麻烦，本章不介绍Lv0的对象创建方案， 只介绍Lv1的方案（即使用git hash-object来完成上述过程）。

git init --bare .
# Initialized empty Git repository in /root/

创建blob

• Lv1

echo 'hello' | git hash-object -t blob --stdin -w
# ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a

• Lv2

echo 'hello' > temp-file
git hash-object -t blob temp-file -w
# ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a

查看blob

• Lv0

# 注意：不可将gunzip的输出直接打印到控制台，否则会因为遇到\0而中止
printf '\x1f\x8b\x08\x00\x00\x00\x00\x00' \
| cat - ./objects/ce/013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a \
| gunzip -dc 2>/dev/null | xxd
# 00000000: 626c 6f62 2036 0068 656c 6c6f 0a         blob 6.hello.

• Lv2

git cat-file blob ce01
# hello

• Lv3

# 将git show直接作用在blob上，等价于git cat-file blob
git show ce01
# hello

创建tree

• Lv1

  注意：要先对文件名排序，再使用git hash-object

(printf '100644 name.ext\x00';
echo '0: ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a' | xxd -rp -c 256;
printf '100755 name2.ext\x00';
echo '0: ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a' | xxd -rp -c 256) \
| git hash-object -t tree --stdin -w
# 58417991a0e30203e7e9b938f62a9a6f9ce10a9a

• Lv2

  注意：SHA1和文件名之间必须用tab分隔，在命令行里输入tab的方法是<Ctrl-v><Tab>

git mktree --missing <<EOF
100644 blob ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a$(printf '\t')name.ext
100755 blob ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a$(printf '\t')name2.ext
EOF
# 58417991a0e30203e7e9b938f62a9a6f9ce10a9a

查看tree

• Lv0

# 注意：不可将gunzip的输出直接打印到控制台，否则会因为遇到\0而中止
printf '\x1f\x8b\x08\x00\x00\x00\x00\x00' \
| cat - ./objects/58/417991a0e30203e7e9b938f62a9a6f9ce10a9a \
| gunzip -dc 2>/dev/null | xxd
# 00000000: 7472 6565 2037 3300 3130 3036 3434 206e  tree 73.100644 n
# 00000010: 616d 652e 6578 7400 ce01 3625 030b a8db  ame.ext...6%....
# 00000020: a906 f756 967f 9e9c a394 464a 3130 3037  ...V......FJ1007
# 00000030: 3535 206e 616d 6532 2e65 7874 00ce 0136  55 name2.ext...6
# 00000040: 2503 0ba8 dba9 06f7 5696 7f9e 9ca3 9446  %.......V......F
# 00000050: 4a                                       J

• Lv1

git cat-file tree 5841 | xxd
# 00000000: 3130 3036 3434 206e 616d 652e 6578 7400  100644 name.ext.
# 00000010: ce01 3625 030b a8db a906 f756 967f 9e9c  ..6%.......V....
# 00000020: a394 464a 3130 3037 3535 206e 616d 6532  ..FJ100755 name2
# 00000030: 2e65 7874 00ce 0136 2503 0ba8 dba9 06f7  .ext...6%.......
# 00000040: 5696 7f9e 9ca3 9446 4a                   V......FJ

• Lv2

  使用git ls-tree可以方便地看到文件夹的内容

git ls-tree 5841
# 100644 blob ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a    name.ext
# 100755 blob ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a    name2.ext

• Lv3

  使用git show直接作用在tree上可以看到简化版的文件夹内容

git show 5841
# tree 5841
#
# name.ext
# name2.ext

创建commit

• Lv1

git hash-object -t commit --stdin -w <<EOF
tree 58417991a0e30203e7e9b938f62a9a6f9ce10a9a
author b1f6c1c4 <[e-mail]> 1514736000 +0800
committer b1f6c1c4 <[e-mail]> 1514736000 +0800

The commit message
May have multiple
lines!
EOF
# d4dafde7cd9248ef94c0400983d51122099d312a

• Lv2

GIT_AUTHOR_NAME=b1f6c1c4 \
GIT_AUTHOR_EMAIL=[e-mail] \
GIT_AUTHOR_DATE='1600000000 +0800' \
GIT_COMMITTER_NAME=b1f6c1c4 \
GIT_COMMITTER_EMAIL=[e-mail] \
GIT_COMMITTER_DATE='1600000000 +0800' \
git commit-tree 5841 -p d4da <<EOF
Message may be read
from stdin
or by the option '-m'
EOF
# efd4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd

查看commit

• Lv0

# 注意：不可将gunzip的输出直接打印到控制台，否则会因为遇到\0而中止
printf '\x1f\x8b\x08\x00\x00\x00\x00\x00' \
| cat - ./objects/ef/d4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd \
| gunzip -dc 2>/dev/null | xxd
# 00000000: 636f 6d6d 6974 2032 3539 0074 7265 6520  commit 259.tree 
# 00000010: 3538 3431 3739 3931 6130 6533 3032 3033  58417991a0e30203
# 00000020: 6537 6539 6239 3338 6636 3261 3961 3666  e7e9b938f62a9a6f
# 00000030: 3963 6531 3061 3961 0a70 6172 656e 7420  9ce10a9a.parent 
# 00000040: 6434 6461 6664 6537 6364 3932 3438 6566  d4dafde7cd9248ef
# 00000050: 3934 6330 3430 3039 3833 6435 3131 3232  94c0400983d51122
# 00000060: 3039 3964 3331 3261 0a61 7574 686f 7220  099d312a.author 
# 00000070: 6231 6636 6331 6334 203c 6231 6636 6331  b1f6c1c4 <b1f6c1
# 00000080: 6334 4067 6d61 696c 2e63 6f6d 3e20 3136  [e-mail]> 16
# 00000090: 3030 3030 3030 3030 202b 3038 3030 0a63  00000000 +0800.c
# 000000a0: 6f6d 6d69 7474 6572 2062 3166 3663 3163  ommitter b1f6c1c
# 000000b0: 3420 3c62 3166 3663 3163 3440 676d 6169  4 <b1f6c1c4@gmai
# 000000c0: 6c2e 636f 6d3e 2031 3630 3030 3030 3030  l.com> 160000000
# 000000d0: 3020 2b30 3830 300a 0a4d 6573 7361 6765  0 +0800..Message
# 000000e0: 206d 6179 2062 6520 7265 6164 0a66 726f   may be read.fro
# 000000f0: 6d20 7374 6469 6e0a 6f72 2062 7920 7468  m stdin.or by th
# 00000100: 6520 6f70 7469 6f6e 2027 2d6d 270a       e option '-m'.

• Lv2

  使用git cat-tree可以方便地看到commit本身的内容

git cat-file commit efd4
# tree 58417991a0e30203e7e9b938f62a9a6f9ce10a9a
# parent d4dafde7cd9248ef94c0400983d51122099d312a
# author b1f6c1c4 <[e-mail]> 1600000000 +0800
# committer b1f6c1c4 <[e-mail]> 1600000000 +0800
#
# Message may be read
# from stdin
# or by the option '-m'

• Lv3

  使用git show直接作用在commit上可以看到commit本身及其tree的diff情况

git show efd4~
# commit d4dafde7cd9248ef94c0400983d51122099d312a
# Author: b1f6c1c4 <[e-mail]>
# Date:   Mon Jan 1 00:00:00 2018 +0800
#
#     The commit message
#     May have multiple
#     lines!
#
# diff --git a/name.ext b/name.ext
# new file mode 100644
# index 0000000..ce01362
# --- /dev/null
# +++ b/name.ext
# @@ -0,0 +1 @@
# +hello
# diff --git a/name2.ext b/name2.ext
# new file mode 100755
# index 0000000..ce01362
# --- /dev/null
# +++ b/name2.ext
# @@ -0,0 +1 @@
# +hello

从commit找到tree和blob

• Lv2

# 找到commit efd4对应的tree：
# 注意：运行结果与手动写efd4^{tree}无异
git ls-tree efd4
# 100644 blob ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a    name.ext
# 100755 blob ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a    name2.ext
# 找到commit efd4（对应的tree）的/name.ext：
git ls-tree efd4 -- name.ext
# 100644 blob ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a    name.ext

• Lv3

# 找到commit efd4对应的tree：
# 注意：运行结果与只写efd4有本质差异
git show efd4^{tree}
# tree efd4^{tree}
#
# name.ext
# name2.ext
# 找到commit efd4（对应的tree）的/name.ext：
# 注意语法与git ls-tree完全不同：
# git ls-tree是给定一个tree，可选地根据路径找到另一个tree或者tree的行
# git show是给定一个对象，自动判断类型并展示
git show efd4:name.ext
# hello

创建tag

注意：你可以让tag指向tag，虽然没有什么卵用

• Lv1 模仿commit的创建方法即可创建

• Lv2

git mktag <<EOF
object efd4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd
type commit
tag simple-tag
tagger b1f6c1c4 <[e-mail]> 1527189535 +0000

The tag message
EOF
# aba3692b60790d098d3f6682555214f3bf09f7da

• Lv3

  特别注意：git tag -a命令不仅仅创建了tag对象，还建立了新的引用在refs/tags/the-tag。

# 该命令没有输出
GIT_COMMITTER_NAME=b1f6c1c4 \
GIT_COMMITTER_EMAIL=[e-mail] \
GIT_COMMITTER_DATE='1600000000 +0800' \
git tag -a -m 'The tag message' the-tag efd4:name.ext
# 需要用如下命令找到新创建的对象
git rev-parse the-tag
# 9cb6a0ecbdc1259e0a88fa2d8ac4725195b4964d

查看tag

• Lv0 模仿commit的查看方法即可

• Lv2

git cat-file tag 9cb6
# object ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a
# type blob
# tag the-tag
# tagger b1f6c1c4 <[e-mail]> 1600000000 +0800
#
# The tag message
# 注意：如果想要查看tag指向的对象，只需要修改type即可：
git cat-file blob 9cb6
# hello

• Lv3

# 注意：git show同时显示tag本身和tag指向的对象的信息
git show 9cb6
# tag the-tag
# Tagger: b1f6c1c4 <[e-mail]>
# Date:   Sun Sep 13 20:26:40 2020 +0800
#
# The tag message
# hello

检查文件系统

查找并删除无用对象：（有一定危险，可能会删掉有用的东西）

• Lv2

(git update-ref HEAD efd4)
git count-objects
# 6 objects, 24 kilobytes
# 列出没有在任何引用中使用的对象
git fsck --unreachable
# unreachable tag aba3692b60790d098d3f6682555214f3bf09f7da
# 列出没有在任何引用或对象中使用的对象
git fsck
# dangling tag aba3692b60790d098d3f6682555214f3bf09f7da
# 删除以上（**有一定危险，可能会删掉有用的东西**）
git prune
git count-objects
# 5 objects, 20 kilobytes
git fsck --unreachable
git fsck

检查文件系统完整性：

• Lv2

mv objects/ce/013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a ../evil
git fsck --connectivity-only
# broken link from     tag 9cb6a0ecbdc1259e0a88fa2d8ac4725195b4964d
#               to    blob ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a
# missing blob ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a
mv ../evil objects/ce/013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a
git fsck --connectivity-only

“修改”对象

Git对象本身是无法修改的，但是Git提供了一种机制使得我们可以用一个新的对象来覆盖某个现成对象， 在访问原对象的时候会被自动定向到新的对象中。

若要将efd4替换为另外的一个commit，首先先创建一个commit：

git hash-object -t commit --stdin -w <<EOF
tree 58417991a0e30203e7e9b938f62a9a6f9ce10a9a
parent d4dafde7cd9248ef94c0400983d51122099d312a
author Mx. Evil <[e-mail]> 1600000000 -0400
committer Mx. Evil <[e-mail]> 1600000000 -0400

OOF.. This is a fake one... hahahaha!
EOF
# 9f3162e7fd9f1d41b704c0064c62714d7e699643

添加replace

• Lv0

mkdir -p refs/replace/
echo '9f3162e7fd9f1d41b704c0064c62714d7e699643' >refs/replace/efd4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd

• Lv2

(git replace --delete efd4 >/dev/null)
git replace -f efd4 9f31

注意：若成环会导致错误

(git replace --delete efd4 >/dev/null)
git replace -f efd4 9f31
git replace -f 9f31 efd4
git cat-file commit efd4
# fatal: replace depth too high for object efd4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd
(git replace --delete 9f31 >/dev/null)

• Lv3

  无需提前创建，直接使用vim方便地修改对象：（此时要求新旧对象类型一致）

git replace --edit efd4

列出所有replace

• Lv3

git replace -l --format=long
# efd4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd (commit) -> 9f3162e7fd9f1d41b704c0064c62714d7e699643 (commit)

分别访问新旧对象

除非使用Lv0方式或者--no-replace-objects，否则访问efd4的时候总会被重定向到9f31：

• Lv2

git cat-file commit efd4
# tree 58417991a0e30203e7e9b938f62a9a6f9ce10a9a
# parent d4dafde7cd9248ef94c0400983d51122099d312a
# author Mx. Evil <[e-mail]> 1600000000 -0400
# committer Mx. Evil <[e-mail]> 1600000000 -0400
#
# OOF.. This is a fake one... hahahaha!
# 注意--no-replace-objects是总的参数，不是cat-file自己的
git --no-replace-objects cat-file commit efd4
# tree 58417991a0e30203e7e9b938f62a9a6f9ce10a9a
# parent d4dafde7cd9248ef94c0400983d51122099d312a
# author b1f6c1c4 <[e-mail]> 1600000000 +0800
# committer b1f6c1c4 <[e-mail]> 1600000000 +0800
#
# Message may be read
# from stdin
# or by the option '-m'

• Lv3

git show efd4
# commit efd4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd
# Author: Mx. Evil <[e-mail]>
# Date:   Sun Sep 13 08:26:40 2020 -0400
#
#     OOF.. This is a fake one... hahahaha!
git --no-replace-objects show efd4
# commit efd4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd
# Author: b1f6c1c4 <[e-mail]>
# Date:   Sun Sep 13 20:26:40 2020 +0800
#
#     Message may be read
#     from stdin
#     or by the option '-m'

取消replace，保留新旧两个对象

• Lv0

rm -f refs/replace/efd4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd

• Lv3

(git replace -f efd4 9f31)
git replace --delete efd4
# Deleted replace ref 'efd4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd'

给对象添加备注

Git支持给任意对象添加备注，其本质是一个commit，其tree列出了备注内容blob和对应的对象SHA1（作为文件名）。 每个对象至多有一个备注。

添加备注

• Lv1

echo 'additional notes' | git hash-object -t blob --stdin -w
# 095f841daf9333f3addfbc44d49efab0be903bfe
git mktree <<EOF
100644 blob 095f841daf9333f3addfbc44d49efab0be903bfe$(printf '\t')efd4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd
EOF
# 9b13933df415639aefdd0ac135b9f68fbdad8bac
git hash-object -t commit --stdin -w <<EOF
tree 9b13933df415639aefdd0ac135b9f68fbdad8bac
author author <[e-mail]> 1234567890 +0800
committer committer <[e-mail]> 1514736120 +0800

Notes added by 'git notes add'
EOF
# a692dfc071d3e1043cb69b57d5f43b01335066f3
mkdir -p ./refs/notes/
echo 'a692dfc071d3e1043cb69b57d5f43b01335066f3' >>./refs/notes/commits

• Lv3

GIT_AUTHOR_NAME=author \
GIT_AUTHOR_EMAIL=[e-mail] \
GIT_AUTHOR_DATE='1234567890 +0800' \
GIT_COMMITTER_NAME=committer \
GIT_COMMITTER_EMAIL=[e-mail] \
GIT_COMMITTER_DATE='1514736120 +0800' \
git notes add -f -m 'notes for blob' ce01

git notes edit会打开vim并编辑notes。

查看备注

• Lv2

git cat-file commit refs/notes/commits
# tree 7a83bc1272e9f212118152c47f239c9b9482d0de
# parent a692dfc071d3e1043cb69b57d5f43b01335066f3
# author author <[e-mail]> 1234567890 +0800
# committer committer <[e-mail]> 1514736120 +0800
#
# Notes added by 'git notes add'
git ls-tree refs/notes/commits
# 100644 blob c5a9a385e3dbe4e65d6db1957bfe18dbf85c517c    ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a
# 100644 blob 095f841daf9333f3addfbc44d49efab0be903bfe    efd4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd
git cat-file blob 095f
# additional notes
git cat-file blob c5a9
# notes for blob

• Lv3

git notes list
# c5a9a385e3dbe4e65d6db1957bfe18dbf85c517c ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a
# 095f841daf9333f3addfbc44d49efab0be903bfe efd4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd
git notes show efd4
# additional notes
git notes show ce01
# notes for blob
git show efd4
# commit efd4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd
# Author: b1f6c1c4 <[e-mail]>
# Date:   Sun Sep 13 20:26:40 2020 +0800
#
#     Message may be read
#     from stdin
#     or by the option '-m'
#
# Notes:
#     additional notes

删除备注

• Lv1

git ls-tree refs/notes/commits | sed '/efd4f82f6151bd20b167794bc57c66bbf82ce7dd/d' | git mktree
# 121f227d991dbea1913c226305db1aa724ae72df
git hash-object -t commit --stdin -w <<EOF
tree 121f227d991dbea1913c226305db1aa724ae72df
author author <[e-mail]> 1234567890 +0800
committer committer <[e-mail]> 1514736120 +0800

Notes added by 'git notes add'
EOF
# cb132dbe2c9e9f8d684452078ba659242d5b9cb7
git update-ref refs/notes/commits cb132dbe2c9e9f8d684452078ba659242d5b9cb7
git notes list
# c5a9a385e3dbe4e65d6db1957bfe18dbf85c517c ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a

• Lv3

# 由于需要重新创建commit，必须指定author和committer
GIT_AUTHOR_NAME=author \
GIT_AUTHOR_EMAIL=[e-mail] \
GIT_AUTHOR_DATE='1234567890 +0800' \
GIT_COMMITTER_NAME=committer \
GIT_COMMITTER_EMAIL=[e-mail] \
GIT_COMMITTER_DATE='1514736120 +0800' \
git notes remove ce01
# Removing note for object ce01
git notes list

总结

• Lv1

  • git hash-object -t <type> [--stdin|<file>] -w

• Lv2

  • git mktree --missing

  • git commit-tree <tree> -m <message> [-p <parent>]*

  • git mktag

  • git cat-file <type> <SHA1>

  • git ls-tree <SHA1> -- [<path>]

  • git count-objects

  • git fsck [--unreachable] [--connectivity-only]

  • git prune - 有一定危险，可能会删掉有用的东西

  • git replace -f <original> <replacement>

• Lv3

  • git tag -a -m <message> <name> <object> - 同时创建新引用在refs/tags/<name>

  • git show <commit>

  • git show <tree> - 如HEAD^{tree}

  • git show <blob> - 如HEAD:index.js

  • git replace --edit <original>

  • git replace -l --format=long

  • git replace --delete <original>

  • git notes add | list | show <object> | remove <object>