Git 的工作區、暫存區、版本庫

大家都知道，在 Git 系統中有 “三棵樹” 的概念。

注意：“樹” 在這里的意思是 “文件集合”，而不是指特定的數據結構。

基本概念

樹用途

HEAD（版本庫）	上一次提交的快照，下一次提交的父結點
Index（暫存區）	預期的下一次提交的快照
Working Directory（工作區）	沙盒

HEAD

HEAD 是當前分支引用的指針，它總是指向該分支上的最后一次提交。 這表示 HEAD 將是下一次提交的父結點。 通常，可以把 HEAD 看做你的上一次提交的快照。可以簡單理解為： HEAD 指向分支（branch），分支指向提交。

Index

Index（索引，或暫存區）是你預期的下一次提交。這就是當你運行 git commit 時 Git 看起來的樣子。Git 將上一次檢出到工作目錄中的所有文件填充到 Index，之后你會將其中一些文件替換為新版本，接著通過 git commit 將它們轉換為樹來用作新提交。

工作目錄

另外兩棵樹以一種高效但并不直觀的方式，將它們的內容存儲在 .git 文件夾中。工作目錄會將它們解包為實際的文件以便編輯。 你可以把工作目錄當做 “沙盒”，在你將修改提交到暫存區并記錄到歷史之前，可以隨意更改。

工作區、暫存區、版本庫原理圖

在這個圖中，可以看到部分 Git 命令是如何影響工作區和暫存區的。

圖中左側為工作區，右側為版本庫。在版本庫中標記為 index 的區域是暫存區。標記為master的是master分支所代表的目錄樹。

圖中可以看出此時HEAD實際是指向master分支的一個“游標”。所以圖示的命令中出現HEAD的地方可以用master來替換。

圖中的 objects 標識的區域為 Git 的對象庫，實際位于 .git/objects目錄下。

當對工作區修改（或新增）的文件執行 git add命令時，暫存區的目錄樹被更新，同時工作區修改（或新增）的文件內容被寫入到對象庫中的一個新的對象中，而該對象的 ID 被記錄在暫存區的文件索引中。

當執行提交操作 git commit 時，暫存區的目錄樹被寫到版本庫（對象庫）中，master 分支會做相應的更新。即 master 最新指向的目錄樹就是提交時原暫存區的目錄樹。

當執行git reset HEAD命令時，暫存區的目錄樹會被重寫，被 master 分支指向的目錄樹所替換，但是工作區不受影響。

當執行git rm --cached <file>命令時，會直接從暫存區刪除文件（可以理解為取消跟蹤），工作區則不做出改變。

當執行git checkout -- <file>命令時，會用暫存區指定的文件替換工作區的文件。這個操作很危險，會清除工作區中未添加到暫存區的改動。舉例來說：命令git checkout -- readme.txt意思就是把readme.txt文件在工作區的修改全部撤銷，這里有兩種情況：一是readme.txt自修改后還沒有被放到暫存區，現在，撤銷修改就回到和版本庫一模一樣的狀態；一種是readme.txt已經添加到暫存區，之后又作了修改，現在，撤銷修改就回到添加到暫存區時的狀態。

當執行git checkout HEAD 或者 git checkout HEAD <file> 命令時，會用 HEAD 指向的 master 分支中的全部或者部分文件替換暫存區和以及工作區中的文件。注意，前者對工作目錄是安全的，Git 會通過檢查來確保不會將已更改的文件弄丟；但是后者就危險了，也許會覆蓋工作目錄中對應的文件！

當執行 git reset HEAD <file> 命令時，它本質上只是將 file 從 HEAD 復制到索引中（可以理解為“取消暫存文件” ）。

當執行 git reset --hard HEAD 時，會用 HEAD 指向的 master 分支中的全部文件替換暫存區以及工作區中的文件。也就是說你撤銷了最后的提交（git commit ）、git add 和工作目錄中的所有工作，這樣做也是危險的，除非你真的想這么做。

也許你會問，git reset --hard HEAD 和 git checkout HEAD 這兩個命令有什么區別呢？感覺它們干的事情差不多啊。其實還有很大區別的，具體可以參考我的博文 git checkout 和 git reset 的區別

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參考資料

【1】 廖雪峰：https://www.liaoxuefeng.com/wiki/

【2】《Git 權威指南》

【3】《Pro Git》（Scott Chacon, Ben Straub Version 2.1.14, 2018-05-19）

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Git 的工作区、暂存区、版本库—— Git 学习笔记 15的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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