GitHub、GitLab等这样的代码托管平台的普及，让Git成为了一个备受关注的版本控制工具，也让越来越多的人了解了Git的工作原理。然而，了解Git的表象仅仅是为了使用Git，真正的了解Git，还需要了解Git底层的处理流程。
Git底层结构概述
Git是一种分布式版本控制系统，与之对应的就是集中式版本控制系统（比如SVN），因为Git的分布式特性，每一个Git仓库都是一个完整的仓库。
Git的工作目录中包含了Git仓库对象和工作树两部分内容，Git仓库对象和工作树的状态可以分别与别名、硬链接和软链接的关系进行类比。
Git的底层文件存储方式
Git的底层文件存储技术主要分两个方面：
- 对象存储
- 可压缩文件格式的使用
对象存储
Git将所有的代码变动保存为一个个的对象，其中关键的对象是blob、tree和commit。其中，blob是代码内容的快照，tree是一组文件和目录的快照，commit则是代码变动的快照。
细心的读者会发现，这些对象与Linux系统中的inode机制有些类似，一个inode文件节点可以代表一个文件或者目录，一个inode文件节点包含了磁盘块号等信息。而在Git中，blob即是inode文件节点中针对文件内容的快照对象，tree则是inode目录的快照对象，commit则是多个inode文件节点组合而成的版本快照。
在Git中，对象通常以SHA1哈希值的形式表示。SHA1哈希值是由40个字符组成的16进制字符串。Git使用SHA1哈希值来给每个版本、每个文件和目录以及每个提交分配一个唯一的标识符。
可压缩文件格式的使用
Git底层采用的是在文件的基础上增加一部分元数据的方式来处理代码变动的技术。元数据往往是一些中间状态，比如两个commit之间的变动信息，这些信息可以被压缩成小文件，并且在需要的时候再进行解压缩。
Git使用的默认文件格式是packfile格式。Packfile是一种高度压缩的Git对象存储格式，可以将多个对象归档到单个文件中，以便Git执行跨网络操作时进行传输。
Git的底层核心处理流程
在前面的内容中，我们详细了解了Git对象和底层文件存储技术，接下来我们将进入Git底层的核心处理流程。
Git的初始化流程
- 建立目录 .git/
- 建立子目录 .git/objects/
- 建立子目录 .git/refs/
- 建立一个空的HEAD文件
- 建立一个空的index文件
Git的基础文件命令
这里首先对Git的各种基础文件命令进行简要介绍：
- hash-object命令：用来将文件转成Git对象。
- cat-file命令：用来显示Git对象的内容。
- ls-tree命令：用来显示某个Git tree的内容。
- update-index命令：用来将文件或目录添加到Git index中。
- write-tree命令：用来将Git index转成一个Git tree对象。
Git的提交流程
Git的提交流程依然是由三个字段组成：Blob、Tree、Commit。
- Blob：用来表示代码中每一个文件的元数据，包括文件名、文件类型、当然还有SHA1哈希值等。
- Tree：在上一步的Blob的基础上，将相应的文件和目录进行组装，形成一个快照树，保存在一个Git节点中。
- Commit：组装上述两个对象加上提交的用户信息，形成一个版本快照。
在上述几个步骤中，有一些需要注意的地方，比如在进行Blob转换的时候，需要加上-g参数。
Git的分支流程
在Git中，分支就是互相独立的指针，指向最后一个提交对象。分支有本地分支和远程分支两种。
在本地分支创建完成之后，增加新的提交就会自动移动HEAD指向最新的提交。这期间通过checkout命令来实现在不同分支之间的切换。远程分支是指在不同本地库之间进行代码协作的方式。
总结
本文从Git的底层文件存储方式和Git的底层核心处理流程两个方面对Git底层的处理流程进行了详细的阐述。通过对Git对象和底层文件存储技术的讲解，我们了解到Git的底层架构。本文还介绍了Git底层核心处理流程，包括Git的初始化流程、Git的基础文件命令、Git的提交流程和Git的分支流程。通过对Git底层的处理流程的深入了解，我们可以更好地理解Git的运行机制，并更加高效地利用Git进行版本控制。
