那么，簡(jiǎn)單地說(shuō)，Git 究竟是怎樣的一個(gè)系統(tǒng)呢？請(qǐng)注意，接下來(lái)的內(nèi)容非常重要，若是理解了 Git 的思想和基本的工作原理，用起來(lái)就會(huì)知其所以然，游刃有余。在開(kāi)始學(xué)習(xí) Git 的時(shí)候，請(qǐng)不要嘗試把各種概念和其他的版本控制系統(tǒng)諸如 Subversion 和 Perforce 等相比擬，否則容易混淆每個(gè)操作的實(shí)際意義。Git 在保存和處理各種信息的時(shí)候，雖然操作起來(lái)的命令形式非常相近，但它與其他版本控制系統(tǒng)的做法頗為不同。理解這些差異將有助于你準(zhǔn)確地使用 Git 提供的各種工具。

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直接快照，而非比較差異

Git 和其他版本控制系統(tǒng)的主要差別在于，Git 只關(guān)心文件數(shù)據(jù)的整體是否發(fā)生變化，而大多數(shù)其他系統(tǒng)則只關(guān)心文件內(nèi)容的具體差異。這類(lèi)系統(tǒng) （CVS，Subversion，Perforce，Bazaar 等等）每次記錄有哪些文件作了更新，以及都更新了哪些行的什么內(nèi)容。

其他系統(tǒng)在每個(gè)版本中記錄著各個(gè)文件的具體差異

Git 并不保存這些前后變化的差異數(shù)據(jù)。實(shí)際上，Git 更像是把變化的文件作快照后，記錄在一個(gè)微型的文件系統(tǒng)中。每次提交更新時(shí)，它會(huì)縱覽一遍所有文件的指紋信息并對(duì)文件作一快照，然后保存一個(gè)指向這次快照 的索引。為提高性能，若文件沒(méi)有變化，Git 不會(huì)再次保存，而只對(duì)上次保存的快照作一連接。Git 的工作方式就像圖所示。

Git 保存每次更新時(shí)的文件快照

這是 Git 同其他系統(tǒng)的重要區(qū)別。它完全顛覆了傳統(tǒng)版本控制的套路，并對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)方式作了新的設(shè)計(jì)。Git 更像是個(gè)小型的文件系統(tǒng)，但它同時(shí)還提供了許多以此為基礎(chǔ)的超強(qiáng)工具，而不只是一個(gè)簡(jiǎn)單的 VCS。稍后在第三章討論 Git 分支管理的時(shí)候，我們會(huì)再看看這樣的設(shè)計(jì)究竟會(huì)帶來(lái)哪些好處。

近乎所有操作都可本地執(zhí)行

在 Git 中的絕大多數(shù)操作都只需要訪問(wèn)本地文件和資源，不用連網(wǎng)。但如果用 CVCS 的話(huà)，差不多所有操作都需要連接網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)?Git 在本地磁盤(pán)上就保存著所有有關(guān)當(dāng)前項(xiàng)目的歷史更新，所以處理起來(lái)速度飛快。

舉個(gè)例子，如果要瀏覽項(xiàng)目的歷史更新摘要，Git 不用跑到外面的服務(wù)器上去取數(shù)據(jù)回來(lái)，而直接從本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)讀取后展示給你看。所以任何時(shí)候你都可以馬上翻閱，無(wú)需等待。如果想要看當(dāng)前版本的文件和一個(gè)月 前的版本之間有何差異，Git 會(huì)取出一個(gè)月前的快照和當(dāng)前文件作一次差異運(yùn)算，而不用請(qǐng)求遠(yuǎn)程服務(wù)器來(lái)做這件事，或是把老版本的文件拉到本地來(lái)作比較。

用 CVCS 的話(huà)，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)或者斷開(kāi) VPN 你就無(wú)法做任何事情。但用 Git 的話(huà)，就算你在飛機(jī)或者火車(chē)上，都可以非常愉快地頻繁提交更新，等到了有網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候再上傳到遠(yuǎn)程的鏡像倉(cāng)庫(kù)。同樣，在回家的路上，不用連接 VPN 你也可以繼續(xù)工作。換作其他版本控制系統(tǒng)，這么做幾乎不可能，抑或非常麻煩。比如 Perforce，如果不連到服務(wù)器，幾乎什么都做不了（譯注：實(shí)際上手工修改文件權(quán)限改為可寫(xiě)之后是可以編輯文件的，只是其他開(kāi)發(fā)者無(wú)法通過(guò) Perforce 知道你正在對(duì)此文件進(jìn)行修改。）；如果是 Subversion 或 CVS，雖然可以編輯文件，但無(wú)法提交更新，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)在網(wǎng)絡(luò)上?？瓷先ズ孟襁@些都不是什么大問(wèn)題，但在實(shí)際體驗(yàn)過(guò)之后，你就會(huì)驚喜地發(fā)現(xiàn)，這其實(shí)是會(huì)帶 來(lái)很大不同的。

時(shí)刻保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性

在保存到 Git 之前，所有數(shù)據(jù)都要進(jìn)行內(nèi)容的校驗(yàn)和（checksum）計(jì)算，并將此結(jié)果作為數(shù)據(jù)的唯一標(biāo)識(shí)和索引。換句話(huà)說(shuō)，不可能在你修改了文件或目錄之后，Git 一無(wú)所知。這項(xiàng)特性作為 Git 的設(shè)計(jì)哲學(xué)，建在整體架構(gòu)的最底層。所以如果文件在傳輸時(shí)變得不完整，或者磁盤(pán)損壞導(dǎo)致文件數(shù)據(jù)缺失，Git 都能立即察覺(jué)。

Git 使用 SHA-1 算法計(jì)算數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和，通過(guò)對(duì)文件的內(nèi)容或目錄的結(jié)構(gòu)計(jì)算出一個(gè) SHA-1 哈希值，作為指紋字符串。該字串由 40 個(gè)十六進(jìn)制字符（0-9 及 a-f）組成，看起來(lái)就像是：

24b9da6552252987aa493b52f8696cd6d3b00373

Git 的工作完全依賴(lài)于這類(lèi)指紋字串，所以你會(huì)經(jīng)?？吹竭@樣的哈希值。實(shí)際上，所有保存在 Git 數(shù)據(jù)庫(kù)中的東西都是用此哈希值來(lái)作索引的，而不是靠文件名。

多數(shù)操作僅添加數(shù)據(jù)

常用的 Git 操作大多僅僅是把數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫(kù)。因?yàn)槿魏我环N不可逆的操作，比如刪除數(shù)據(jù)，要回退或重現(xiàn)都會(huì)非常困難。在別的 VCS 中，若還未提交更新，就有可能丟失或者混淆一些修改的內(nèi)容，但在 Git 里，一旦提交快照之后就完全不用擔(dān)心丟失數(shù)據(jù)，特別是在養(yǎng)成了定期推送至其他鏡像倉(cāng)庫(kù)的習(xí)慣的話(huà)。

這種高可靠性令我們的開(kāi)發(fā)工作安心不少，盡管去做各種試驗(yàn)性的嘗試好了，再怎樣也不會(huì)弄丟數(shù)據(jù)。至于 Git 內(nèi)部究竟是如何保存和恢復(fù)數(shù)據(jù)的，我們會(huì)在第九章的“幕后細(xì)節(jié)”部分再作詳述。

三種狀態(tài)

好，現(xiàn)在請(qǐng)注意，接下來(lái)要講的概念非常重要。對(duì)于任何一個(gè)文件，在 Git 內(nèi)都只有三種狀態(tài)：已提交（committed），已修改（modified）和已暫存（staged）。已提交表示該文件已經(jīng)被安全地保存在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù) 中了；已修改表示修改了某個(gè)文件，但還沒(méi)有提交保存；已暫存表示把已修改的文件放在下次提交時(shí)要保存的清單中。

由此我們看到 Git 管理項(xiàng)目時(shí)，文件流轉(zhuǎn)的三個(gè)工作區(qū)域：Git 的本地?cái)?shù)據(jù)目錄，工作目錄以及暫存區(qū)域。

工作目錄，暫存區(qū)域和 git 目錄

每個(gè)項(xiàng)目都有一個(gè) git 目錄，它是 Git 用來(lái)保存元數(shù)據(jù)和對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)的地方。該目錄非常重要，每次克隆鏡像倉(cāng)庫(kù)的時(shí)候，實(shí)際拷貝的就是這個(gè)目錄里面的數(shù)據(jù)。

從項(xiàng)目中取出某個(gè)版本的所有文件和目錄，用以開(kāi)始后續(xù)工作的叫做工作目錄。這些文件實(shí)際上都是從 git 目錄中的壓縮對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)中提取出來(lái)的，接下來(lái)就可以在工作目錄中對(duì)這些文件進(jìn)行編輯。

所謂的暫存區(qū)域只不過(guò)是個(gè)簡(jiǎn)單的文件，一般都放在 git 目錄中。有時(shí)候人們會(huì)把這個(gè)文件叫做索引文件，不過(guò)標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)法還是叫暫存區(qū)域。

基本的 Git 工作流程如下所示：

1. 在工作目錄中修改某些文件。

2. 對(duì)這些修改了的文件作快照，并保存到暫存區(qū)域。

3. 提交更新，將保存在暫存區(qū)域的文件快照轉(zhuǎn)儲(chǔ)到 git 目錄中。

所以，我們可以從文件所處的位置來(lái)判斷狀態(tài)：如果是 git 目錄中保存著的特定版本文件，就屬于已提交狀態(tài)；如果作了修改并已放入暫存區(qū)域，就屬于已暫存狀態(tài)；如果自上次取出后，作了修改但還沒(méi)有放到暫存區(qū)域，就 是已修改狀態(tài)。到第二章的時(shí)候，我們會(huì)進(jìn)一步了解個(gè)中細(xì)節(jié)，并學(xué)會(huì)如何善用這些狀態(tài)，以及如何跳過(guò)暫存環(huán)節(jié)。