Git 对象

Git 的核心本质是一个 键值对文件系统 (Content-addressable filesystem)。当你向 Git 仓库中插入任何类型的内容时，Git 会返回一个唯一的键（Key），你可以通过这个键在任意时刻取回该内容（Value）。

这套机制由四种基本的对象类型支撑：

1. Blob (二进制大对象)
2. Tree (树对象)
3. Commit (提交对象)
4. Tag (标签对象)

让我们逐一拆解。

1. Blob 对象 (文件内容)

Blob (Binary Large Object) 仅存储文件的数据内容，不包含文件名、权限或时间戳等元数据。

• 如果你有两个文件 README.md 和 intro.txt，内容都是 Hello，Git 只会存储一个 Blob 对象。
• 这也是 Git 高效的原因之一：重复的内容在数据库中只占一份空间。

我们可以通过 git cat-file 验证这一点：

# 创建一个包含 "version 1" 的文件
echo "version 1" > test.txt
git hash-object -w test.txt

83baae61804e65cc73a7201a7252750c76066a30

2. Tree 对象 (目录结构)

既然 Blob 只存内容，那文件名存哪儿了？答案是 Tree 对象。

Tree 对象解决了文件名和目录层级的问题。一个 Tree 对象代表了一个目录及其包含的信息。它包含了一系列的记录，每一条记录指向一个 Blob（代表文件）或另一个 Tree（代表子目录）。

一个 Tree 对象的内容看起来像这样：

100644 blob 83baae61804e65cc73a7201a7252750c76066a30    test.txt
040000 tree 0ab42...                                    lib

你可以把它想象成操作系统的文件夹，它将文件名映射到对应的 Blob 哈希值。

3. Commit 对象 (提交快照)

Tree 对象虽然保存了目录结构，但它不知道是谁保存的、什么时候保存的，以及为什么要保存。Commit 对象 解决了这个问题。

Commit 对象存储了：

• 顶级 Tree 对象的指针（代表项目在该时刻的完整快照）。
• 父提交 (Parent) 的指针（如果有的话，指向上一次提交）。
• 作者 (Author) 和 提交者 (Committer) 的信息（姓名、邮箱、时间戳）。
• 提交信息 (Message)。

提交通过 parent 指针形成一个有向无环图 (DAG)：初始提交没有父提交，普通提交有一个父提交，而合并提交可以有多个父提交，因此 Git 的历史并非简单的单链结构。

4. Tag 对象 (标签)

Tag 对象 非常像 Commit 对象，它常用于标记某个特定的 Commit（如 v1.0），但语义上可以指向任意类型的 Git 对象。Tag 对象包含标签的创建者信息、日期、标签信息，以及可选的 GPG 签名。

一般建议标签保持不可变，但技术上它们是可以被改写或删除的（例如通过 git tag -f 强制覆盖）。

对象关系图解

让我们通过一张图来理清它们的关系：

graph TD
    subgraph Git Database

    C1["Commit Object<br/>(Initial Commit)"] --> T1["Tree Object<br/>(Root Directory)"]
    C2["Commit Object<br/>(Second Commit)"] --> T2["Tree Object<br/>(Root Directory)"]
    C2 --> C1

    T1 --> B1["Blob Object<br/>(file1.txt)"]
    T1 --> B2["Blob Object<br/>(file2.txt)"]

    T2 --> B1
    T2 --> B3["Blob Object<br/>(file2.txt - modified)"]

    Tag["Tag Object<br/>(v1.0)"] -.-> C2

    end

    classDef blob fill:#38a169,stroke:#276749,color:#fff
    classDef tree fill:#3182ce,stroke:#2c5282,color:#fff
    classDef commit fill:#e53e3e,stroke:#c53030,color:#fff
    classDef tag fill:#805ad5,stroke:#6b46c1,color:#fff

    class C1,C2 commit
    class T1,T2 tree
    class B1,B2,B3 blob
    class Tag tag

图解说明

1. Commit 指向一个 Tree。
2. Tree 指向具体的 Blob 或子 Tree。
3. 如果文件 (file1.txt) 在两次提交间没有变化，新的 Tree 会直接指向旧的 Blob（复用）。
4. 如果文件 (file2.txt) 发生了变化，Git 会创建一个新的 Blob (B3)，新的 Tree 指向它。

手动探索

你可以在任何 Git 仓库中通过 git log 找到一个 Commit 哈希，然后开始顺藤摸瓜：

# 1. 查看最新的 Commit
git cat-file -p HEAD

tree 5d6e...
parent ...
author ...
committer ...
message ...

# 2. 拿着上面的 tree 哈希值，查看 Tree 对象
git cat-file -p 5d6e...

100644 blob 83ba...    README.md
040000 tree 0ab4...    src

# 3. 拿着 blob 哈希值，查看文件内容
git cat-file -p 83ba...

这就是 Git 的全部奥秘：简单的对象通过哈希指针链接在一起，构成了一个强大、去中心化的版本控制系统。