Git 对象 (Git Object)

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Infra

2025-9-29

提示

本段内容为 Git 较为底层的实现，并非 Git 教程，请确保你有足够的好奇并基本掌握 Git 用法后再看

Git 对象模型总览（Git Object Model）

Git 的核心是一个 内容寻址文件系统（Content-Addressable Filesystem）：

一切数据都以 对象（Object） 存储；
每个对象都通过其内容的 SHA-1 哈希（40 个十六进制字符）来唯一标识；
所有对象都放在 .git/objects/ 目录（或打包为 .pack 文件）。

Git 有 四种对象类型：

类型	作用	内容结构	典型命令
blob	存储文件内容	文件原始内容	`git cat-file -p <sha>`
tree	表示目录（含文件名、权限、blob 引用）	目录项列表	`git cat-file -p <tree-sha>`
commit	表示一次提交	指向一个 tree + 元数据（作者、时间、父提交等）	`git cat-file -p <commit-sha>`
tag	可读标签对象，指向其他对象	指向 commit/blob/tree/tag，含签名信息	`git cat-file -p <tag-sha>`

Git 对象的存储形式

对象保存于 .git/objects/xx/yyyy...：

其中 xx 是哈希前两位（目录名），yyyy... 是后 38 位（文件名）。
内容是 zlib 压缩后的二进制数据，Git 通过 git cat-file 自动解压。

例如：

.git/
 └─ objects/
    ├─ 22/
    │  └─ 88acb0c1d3ddea...   ← blob/tree/commit 压缩文件
    ├─ 4b/
    │  └─ 825dc642cb6e...     ← 空树对象（固定）

对象间的关系（Git 的 DAG）

Git 通过对象间引用构建出 有向无环图 (DAG)：

[commit] ──→ [tree] ──┬─→ [blob] (file1)
                      ├─→ [blob] (file2)
                      └─→ [tree] (subdir)

commit 指向一个 tree，表示该提交时的目录结构；
tree 包含若干 blob（文件内容）；
commit 还可以引用一个或多个 parent commit（形成历史链条）。

查看与操作对象的常用命令

命令	功能
`git hash-object <file>`	计算文件内容对应的对象哈希
`git cat-file -p <sha>`	解压并显示对象内容
`git cat-file -t <sha>`	显示对象类型
`git rev-list --all --objects`	列出所有对象及其文件路径
`git fsck --full --no-reflogs --lost-found`	扫描丢失的对象（dangling）并放入 .git/lost-found
`git show <sha>`	智能展示对象内容（根据类型）

Dangling / Lost Object（孤儿对象）

当提交被删除、分支被清空、HEAD 丢失时，对象还在 .git/objects 中，但不再被引用：

git fsck 会提示 dangling blob 或 dangling commit；
这些对象通常可通过 .git/lost-found 找回。

恢复流程：

git fsck --full --no-reflogs --lost-found
ls .git/lost-found/other
git cat-file -p <sha>

packfile（对象打包）

当仓库历史多时，Git 会将松散对象打包：

.git/objects/pack/pack-xxxx.pack
.git/objects/pack/pack-xxxx.idx

查看其中对象：

git verify-pack -v .git/objects/pack/pack-xxxx.pack

或用 git cat-file -p <sha>（Git 会自动从 pack 中解压）。

一些特殊对象

名称	SHA	说明
空树对象	4b825dc642cb6eb9a060e54bf8d69288fbee4904	所有空目录都是它
空 blob	e69de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391	空文件内容

Git 对象结构图

+---------------------+
|  commit object      |
|---------------------|
| tree: <sha1>        | → 指向目录结构
| parent: <sha1>      | → 指向上一个 commit
| author/committer    |
| message             |
+---------------------+
          |
          v
+---------------------+
| tree object         |
|---------------------|
| mode blob <sha1> f1 | → 文件内容
| mode blob <sha1> f2 |
| mode tree <sha1> d1 |
+---------------------+
          |
          v
+---------------------+
| blob object         |
|---------------------|
| (file content...)   |
+---------------------+