Git 工作区、版本库中的暂存区和版本库之间的关系

下图展示了 工作区、版本库中的暂存区和版本库之间的关系：

　

 

 1. 理解 Git 暂存区 （stage）

　　在版本库 .git 目录下有一个 index 文件，下面针对这个文件做一个有趣的试验。要说明的是：这个试验用 1.7.3 版本的 Git 进行的，低版本的 Git 因为没有针对 git status 命令进行优化设计，需要运行 git diff 命令才能看到 index 文件的日期戳变化，具体操作步骤如下。

　　（1） 首先执行 git checkout 命令（后面会介绍此命令），撤销工作区中 welcome.txt 文件尚未提交的修改。

git checkout -- welcome.txt
git status -s  #执行 git diff ， 如果 git 版本号小于 1.7.3

　    (2) 通过状态输出可以看到工作区已经没有改动了。查看一下 .git/index 文件，注意该文件的时间戳为：19:37:44

ls --full-time .git/index
-rw-rw-r-- 1 git git 104 2018-05-03 19:37:44.492022847 +0800 .git/index

　　(3) 再次执行 git status 命令，然后显示 .git/index 文件的时间戳为19:37:44，与上面的一样。

git status -s
ls --full-time .git/index
-rw-rw-r-- 1 git git 104 2018-05-03 19:37:44.492022847 +0800 .git/index

　(4) 现在更改一下welcome.txt 的时间戳，但是不改变它的内容。然后再执行 git status 命令，查看 .git/index 文件的时间戳为：19:42:06.

touch welcome.txt
git status -s
-rw-rw-r-- 1 git git 104 2018-05-03 19:42:06.830558718 +0800 .git/index　　

　看到了吗，时间戳改变了！

　　这个试验说明当执行 git status 命令 （或者 git diff 命令）扫描工作区改动的时候，先依据 .git/index 文件中记录的（用于跟踪工作与文件的）时间戳、长度等信息判断工作区文件是否改变，如果工作区文件的时间戳改变了，说明文件的内容可能被改变了，需要打开文件，读取文件内容，与更改前的原始文件相比较，判断文件内容是否被更改。如果文件内容没有改变，则将该文件新的时间戳记录到 .git/index 文件中。因为如果要判断文件是否更改，使用时间戳、文件长度等信息进行比较要比通过文件内容比较要快的多，所以 Git 这样的实现方式可以让工作区状态扫描更快速地执行，这也是Git高效的原因之一。

　　文件.git/index 实际上就是一个包含文件索引的目录树，像是一个虚拟的工作区。在这个虚拟工作区的目录树中，记录了文件名和文件的状态信息（时间戳和文件长度等）。文件的内容并没有存储在其中，而是保存在 Git 对象库 .git/objects 目录中，文件索引建立了文件和对象实体之间的对应。

 

 

 

从图 5-1 中可以看到部分 Git 命令是如何影响工作区和暂存区的。这些命令的面纱将在接下来的几个章节中彻底揭开，下面就对这些命令进行简要说明：

• 图中左侧为工作区，右侧为版本库。在版本库中标记为 index 的区域就是暂存区，标记为 master 的是 master 分支所代表的目录树。
• 图中可以看出，此时HEAD 实际是指向 master 分支的一个“游标”，所以图示的命令中出现 HEAD 的地方可以用 master 来替换。　
• 图中的 objects 标识的区域为 Git 的对象库，实际位于 .git/objects 目录下，这一点会在后面的章节中重点介绍。
• 当对工作区修改（或新增）的文件执行 git add 命令时，暂存区的目录树将被更新，同时工作区修改（或新增）的文件内容会被写入到对象库中的一个新的对象中，而该对象的ID 被记录在暂存区的文件索引中。
• 当执行提交操作（git commit）时，暂存区的目录树会写到版本库（对象库）中，master 分支会做相应的更新，即master 最新指向的目录树就是提交时原暂存区的目录树。(即：master=暂存区)
• 当执行 git reset HEAD 命令时，暂存区的目录树会被重写，会被master 分支指向的目录树所替换，但是工作区不受影响。（即：暂存区=master）
• 当执行 git rm --cached  <file> 命令时，会直接从暂存区删除文件，工作区则不做出改变。
• 当执行 git checkout . 或 git checkout -- <file> 命令时，会用暂存区全部的文件或指定的文件替换工作区的文件。这个操作很危险，会清除工作区中未添加到暂存区的改动。
• 当执行 git checkout HEAD .或 git checkout HEAD <file> 命令时，会用HEAD 指向的 master 分支中的全部或部分文件替换暂存区和工作区的文件。这个命令也是极具危险性的，因为不但会清除工作区中为提交的改动，也会清除暂存区中未提交的改动。