Git 内部原理之 Git 对象存储

程序员大咖2018-11-08 16:31:38

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在Git内部原理之Git对象哈希https://mp.weixin.qq.com/s/XE00WohfkJwxfoyODDuKzA中,讲解了Git对象hash的原理,接下来的这篇文章讲一讲Git对象如何存储。


原理


数据对象、树对象和提交对象都是存储在.git/objects目录下,目录的结构如下:


.git

|-- objects

    |-- 01

    |   |-- 55eb4229851634a0f03eb265b69f5a2d56f341

    |-- 1f

    |   |-- 7a7a472abf3dd9643fd615f6da379c4acb3e3a

    |-- 83

        |-- baae61804e65cc73a7201a7252750c76066a30


从上面的目录结构可以看出,Git对象的40位hash分为两部分:头两位作为文件夹,后38位作为对象文件名。所以一个Git对象的存储路径规则为:


.git/objects/hash[0, 2]/hash[2, 40]


这里就产生了一个疑问:为什么Git要这么设计目录结构,而不直接用Git对象的40位hash作为文件名?原因是有两点:


  • 有些文件系统对目录下的文件数量有限制。例如,FAT32限制单目录下的最大文件数量是65535个,如果使用U盘拷贝Git文件就可能出现问题。

  • 有些文件系统访问文件是一个线性查找的过程,目录下的文件越多,访问越慢。


在Git内部原理之Git对象哈希中,我们知道Git对象会在原内容前加个一个头部:


store = header + content


Git对象在存储前,会使用zlib的deflate算法进行压缩,即简要描述为:


zlib_store = zlib.deflate(store)


压缩后的zlib_store按照Git对象的路径规则存储到.git/objects目录下。


总结下Git对象存储的算法步骤:


  1. 计算content长度,构造header;

  2. 将header添加到content前面,构造Git对象;

  3. 使用sha1算法计算Git对象的40位hash码;

  4. 使用zlib的deflate算法压缩Git对象;

  5. 将压缩后的Git对象存储到.git/objects/hash[0, 2]/hash[2, 40]路径下;


Nodejs实现


接下来,我们使用Nodejs来实现git hash-object -w的功能,即计算Git对象的hash值并存储到Git文件系统中:


const fs = require('fs')

const crypto = require('crypto')

const zlib = require('zlib')

function gitHashObject(content, type) {

  // 构造header

  const header = `${type} ${Buffer.from(content).length}`

  // 构造Git对象

  const store = Buffer.concat([Buffer.from(header), Buffer.from(content)])

  // 计算hash

  const sha1 = crypto.createHash('sha1')

  sha1.update(store)

  const hash = sha1.digest('hex')

  // 压缩Git对象

  const zlib_store = zlib.deflateSync(store)

  // 存储Git对象

  fs.mkdirSync(`.git/objects/${hash.substring(0, 2)}`)

  fs.writeFileSync(`.git/objects/${hash.substring(0, 2)}/${hash.substring(2, 40)}`, zlib_store)

  console.log(hash)

}

// 调用入口

gitHashObject(process.argv[2], process.argv[3])


最后,测试下能否正确存储Git对象:


$ node index.js 'hello, world' blob

8c01d89ae06311834ee4b1fab2f0414d35f01102

$ git cat-file -p 8c01d89ae06311834ee4b1fab2f0414d35f01102

hello, world


由此可见,我们生成了一个合法的Git数据对象,证明算法是正确的。


  • 来源:彭金金

  • jingsam.github.io/2018/06/15/git-storage.html

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