Git 是目前世界上最广泛使用的版本控制系统之一，它的诞生和发展对软件开发产生了深远的影响。今天，我们来深入解析 Git 最原始的开源版本代码，了解它是如何从最初的简单设计逐步发展成为如今强大的工具。

一.获取 Git 最初的源码

首先，我们需要获取 Git 的源码。可以通过以下命令克隆 Git 的官方仓库：

git clone https://github.com/git/git.git

然后，找到 Git 的第一个提交记录。使用以下命令查看最早的提交：

git log --date-order --reverse

找到第一个提交的哈希值 e83c5163316f89bfbde7d9ab23ca2e25604af290，切换到这个版本：

git checkout e83c5163316f89bfbde7d9ab23ca2e25604af290

二.初始版本的文件结构

在 Git 的第一个版本中，文件结构相对简单。主要文件如下：

• cache.h：定义了核心数据结构，如 cache_entry 和 cache_header。

• init-db.c：初始化 Git 仓库，类似于现在的 git init。

• update-cache.c：将文件添加到索引中，类似于现在的 git add。

• write-tree.c：根据索引生成树对象，类似于现在的 git commit。

• read-tree.c：读取树对象。

• cat-file.c：查看对象内容。

• show-diff.c：显示文件差异。

• commit-tree.c：提交树对象。

• Makefile：编译规则文件。

三.核心概念

在 Git 的最初版本中，已经定义了三个核心对象：blob、tree 和 commit。

• Blob：表示文件的内容，是最基本的对象类型。

• Tree：表示目录结构，包含文件名、模式和指向 blob 或其他 tree 的引用。

• Commit：表示一次提交，包含树对象的引用、提交者信息和提交日志。

四.编译与运行

为了编译 Git 的初始版本，需要安装一些依赖库：

sudo apt install zlib1g-dev libssl-dev

然后修改 Makefile，确保包含正确的库链接：

LIBS= -lssl -lz -lcrypto

运行 make all 编译所有文件，生成可执行程序。

五.源码分析

5.1. cache.h

这是 Git 的核心头文件，定义了 Git 的基本数据结构和接口。

• cache_header：定义了索引文件的头部结构，包含签名、版本号和条目数量。

• cache_entry：表示索引中的每个文件条目，包含文件的元数据（如时间戳、文件大小、SHA1 哈希值等）。

• 功能：为 Git 的索引机制提供了数据结构支持，是 Git 管理文件状态的基础。

5.2. init-db.c

用于初始化 Git 仓库，类似于现在的 git init。

• 功能：创建 .dircache 目录（后来的 .git 目录），并在其中创建 objects 文件夹，用于存储对象文件。

• 核心代码

  mkdir(".dircache", 0755);
  mkdir(".dircache/objects", 0755);

• 作用：为 Git 仓库创建基本的目录结构，准备存储对象和索引文件。

5.3. update-cache.c

用于将文件添加到索引中，类似于现在的 git add。

• 功能：计算文件的 SHA1 哈希值，将文件信息存储到索引文件中。

• 核心代码

  sha1 = sha1_file(file, strlen(file), "blob");

• 作用：将工作区的文件变更记录到索引中，为后续的提交操作做准备。

5.4. write-tree.c

根据索引生成树对象，类似于现在的 git commit。

• 功能：解析索引文件，生成树对象并存储到对象数据库中。

• 核心代码

  write_tree_from_cache(tree, active_cache, active_nr);

• 作用：将索引中的文件状态转换为树对象，为提交操作提供基础。

5.5. read-tree.c

用于读取树对象。

• 功能：解析树对象，恢复目录结构。

• 核心代码

  read_tree(tree);

• 作用：从对象数据库中读取树对象，恢复目录结构，用于查看提交内容。

5.6. cat-file.c

查看对象内容。

• 功能：根据 SHA1 哈希值读取对象内容，并输出到临时文件。

• 核心代码

  read_sha1_file(sha1, type, size);

• 作用：用于调试和查看对象的原始内容，类似于现在的 git cat-file。

5.7. show-diff.c

显示文件差异。

• 功能：比较工作区和索引中的文件差异。

• 核心代码

  show_diff(active_cache, active_nr);

• 作用：显示未提交的文件变更，类似于现在的 git diff。

5.8. commit-tree.c

提交树对象。

• 功能：基于树对象生成提交对象，并写入对象数据库。

• 核心代码

  commit_tree(tree, parent, author, committer, message);

• 作用：完成一次提交操作，记录提交信息和树对象的引用。

六.功能解析

6.1初始化仓库

init-db 是 Git 的第一个版本中用于初始化仓库的程序。它会在当前目录下创建一个 .dircache 目录，并在其中创建 objects 文件夹，用于存储对象文件。

./init-db

6.2添加文件到索引

update-cache 用于将文件添加到索引中。它会读取文件内容，计算其 SHA1 哈希值，并将文件信息存储到索引文件中。

./update-cache file.txt

6.3提交更改

write-tree 会根据索引生成一个树对象，并将其存储到对象数据库中。这个树对象包含了当前索引中所有文件的信息。

./write-tree

七.总结

Git 的最初版本虽然简单，但已经奠定了其核心设计理念。通过对象数据库和索引机制，Git 实现了高效的版本控制功能。这个版本的代码虽然只有约 1000 行，但它展示了 Linus Torvalds 的天才设计和对简洁性的追求。