深入 Git：分支 refs

本篇將深入探討 Git 分支到底是什麼？建立分支時到底建立了什麼？如何紀錄分支要指向哪個 commit？

Git 參考 (references 或 refs) 都存在 .git/refs 目錄內，目錄結構如下：

$ tree .git/refs/
.git/refs/
├── heads
└── tags

2 directories, 0 files

因為「深入 Git」此文章系列都是探討如何用 Git 的底層指令來模擬 Git 高階指令的操作。在之前建立 blob、tree 和 commit 物件時，都還沒建立 Git refs，所以 .git/refs 目錄內的資料夾中，才沒有其他紀錄指標的檔案。

若用平常使用的高階指令就會幫你建立很多 Git refs，目錄可能像下面這樣：

$ tree .git/refs/
.git/refs/
├── heads
│   ├── develop
│   └── master
├── original
│   └── refs
│       └── heads
│           └── master
├── remotes
│   └── origin
│       ├── develop
│       └── master
└── tags
    └── v1.0

那我們就開始試著利用底層指令來手動建立 Git refs 吧！

建立分支 ref

若沒有 Git refs，就要像這樣指定 commit 的 SHA-1 值才能看到歷史紀錄：

$ git log --oneline --decorate 200c91
200c91c second commit
9079eb3 first commit

若有一個指標指向該 commit 的 SHA-1 值就不用再記住了，省很多麻煩。

而 master 就是最常見的指標，要建立分支的指標其實很簡單，只要在 .git/refs/heads 目錄內，建立該分支名稱的檔案，而檔案內容就是你要指定的 commit SHA-1 值，例如：我要將 master 分支指向 200c91 這個 commit 上，可執行以下指令建立分支 ref：

$ echo 200c91c4acb82e529fb8205ea786a17cc10008b6 > .git/refs/heads/master

建立分支後，就可以使用剛剛建立的 head ref (分支頂端的 commit 的 named reference，通常儲存在 .git/refs/heads 目錄中) ^[1] 來察看歷史紀錄：

$ git log --oneline --decorate master
200c91c (HEAD -> master) second commit
9079eb3 first commit

不過，不建議你自己編輯 ref 檔案。Git 提供 git update-ref 這個底層指令可讓你更新 ref (可不用輸入完整的 commit SHA-1 值，因為 Git 會自動找到對應的 Git 物件)：

$ git update-ref refs/heads/master 200c91

剛剛建立的 head ref 就是分支。分支只是一個指標 (不是像樹的分岔樹枝)，用來紀錄正在開發的分支的最新 commit (或 head) 的 SHA-1 值：

$ cat .git/refs/heads/master
200c91c4acb82e529fb8205ea786a17cc10008b6

要察看此 repo 有哪些 Git ref，可用 Git 提供的 git show-ref 這個底層指令來察看：

$ git show-ref
200c91c4acb82e529fb8205ea786a17cc10008b6 refs/heads/master

所以你在執行 git branch <branch> 指令時，Git 基本上會執行 git update-ref 指令，將你當前所在分支的最後一個 commit 的 SHA-1 新增至你想建立的新 reference (也就是分支 ref)。

資料來源：

• Git - Git References | Pro Git, 2/e

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1. Git - gitglossary Documentation ↩︎