1. 前言

git 对象有四种：blob (数据块), tree (目录树), commit (提交), tag (标签)。

本文通过一个示例，以blob为例来讨论对象的存储结构。示例采用的git版本为2.17 。

2. 实践讨论

2.1. 生成Blob对象文件

首先创建一个测试git仓库

1$ mkdir hello
2$ cd hello
3$ git init

然后通过创建一个文件 test，test的内容为 "hello", 可以看到test文件的字节长度为6，是因为创建文件的时候自动在行末加上了换行符\n。对文件其执行 git add , 可以看到在.git/objects目录下面生成了一个子目录ce，ce目录下面有个文件013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a。

1$ echo "hello" > test
2$ du -b test
36       test
4$ git add test
5$ find .git/objects/ -type f
6.git/objects/ce/013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a

该文件即为git为 test 文件数据内容生成的blob对象文件，该对象的SHA值为ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a.

至此，产生两个问题：

对象文件的数据结构是什么样的？
对象的SHA值又是如何生成的？

2.2. 对象数据结构及SHA值

根据 Git-Internals-Git-Objects 文中的描述：

首先，对象文件数据结构如下图：

输入图片说明

content：表示数据内容
head: 对象头部信息
- object type：对象类型，可选值为 blob, tree, commit, tag
- whitespace: 一个空格字符
- content byte size：数据内容的字节数字符串
- NUL：空字符，ASCII码值为0

然后, 对象的SHA值就是对上面这个数据结构执行SHA1 hash摘要算法得到的。

2.3. 动手验证

根据2.2中的规则来编码对2.1中的test文件内容生成一个SHA值，看是否和git生成的SHA值一致？

1    // object content
2    String content = "hello\n";
3    byte[] contentBytes = content.getBytes();
4
5    ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(1024);
6
7
8    buf.put("blob".getBytes()); // object type
9    buf.put((byte) ' ');        // whitespace
10    buf.put(Integer.toString(contentBytes.length).getBytes());  // content byte size numeric string
11    buf.put((byte) 0);          // NUL
12    buf.put(contentBytes);      // content
13
14    buf.flip();
15
16    // whole object bytes
17    byte[] objectBytes = new byte[buf.remaining()];
18    buf.get(objectBytes);
19
20    // Execute SHA1 hash digest
21    MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA1");
22    byte[] shaBytes = md.digest(objectBytes);
23
24    // Show in hex
25    String shaHex = Hex.encodeHexString(shaBytes);
26    System.out.println(shaHex);

上述代码输出：ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a 。和 2.1 中git生成的SHA值一致，2.2 中数据结构和SHA值的生成得到验证。

2.4. 对象压缩

根据 Git-Internals-Git-Objects 可知git 对象文件是经过Zlib::Deflate.deflate 压缩存储的。

1$ cat .git/objects/ae/a941d707291bf3f2103c096479b068f7bed4f8
2x☺K
3cat: write error: Input/output error

可以看到通过cat命令是无法直接输出内容的。

1        InputStream is = new InflaterInputStream(new FileInputStream(
2                ".git\\objects\\ce\\013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a"));
3
4        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
5
6        int b = 0;
7        while ((b = is.read()) != -1) {
8            baos.write(b);
9        }
10
11        byte[] res = baos.toByteArray();
12        System.out.println(new String(res));
13
14        is.close();
15        baos.close();

通过如上代码可输出对象的数据结构：

blob 6hello

注其中包括不可见字符NUL和换行符。

通过git cat-file命令可以直接查看对象的数据内容：

1$ git cat-file -p ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a
2hello

3. 总结

对象数据结构为：