第 11 天：认识 Git 物件的一般参照与符号参照

在认识了 Git 物件的「绝对名称」后，接下来就要介绍 Git 版控过程中最常用到的「参照名称」。

认识物件的参照名称

参照名称 (ref) 简单来说就是 Git 物件的一个「指标」，或是相对于「绝对名称」的另一个「好记名称」，用一个预先定义或你自行定义的名称来代表某一个 Git 物件。

在我们之前学到的｢分支名称｣或我们曾经用过的 HEAD (代表最新版本)，或是我们之后会学到的「标籤名称」，这些都是「参照名称」，总之就是为了让你好记而已。

我们以｢分支名称｣为例，来说明一下「参照名称」的实体结构为何。以下图为例，我们透过 git branch 取得所有分支名称，你可以看到我们目前有三个分支，然而这三个分支的名称其实就是一个｢参照名称｣，这代表这三个「参照名称」分别对应到 Git 物件储存库中的三个 commit 物件。在下图中你也可以看出这些分支的参照名称其实就是一个档案而已，所有「本地分支」的参照名称皆位于 .git\refs\heads 目录下：

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接著我再以下图来证明这个档案是如何跟「绝对名称」做链接。我先透过 git branch 取得所有分支名称，并发现目前「工作目录」是指向 newbranch1 这个分支。此时我们透过 git log --pretty=oneline 即可取得该分支的所有版本纪录。预设这些分支的「参照名称」会指向分支的「最新版」，我们只要打开 .git\refs\heads\newbranch1 档案的内容，就可以看出这是一个纯文字档而已，而且是指向版本历史纪录中的「最新版」。最后再以 git cat-file -p 0bd0 取得该 commit 物件的内容，以及用 git show 0bd0 取得该版本的变更纪录，藉此证明这些档案就是「参照名称」的主要用途。

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我们再透过指令看看使用「绝对名称」与「参照名称」读取特定 commit 物件的内容，证明这两个指令执行的结果是相同的：

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在大多数的情况下，「参照名称」通常都会指向一个 commit 物件，但并非必要，你也可以指向其他 Git 物件类型，像是 blob 物件、tree 物件、tag 物件等等。

关于 .git/refs/ 目录

从上述范例其实已经能看出，所有的「参照名称」都是个档案，而且一律放在 git/refs/ 目录下。而 Git 的参照名称所放置的目录位置，主要有三个：

  • 本地分支：.git/refs/heads/
  • 远端分支：.git/refs/remotes/
  • 标　　籤：.git/refs/tags/

再举个简单例子，如果你建立一个分支名称为 f2e，这时你会知道本地分支的「参照名称」会建立 .git/refs/heads/f2e 档案，如下图示：

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事实上，这个 f2e 的「全名」应该叫做 refs/heads/f2e 才对，只是 Git 允许你输入简写，方便你快速输入参照名称而已。如下图示，这三种使用「参照名称」的方式都是可行的：

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不过当你输入参照名称的「简称」时，预设 Git 会依照以下顺序搜寻适当的参照名称，只要找到对应的档案，就会立刻回传该档案内容的「物件绝对名称」：

  • .git/<参照简称>
  • .git/refs/<参照简称>
  • .git/refs/tags/<参照简称;标籤名称>
  • .git/refs/heads/<参照简称;本地分支名称>
  • .git/refs/remotes/<参照简称>
  • .git/refs/remotes/<参照简称;远端分支名称>/HEAD

例如，当你输入 git cat-file -p f2e 指令的话，那麽 Git 就会用以下顺序找到相对的「参照名称档」，取出该档案的内容 (即 Git 物件的绝对名称)：

  • .git/f2e --> 找不到此档案
  • .git/refs/f2e --> 找不到此档案
  • .git/refs/tags/f2e --> 找不到此档案
  • .git/refs/heads/f2e --> 找到了参照名称，以下就不继续搜寻
  • .git/refs/remotes/f2e
  • .git/refs/remotes/f2e/HEAD

认识物件的符号参照名称 (symref)

符号参照名称 (symref) 其实也是参照名称 (ref) 的一种，只是内容不同而已。我们从下图应可看出其内容的差异，「符号参照」会指向另一个「参照名称」，并且内容以 ref: 开头：

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在 Git 工具中，预设会维护一些特别的符号参照，方便我们快速取得常用的 commit 物件，且这些物件预设都会储存在 .git/ 目录下。这些符号参考有以下四个：

  • HEAD
    • 永远会指向「工作目录」中所设定的「分支」当中的「最新版」。
    • 所以当你在这个分支执行 git commit 后，这个 HEAD 符号参照也会更新成该分支最新版的那个 commit 物件。
  • ORIG_HEAD
    • 简单来说就是 HEAD 这个 commit 物件的「前一版」，经常用来复原上一次的版本变更。
  • FETCH_HEAD
    • 使用远端储存库时，可能会使用 git fetch 指令取回所有远端储存库的物件。这个 FETCH_HEAD 符号参考则会记录远端储存库中每个分支的 HEAD (最新版) 的「绝对名称」。
  • MERGE_HEAD
    • 当你执行合併工作时 (关于合併的议题会在日后的文章中会提到)，「合併来源｣的 commit 物件绝对名称会被记录在 MERGE_HEAD 这个符号参照中。

一般参照与符号参照的使用方式

我们知道「参照名称」有特殊的目的，通常用于「本地分支」、「远端分支」与「标籤」等情境下，但事实上你可以建立任意数量的「自订参照名称」，只要透过 git update-ref 就可以自由建立「一般参照」。

我企图建立一个名为 InitialCommit 的一般参照，并指向 Git 储存库中的第一个版本，请参见如下图的指令执行顺序，得知一般参照的建立方式：

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建立完成后，预设档案会放在 .git 资料夹下，且此时用「绝对名称」与「参照名称」都能存取特定 Git 物件的内容：

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注：请记得，参照名称可以指向任意 Git 物件，并没有限定非要 commit 物件不可。

若要建立较为正式的参照名称，最好加上 refs/ 开头，例如：git update-ref refs/InitialCommit [object_id]。

若要删除一般参照，则可以使用 -d 选项。如下图示：

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显示所有参照的方式，则可以使用 git show-ref 指令，如下图示：

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若要建立与删除「符号参照」，可以参考如下图 git symbolic-ref 的用法。请自行看图说故事，理解之后，你真的会发现 Git 对于参照的用法非常灵活且强大。还有，执行 git show-ref 只会显示在 .git\refs 目录下的那些参照，而且不管是「一般参照」或「符号参照」都一样：

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本文稍早提到你可以建立参照到以下目录：

  • .git/<参照简称>
  • .git/refs/<参照简称>
  • .git/refs/tags/<参照简称;标籤名称>
  • .git/refs/heads/<参照简称;本地分支名称>
  • .git/refs/remotes/<参照简称>
  • .git/refs/remotes/<参照简称;远端分支名称>/HEAD

自订参照通常会自行建立在前两个路径下，以免分不清跟我们使用「本地分支」、「远端分支」与「标籤」的使用方式。不过，你的确可以利用 git update-ref 建立任何自订参照，若把自订参照建立在 refs/heads/Will 的话，也等同于建立了一个名为 Will 的分支，而 Git 真的就是这麽单纯，当你越来越了解 Git 的内部结构，也会更加喜欢上 Git 的各种特性。

今日小结

我们知道「参照名称 (ref)」 简单来说就是 Git 物件的一个「指标」，用来指向特定 Git 物件，所以你可以把「参照名称」想像成 Git 物件绝对名称的别名 (Alias)，用来帮助记忆。在 Git 裡，有许多机制可以帮你控管专案，例如「分支」、「标籤」等等，这些机制骨子裡其实就是靠「参照」完成的。

Git 参照名称又有区分「一般参照」与「符号参照」，两者的用途一模一样，只在于内容不太一样。「符号参照」会指向另一个「一般参照」，而「一般参照」则是指向一个 Git 物件的「绝对名称」。

我重新整理一下本日学到的 Git 指令与参数：

  • git branch
  • git log --pretty=oneline
  • git log --oneline
  • git cat-file -p [ref or object_id]
  • git show [ref or object_id]
  • git update-ref
  • git symbolic-ref
  • git show-ref

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