【Git 内部】对象图：tree、commit、tag 的链式结构

松散对象的载荷不是孤立的——commit 指向一棵 tree，tree 条目指向 blob 或子 tree；tag 再指向 commit（或其它对象）。分支名 refs/heads/master 只是指向某个 commit ID 的别名。理解这条链，才能把「一次提交」翻译成磁盘上 3 个（或更多）松散文件。

本文用最小仓库的 git cat-file -p 实测输出，说明 tree/commit/tag 的文本格式与对象图拓扑。blob 编码见 松散对象。

一、最小仓库的对象图

一次提交、单文件 hello.txt 时，对象库中有三个松散对象（尚未 repack）：

commit 2b24b26a…  →  tree aaa96ced…  →  blob ce013625… (hello.txt)

二、commit 对象

git cat-file -p HEAD（以下输出经删减，作者信息随环境变化）：

tree aaa96ced2d9a1c8e72c56b253a0e2fe78393feb7
author … <…> 1783189662 +0800
committer … <…> 1783189662 +0800

init

字段含义（gitformat-commit）：

• tree：根目录快照的 tree 对象 ID（必需）
• parent：父提交 ID（初始提交无此行）
• author / committer：姓名、邮箱、Unix 时间、时区
• 空行后是提交说明

commit 对象本身也是 blob 式存储：commit <size>\0 + 上述文本，再 zlib、SHA-1。

三、tree 对象

git cat-file -p aaa96ced2d9a1c8e72c56b253a0e2fe78393feb7：

100644 blob ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a    hello.txt

每行：模式、类型、对象 ID、文件名（显示时以制表符分隔；磁盘载荷在 NUL 前为二进制 SHA）。

常见模式：

子目录通过嵌套 tree 表达：父 tree 条目指向子 tree 的 SHA，子 tree 再列其条目。

四、多文件与多级目录

添加 src/a.txt 后，tree 可能变为：

100644 blob …   hello.txt
040000 tree …   src

子 tree src 内：

100644 blob …   a.txt

一次 git commit 若修改多个路径，会生成新的 tree 链（可能复用未变子 tree 的既有对象 ID），再生成新 commit。未变 blob 不会重复存储——内容寻址去重。

五、tag 对象

轻量标签：refs/tags/v1.0 直接写 commit SHA，不创建 tag 对象。

附注标签（annotated tag）：创建 tag 对象，载荷含 object、type、tag、tagger、说明文字；refs/tags/v1.0 指向 tag 对象 ID。git pack-refs 可在 packed-refs 用 ^ 标记 peeled commit（第 04 篇）。

六、parent 链与合并

普通提交至多一个 parent 行。合并提交有两个 parent 行，分别指向合并前两个分支 tip。对象图从 DAG（有向无环图）变成「合并节点两入边」——仍无环，但拓扑更复杂。合并时 .git 临时文件见 第 13 篇。

七、本文边界

• 不讨论 merge 三方树如何生成（命令语义见 Pro Git）。
• 不展开 pack 内对象引用（第 07 篇）。

参考资料

• Git documentation, gitformat-commit
• Git documentation, gitformat-tag
• 实验环境：Git 2.54.0

系列索引：Git 内部结构 · 上篇：松散对象 · 下篇：refs 与 packed-refs