【Git 内部】pack 与 idx 文件格式

松散对象适合少量写入；历史一长，.git/objects/ 下成千上万个小文件会带来 inode 与目录压力（参见 小文件问题）。packfile 把多个对象串进单个 .pack，用 .idx 按 SHA 查偏移。传输 fetch/push 时传的也是 pack（第 14 篇）。

本文依据 gitformat-pack 说明 pack/idx 布局，并用 git verify-pack -v 解读实测输出。

一、文件对

pack 文件名中的 hash 为 pack 文件内容的 SHA-1（不含 idx）。

二、pack 文件结构（概念）

1. 头部：签名 PACK、版本（通常为 2）、对象个数。
2. 对象序列：每个对象带类型与长度编码，后跟 zlib 压缩数据或 delta 指令。
3. 尾部：整个 pack 的 SHA-1 校验和。

对象类型（3 bit 分类，见官方文档）：

三、verify-pack 实测

对仅含一次提交的小仓库执行 git repack -ad 后：

git verify-pack -v .git/objects/pack/*.pack

输出（以下经删减）：

2b24b26a117ef5cfdbf88040e282ec86085e6b1f commit 228 145 12
ce013625030ba8dba906f756967f9e9ca394464a blob   6 15 157
aaa96ced2d9a1c8e72c56b253a0e2fe78393feb7 tree   37 48 172
non delta: 3 objects

列含义：SHA type uncompressed-size compressed-size offset-in-pack。三者均为 non delta——小仓库无相似对象可链。

git count-objects -v 同期：

in-pack: 3
packs: 1
size-pack: 1

松散对象计数为 0 表示已全部进 pack（若未 prune 可能仍有冗余松散文件，见 第 10 篇）。

四、idx v2 概要

idx 使 git cat-file 能在 pack 内 O(log N) 定位对象：

• fanout 表：256 个桶，按 SHA 首字节累计计数。
• SHA 列表：排序的 20 字节 ID。
• CRC32：每个对象的校验。
• offset 表：对应 pack 内字节偏移。

读取对象时：SHA → idx 查 offset → pack 解压。REF_DELTA 需再解析基对象（可能在同一 pack 内更早偏移）。

五、与松散对象的语义等价

pack 是物理编码；对象 ID 仍是对「头+载荷」的哈希，与松散存储一致。git cat-file -p <sha> 无需关心对象来自松散还是 pack。

六、本文边界

• delta 编码位级细节与 pack-objects 启发式见 第 08 篇。
• bitmap 见 第 09 篇。

参考资料

• Git documentation, gitformat-pack
• 实验环境：Git 2.54.0

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