成为git砖家(10): 根据文件内容生成SHA-1

1. .git/objects 目录

git 是一个根据文件内容进行检索的系统。 当创建 hello.py, 填入

print("hello, world")

的内容， 并执行

git add hello.py
git commit -m "init"

会在 .git/objects 目录生成子目录和文件。 子目录是2位，文件则是38位， 子目录和文件名字拼接起来的到的40位哈希码， 就是 SHA-1:

比较新版本的 git, 当执行上述 git 操作后， 会在 .git/objects 里存储多个子目录， 旧版本的 git 则只生成一个子目录。我用的 git 2.45.2, 目录结构为：

2. git cat-file 命令

git cat-file 命令能查看 sha-1 的情况， 这里暂时未查阅文档， 仅做基本介绍。

git cat-file -t <sha-1> 查看的是 sha-1 的类型。 其中 sha-1 是子目录和文件拼接起来的。例如

➜  test git:(main) ✗ git cat-file -t 8cde7829c178ede96040e03f17c416d15bdacd01
blob

git cat-file -p <sha-1> 则是查看 blob 类型的内容:

➜  test git:(main) ✗ git cat-file -p 8cde7829c178ede96040e03f17c416d15bdacd01
print("hello world")

3. 根据文件内容生成 sha-1

git 其实已经帮我们计算了 sha-1, 这是它存储文件时最基本的计算。 当我们有两个内容完全一样的文件被 git add 和 git commit, 对应的 blob 对象是相同的。

作为验证，我们拷贝 hello.py 内容并提交：

➜  test git:(main) ✗ cp hello.py world.py
➜  test git:(main) ✗ git add world.py
➜  test git:(main) ✗ git commit -m "add world.py"
[main f72f05d] add world.py1 file changed, 1 insertion(+)create mode 100644 world.py

发现 .git/objects 目录新增的两个子目录，分别是 tree 和 commit 类型，并不是 blob 类型。 换言之， world.py 和 hello.py 对应的 blob 都是 8cde7829c17.

作为验证， 可以使用 Python 的 hashlib模块， 基于如下格式算出 sha-1:

blob {文件内容长度}\0 {file_content}

其中 {file_content} 是文件内容.

的到的结果是：

➜  test git:(main) ✗ python githash.py hello.py
8cde7829c178ede96040e03f17c416d15bdacd01
➜  test git:(main) ✗ python githash.py world.py
8cde7829c178ede96040e03f17c416d15bdacd01

具体的 githash.py 实现如下:

#!/usr/bin/env python3from sys import argv
from hashlib import sha1
from io import StringIOclass Githash(object):def __init__(self):self.buf = StringIO()def update(self, data):self.buf.write(data)def hexdigest(self):data = self.buf.getvalue().encode('utf-8')h = sha1()h.update(f"blob {len(data)}\0".encode('utf-8'))h.update(data)return h.hexdigest()def githash_data(data):h = Githash()h.update(data)return h.hexdigest()def githash_fileobj(fileobj):return githash_data(fileobj.read())if __name__ == '__main__':for filename in argv[1:]:with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as fileobj:print(githash_fileobj(fileobj))

4. 结语

.git/objects 目录存放的子目录中， 有些子目录是 blob 类型的对象， 表示了文件内容。 当两个文件内容一致时， git 对它们生成相同的 SHA-1。 在了解 blob 类型对象的 sha-1 计算过程的前提下，基于 Python 的 hashlib 写了一个工具， 能根据文件内容算出 sha-1， 这既可以作为理解 git 对象存储的初步， 也可以作为后续自行实现一个 mini-git 的基础。

5. References

• https://gist.github.com/msabramo/763200
• https://www.bilibili.com/video/BV1FZ4y1W7ZS/?p=2&spm_id_from=pageDriver