Git 工作区、暂存区和版本库
暂存区（stage, index）是 Git 最重要的概念之一，理解了这个概念很多 Git 命令就不再那么神秘了。今天在写这部分的内容，画了一个图，看看有没有什么问题。 理解 Git 暂存区（stage）把上面的“实践二”从头至尾走一遍，不知道您的感想如何？- —— “被眼花缭乱的 Git 魔法彻底搞糊涂了？”
- —— “Git 为什么这么折磨人，修改的文件直接提交不就完了么？”
- —— “看不出 Git 这么做有什么好处？”
$ git checkout -- welcome.txt我们通过状态输出，看以看到工作区已经没有改动了。我们查看一下 .git/index 文件，注意该文件的时间戳（19:37:44）：
$ git status -s
$ ls --full-time .git/index我们再次执行 "git status" 命令，然后显示 .git/index 文件的时间戳（19:37:44），和上面的一样。
-rw-r--r-- 1 jiangxin jiangxin 112 2010-11-29 19:37:44.625246224 +0800 .git/index
$ git status -s现在我们更改一下 welcome.txt 的时间戳，但是不改变它的内容。然后再执行 "git status" 命令，然后查看 .git/index 文件时间戳（19:42:06）。
$ ls --full-time .git/index
-rw-r--r-- 1 jiangxin jiangxin 112 2010-11-29 19:37:44.625246224 +0800 .git/index
$ touch welcome.txt看到了么，时间戳改变了！这个试验说明当执行 "git status" 命令扫描工作区改动的时候，先依据 .git/index 文件中记录的（工作区跟踪文件的）时间戳、长度等信息判断工作区文件是否改变。如果工作区的文件时间戳改变，说明文件的内容可能 被改变了，需要要打开文件，读取文件内容，和更改前的原始文件相比较，判断文件内容是否被更改。如果文件内容没有改变，则将该文件新的时间戳记录到.git/index 文件中。因为判断文件是否更改，使用时间戳、文件长度等信息进行比较要比通过文件内容比较要快的多，所以 Git 这样的实现方式可以让工作区状态扫描更快速的执行，这也是 Git 高效的因素之一。
$ git status -s
$ ls --full-time .git/index
-rw-r--r-- 1 jiangxin jiangxin 112 2010-11-29 19:42:06.980243216 +0800 .git/index
文件 .git/index 实际上就是一个包含文件索引的目录树，像是一个虚拟的工作区。在这个虚拟工作区的目录树中，记录了文件名、文件的状态信息（时间戳、文件长度等），文件的 内容并不存储其中，而是保存在 Git 对象库（.git/objects）中，文件索引建立了文件和对象库中对象实体之间的对应。下面这个图展示了工作区、版本库中的暂存区和版本库之间的关 系。
工作区、版本库、暂存区原理图
在这个图中，我们可以看到部分 Git 命令是如何影响工作区和暂存区（stage, index）的。- 图中左侧为工作区，右侧为版本库。在版本库中标记为 "index" 的区域是暂存区（stage, index），标记为 "master" 的是 master 分支所代表的目录树。
- 图中我们可以看出此时 "HEAD" 实际是指向 master 分支的一个“游标”。所以图示的命令中出现 HEAD 的地方可以用 master 来替换。
- 图中的 objects 标识的区域为 Git 的对象库，实际位于 ".git/objects" 目录下，我们会在后面的章节重点介绍。
- 当对工作区修改（或新增）的文件执行 "git add" 命令时，暂存区的目录树被更新，同时工作区修改（或新增）的文件内容被写入到对象库中的一个新的对象中，而该对象的ID 被记录在暂存区的文件索引中。
- 当执行提交操作（git commit）时，暂存区的目录树写到版本库（对象库）中，master 分支会做相应的更新。即 master 指向的目录树就是提交时暂存区的目录树。
- 当执行 "git reset HEAD" 命令时，暂存区的目录树会被重写，被 master 分支指向的目录树所替换，但是工作区不受影响。
- 当执行 "git rm --cached <file>" 命令时，会直接从暂存区删除文件，工作区则不做出改变。
- 当执行 "git checkout ." 或者 "git checkout -- <file>" 命令时，会用暂存区全部或指定的文件替换工作区的文件。这个操作很危险，会清除工作区中未添加到暂存区的改动。
- 当执行 "git checkout HEAD ." 或者 "git checkout HEAD <file>" 命令时，会用 HEAD 指向的 master 分支中的全部或者部分文件替换暂存区和以及工作区中的文件。这个命令也是极具危险性的，因为不但会清除工作区中未提交的改动，也会清除暂存区中未提交的改 动。