下圖展示了 工作區、版本庫中的暫存區和版本庫之間的關系：

1. 理解 Git 暫存區 （stage）

　　在版本庫 .git 目錄下有一個 index 文件，下面針對這個文件做一個有趣的試驗。要說明的是：這個試驗用 1.7.3 版本的 Git 進行的，低版本的 Git 因為沒有針對 git status 命令進行優化設計，需要運行 git diff 命令才能看到 index 文件的日期戳變化，具體操作步驟如下。

　　（1） 首先執行 git checkout 命令（後面會介紹此命令），撤銷工作區中 welcome.txt 文件尚未提交的修改。

git checkout -- welcome.txt
git status -s  #執行 git diff ， 如果 git 版本號小於 1.7.3

　 (2) 通過狀態輸出可以看到工作區已經沒有改動了。查看一下 .git/index 文件，註意該文件的時間戳為：19:37:44

ls --full-time .git/index
-rw-rw-r-- 1 git git 104 2018-05-03 19:37:44.492022847 +0800 .git/index

　　(3) 再次執行 git status 命令，然後顯示 .git/index 文件的時間戳為19:37:44，與上面的一樣。

git status -s
ls --full-time .git/index
-rw-rw-r-- 1 git git 104 2018-05-03 19:37:44.492022847 +0800 .git/index

　(4) 現在更改一下welcome.txt 的時間戳，但是不改變它的內容。然後再執行 git status 命令，查看 .git/index 文件的時間戳為：19:42:06.

touch welcome.txt
git status -s
-rw-rw-r-- 1 git git 104 2018-05-03 19:42:06.830558718 +0800 .git/index　　

　看到了嗎，時間戳改變了！

　　這個試驗說明當執行 git status 命令 （或者 git diff 命令）掃描工作區改動的時候，先依據 .git/index 文件中記錄的（用於跟蹤工作與文件的）時間戳、長度等信息判斷工作區文件是否改變，如果工作區文件的時間戳改變了，說明文件的內容可能被改變了，需要打開文件，讀取文件內容，與更改前的原始文件相比較，判斷文件內容是否被更改。如果文件內容沒有改變，則將該文件新的時間戳記錄到 .git/index 文件中。因為如果要判斷文件是否更改，使用時間戳、文件長度等信息進行比較要比通過文件內容比較要快的多，所以 Git 這樣的實現方式可以讓工作區狀態掃描更快速地執行，這也是Git高效的原因之一。

　　文件.git/index 實際上就是一個包含文件索引的目錄樹，像是一個虛擬的工作區。在這個虛擬工作區的目錄樹中，記錄了文件名和文件的狀態信息（時間戳和文件長度等）。文件的內容並沒有存儲在其中，而是保存在 Git 對象庫 .git/objects 目錄中，文件索引建立了文件和對象實體之間的對應。

從圖 5-1 中可以看到部分 Git 命令是如何影響工作區和暫存區的。這些命令的面紗將在接下來的幾個章節中徹底揭開，下面就對這些命令進行簡要說明：

• 圖中左側為工作區，右側為版本庫。在版本庫中標記為 index 的區域就是暫存區，標記為 master 的是 master 分支所代表的目錄樹。
• 圖中可以看出，此時HEAD 實際是指向 master 分支的一個“遊標”，所以圖示的命令中出現 HEAD 的地方可以用 master 來替換。　
• 圖中的 objects 標識的區域為 Git 的對象庫，實際位於 .git/objects 目錄下，這一點會在後面的章節中重點介紹。
• 當對工作區修改（或新增）的文件執行 git add 命令時，暫存區的目錄樹將被更新，同時工作區修改（或新增）的文件內容會被寫入到對象庫中的一個新的對象中，而該對象的ID 被記錄在暫存區的文件索引中。
• 當執行提交操作（git commit）時，暫存區的目錄樹會寫到版本庫（對象庫）中，master 分支會做相應的更新，即master 最新指向的目錄樹就是提交時原暫存區的目錄樹。(即：master=暫存區)
• 當執行 git reset HEAD 命令時，暫存區的目錄樹會被重寫，會被master 分支指向的目錄樹所替換，但是工作區不受影響。（即：暫存區=master）
• 當執行 git rm --cached <file> 命令時，會直接從暫存區刪除文件，工作區則不做出改變。
• 當執行 git checkout . 或 git checkout -- <file> 命令時，會用暫存區全部的文件或指定的文件替換工作區的文件。這個操作很危險，會清除工作區中未添加到暫存區的改動。
• 當執行 git checkout HEAD .或 git checkout HEAD <file> 命令時，會用HEAD 指向的 master 分支中的全部或部分文件替換暫存區和工作區的文件。這個命令也是極具危險性的，因為不但會清除工作區中為提交的改動，也會清除暫存區中未提交的改動。

Git 工作區、版本庫中的暫存區和版本庫之間的關系