Git工作区、暂存区和历史记录区

三个区域

可以将 git 简单的分为三个区域：

工作区（working directory）
暂存区（stage index）
历史记录区（history）

如图：

简单解释

工作区：就是我们能看到的区域，也是我们经常修改代码的目录
暂存区：文件在本地修改之后，需要提交到暂存区之后才能提交到版本库，作为过渡层；可以避免误操作和保护工作区和版本库
历史记录区：可以理解为版本库，我们从暂存区提交之后的记录会保存在这里

详细解释

当我们执行 git add files 时，我们把当前工作目录中的文件放入了暂存区域，这其实做了两件事：

将本地文件的时间戳、长度，当前文档对象的id等信息保存到一个树形目录中去（index，即平时说的暂存区）
将本地文件的内容做快照并保存到 Git 的对象库。

所以，暂存区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。如下图所示：

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

三个区域与 git 命令

git add

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

git commit

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。

git status

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，需要打开文件，读取文件内容，和更改前的原始文件相比较（本地文件和与之对应的 object 库中的文件的内容进行对比），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 diff files

git diff files 用来进行具体文件的变动对比，通常用来进行工作区与暂存区之间的对比，实质上是用 git objects 库中的快照与工作区文件的内容的对比。

参考文章

详解Git工作区、暂存区、历史记录区以及git reset、git revert、git checkout等撤销命令的区别