Linus Torvalds第二作品:Git，Linus用两周就实现自举的Git

为什么关注Git?

Git作为一个前无古人，很可能后无来者的内容地址跟踪器, 席卷各大公司，深受所有程序员喜爱(觉得Git难用的除外), 肯定有他的过人之处。
先搬出互联网技术关键词标配：
分布式、去中心化、可靠性、容错性、可用性、数据一致性、性能是一个功能， 而不是一个优化等。
Linus用两周就实现自举的Git十几年后依然健壮如初。

Git最初设计时要达到的目的

  • 分布式： 1)多人同一个分支不同地点不同时间并行开发；2)单人本地多分支并行开发。
  • 性能： 速度要快。慢是Linus Torvalds本人无法接受的，因为linux内核每天有成百上千次提交。
  • 安全与信任： 即可靠性， 我push上去的代码pull下来一定还是我的代码, 没有丢失或被恶意篡改过。

    Git 数据建模

    Bad programmers worry about the code. Good programmers worry about data structures and their relationships. — by Linus Torvarlds. (一般的程序员只关心代码，而优秀的软件工程师更关心数据结构以及他们之间的关系。)

启示：
泛指技术对场景或业务逻辑的抽象，比如：面向对象建模，领域驱动, 甚至更宏观的架构设计或微服务怎样划分。
如果系统设计的好， 代码稍微写low一点，整个系统的表现也不会太差, 而且代码的坑比较容易填；反之，再漂亮的代码也很难填上系统设计的坑， 只能面临重构。

Git 内部文件处理：

  1. 代码库里所有文件都是数据，以数据为中心，所有操作、存储和处理逻辑围绕数据展开。
  2. 跟踪整个项目整体状态，每次建立全局快照，而不是跟踪每个文件的变更。
  3. 针对git目录下的每个文件计算一个hash值, 文件内容作为value, hash值为文件key。
  4. 如果单个文件内容发生变化， 下次重新计算hash值。如果文件没有发生变更，当前快照指向历史hash。
  5. 整个代码库的变化历史和文件组成用树形结构表示。
  6. Git每次commit记录整个代码库的一次快照, 当前快照包含发生变化的文件和历史快照(子树)。

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Git 执行效率与时间复杂度

对于Git内部结构可以简单的理解为：Git内部是一棵树，每个节点都是一个指针(key)， 这个指针(key)可能代表一个文件，或一次commit或一个分支起点或一次merge或一个tag，key对应的value就是内容，如果key是代表一个文件，value就是文件内容；如果key是代表一次commit，value是一颗子树，包含此次commit对整个项目的snapshot。
平时很多git操作都可以近似理解为：在树上执行遍历查找O(lg(n))，切换指针O(1)，然后根据指针取文件内容O(1))。这些操作速度都是很快的，只有在网络交互，文件压缩与解压和计算diff时，可以感知到有时间等待。
启示

  1. 数据结构和算法原来是这么用的，基本功还是要扎实呀。
  2. LeetCode还是要常刷的。

  3. 建模很重要。越好的设计模型离被推翻重构的距离越远。 关于架构设计和规划的 做技术选型和概要设计，P7级别的就要做到， 1年以后当别人接手时就不需要考虑重构，如果是P8的就有信心做到2年以后，而P9的则是3年或更长时间。Git已经经历了超过10年的考验了。

    Git 空间压缩与访问效率平衡

    对于Git，近期发生变化的数据属于热数据，Git假设这些数据会被频繁访问或使用到。其他数据为历史数据。对于热数据， 即使发生微小变化，Git也会全量冗余存储，提高访问效率。当热数据文件数量达到一定值时，会触发打包压缩逻辑， delta差异存储，节省空间。
    热数据： top榜单场景
    启示
    对于不同的存储介质，例如db, redis, mq, 选用不同的存储逻辑或策略，以达到访问效率与存储空间的平衡。

    Git 安全性与容错性

    Git对文件内容和项目整体snapshot都使用hash值表示，hash值与内容一一对应， 如果文件内容被篡改或硬盘损坏，导致数据丢失，hash值校验都会失败。此时Git设计时已经假设：1) 硬盘是随时崩溃的，即存储是不可靠的
    2) 有人恶意引入Bug或偷偷修改代码
    启示
    在分布式环境下，设计系统或接口，能否保持容错性，自带降级，建议多向自己提出假设：

  4. 网络是不可靠的。 接口调用timeout和失败是必然存在的， 逻辑应该怎样处理？是否自带降级技能。

  5. DB是会抖动的，缓存也会失效，主从延迟一定存在的，此时代码逻辑能否兼容？如果fail fast, 是否有报警机制？

  6. 对外的接口，调用方的传参要考虑最坏的场景，是否有合理的入参校验/防重/幂等处理？

    Merge 算法思想： 三路合并

    先找出两个分支的公共祖先， 然后两个分支分别与公共祖先diff，指出有冲突的地方。Git merge并没有试图智能的去解决冲突，只是指出冲突，然后将merge交给最合适最高效的人去解决：即引起冲突的开发者。
    启示

  7. 选用最合理的数据结构、索引结构或算法思路，不断优化系统处理速度。

  8. 划清边界，只做自己最擅长和应该做的事情, 尽量保证高内聚，低耦合 。 微服务环境下，在设计系统时，应该多考虑： 各个服务调用时，不同的异常谁负责处理； 接口超时谁负责补偿； 数据一致性交给谁来保证等。


其它

  1. 从用户角度出发设计系统。Linus是Git的第一个也是最粘性的用户, 在写Git之前他就已经了解了当时的各个版本控制 软件的优缺点，他清楚Git需要实现哪些功能， 哪些功能无需实现。
  2. Git在命令行执行命令时，响应的提示信息及时且准确。

  3. 站在巨人肩膀上，向已有系统学习。Git最初的核心命令都是复用操作系统已有的功能，例如diff, 压缩，文件处理等。

    启示

  4. 自己写的系统或功能，自己要从最终用户角度尝试使用或模拟使用。

  5. 对于api接口，研发负责自测； 写单元测试时，可以从调用方角度思考接口名称和参数设计是否合理，是否抛出异常， 返回信息中是否包含错误码和提示信息。
  6. 既要有造轮子的能力，又要有不重复造轮子的觉悟。 多向开源系统学习，多研究底层原理，大部分原理或设计思路都是相通的。

good taste 好的工程师要有好品味

彩蛋

（如下为Linus Torvalds语录，仅供娱乐。Linus Torvalds以喷人闻名，网络上很多人指责他人品不行，很少有人评价他的技术水平，可能是没有能力评价吧。)

“In fact, I am a very cynical and untrusting person. I think most of you are completely incompetent”. In front of a large group of Google developers. 翻译：在一群谷歌软件工程师面前说： 各位不要误会， 我不是针对你， 我是说在座的各位写代码的水平完全都是垃圾。 “Because nobody actually creates perfect code at first time around except me, but there’s only one of me. “ 翻译：实际上没人能一次就写出完美的代码，除了我。但是世界上只有一个我。ps: 这句话也是在一群谷歌软件工程师面前说的。

参考

Linus Torvalds 2007年在谷歌分享Git
Linus Torvalds TED 采访
Git官方文档

文章主体来源于： https://mp.weixin.qq.com/s/SkcBXExK7_Gy5Uv3ib4M2A