2017年微软对Git性能提升的贡献

Visual Studio团队服务上托管着世界上最大的Git代码仓库：Windows操作系统源代码。（小编注：Linux操作系统源代码暂时还没有使用Git管理）把这份代码托管在云上，并且允许超过4000位开发者同时更新代码是一件了不起的事情。不过这样的能力想要有用，前提是各位开发者的电脑上的Git客户端能够处理这么大的代码库。为此，我们构建了GVFS系统。

从规模上说，Windows操作系统的代码库比其他任何Git仓库都大，也因此在使用中暴露了Git核心的一些性能问题。我们需要修复这些性能问题，以便在Windows项目中可以顺利使用。感谢Git开放了源代码，我们会为所有Git用户改善Git的性能，并且把我们所做的性能提升提交给Git社区。

回顾2017年我们为Git做的事情和取得的成就，我想分享一些我最喜欢的点滴，希望大家也能够喜欢。

索引

Git的索引是一个文件的列表，列表中的文件用对象哈希值表示，包含的文件为已经提交过的文件和准备提交的文件，准备提交的文件就是我们通常所说的stage状态的文件。很多Git操作都是先把这个索引加载到内存中，然后再进行相应的操作。我们找到了几种方法来加速索引操作。

索引是路径的有序列表，每新增加一个索引，Git都会去检查以确保索引还是保持有序的。跳过这个检查，索引的加载速度整体提升了18%。当索引重建时，这些路径会以正确的顺序重新排序。Git会检测插入的文件有没有重复，但是重复的文件在顺序上总是相邻的。所以排重这个步骤我们会先检查前一个文件，必要时再进行二分查找，这样我们使得索引写入速度提升了20%。我们还优化了删除索引和重新加载索引的操作。

我们还做了一些小的优化，加速了索引的每一次读取和写入。其中的两个例子就是，在计算merge时我们使用哈希值而不是整个列表，并且用栈代替了堆分配。

状态和检出（checkout）

两个非常常用的Git命令就是status和checkout。status命令检查当前工作目录和上一次提交的代码之间的差异，checkout命令更新当前工作目录到某一次提交的状态。这些操作经常使用，同时在大型项目上性能不佳。

很多工具，比如Visual Studio团队浏览器使用status命令来获取可以提交的修改。很多项目中有很多文件夹是被git忽略的，因为它们被添加到了.gitignore中。团队浏览器使用特殊的标识来表示这些被忽略的文件，这些被忽略的文件往往比仓库中的源代码文件还要多。我们给status命令增加了一个新的标签，使得status命令的速度大幅提升，现在其他工具也可以使用更高效的status命令了。我们测试了我们的代码，对于 git status -ignored 这个命令，性能提升超过50%。

即便我们做了这些优化，我们还是要访问文件系统才能获取到写入文件的当前状态。最终，我们需要给git增加一个文件系统监控插件，这个插件给git提供了一个额外的命令，这个命令可以计算文件系统改动的一个快照。虽然我们主要是为GVFS集成该功能，但是你还是可以将该功能和watchman一起使用。

缩写

很多Git命令以缩写的形式展现对象哈希，以便于人类能够更容易地阅读。同时，这个缩写需要足够长，以便保持唯一性。对于大型项目，计算缩写成为了操作中很耗时的部分。旧的缩写计算算法会遍历所有以该缩写开头的哈希值，只要碰到重合的情况就增加一位长度，直到该缩写确实只表示某一个对象而没有歧义了。而新的算法是通过有效的二分查找，找到最相近匹配的共同前缀长度。这个算法的提升，给像 git log --oneline 这样的命令带来了5%的性能提升。

Git用两种方法存储它的对象：packfiles和松对象。松对象以一个文件一个对象的方式存储在.git/objects/??文件夹中，其中??是十六进制对象哈希的前两位。当GVFS按需下载对象时，它把下载的对象按照松对象的形式处理。通常情况下，在git自动把松对象打包为packfiles之前，仓库中松对象的数量不会很大。但是在GVFS的使用场景中，这个数量可以达到百万量级。当计算简写时，Git为这些文件夹中的松对象在内存中做了一个缓存列表。当创建这个列表时，列表中的字符串使用普通的格式化字符串语法在末尾追加内容，有时候这个操作可以耗费到12%的CPU。我们简单地用append方法替代了它，很轻松地获得了一定程度的性能提升。

这只是一个开始

这不是我们在2017年做全部改进。你可以阅读我们早先的文章：

在Windows2.11中Git做了哪些改进？（https://blogs.msdn.microsoft.com/devops/2016/12/01/whats-new-in-git-for-windows-2-11/）

在GVFS以外，我们对Git做了哪些优化？

（https://blogs.msdn.microsoft.com/devops/2017/05/30/optimizing-git-beyond-gvfs/）

微软全力押注Git，努力使它成为微软项目的首选版本控制工具。我们努力为全体程序员改进Git，并且接下来的几个月甚至一年中，我们还会发布一些重大的改进。感谢Git社区的志愿者们，感谢你们的耐心沟通和持续帮助，保证了我们的改进能够顺利回馈给Git社区。

英文原文：https://blogs.msdn.microsoft.com/devops/2018/01/11/microsofts-performance-contributions-to-git-in-2017/

译者：诗书塞外