2025 iThome 鐵人賽

DAY 23

Software Development

深入一點點認識 Git系列第 23 篇

Day 23－深入一點點認識 Git：合併與合併衝突時，Git 內部是怎麼運作的？

17th鐵人賽

ralphhong5465

2025-09-23 11:16:13

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要展現 git 的協作功能，則不能不提其開分支、合併分支的機制。之前我們在 Day 9 提過，分支的本質是「參考（ref）」，那合併時，這些參考是怎麼跑的？新的 commit 物件內容是什麼？commit 又指著哪些 tree 跟 blob 物件呢？如果發生衝突，內部又是怎麼變化的呢？

這篇文章將在「無衝突」與「有衝突」兩種情境下，細細檢視合併的每個過程中，.git/ 資料夾發生的變化。

無衝突的合併

首先在 main 分支上，建立第一個 commit：

touch file.txt
git add file.txt
git commit -m "Initial commit"

接著建立並切換到新分支 feature：

git switch -c feature

在這裡建立一個新的 commit：

echo "Hello, world" > hello_world.txt
git add hello_world.txt
git commit -m "Add file on feature"

再切回 main 分支：

git switch main

在 main 分支建立 commit：

echo "Main content" > file.txt
git add file.txt
git commit -m "Revise content in file.txt"

目前 .git/ 資料夾結構如下：

.git/
├── ...
│
├── objects/
│   ├── 22/                             # Initial commit物件
│   │   └── 044b2153b50be5e131579d1a25008737c4b7d4
│   ├── 28/                             # 指向ccc05fb...的tree物件
│   │   └── 96f069a49567bc3b9a15b2a946754d63b2c06d
│   ├── a5/                             # 內容為Hello, world的blob物件
│   │   └── c19667710254f835085b99726e523457150e03
│   ├── bd/                             # 指向e69de29...的tree物件
│   │   └── d68b0120ca91384c1606468b4ca81b8f67c728
│   ├── c9/                             # main分支的第二個commit物件
│   │   └── 30e9edfb1c6372e197b1260544ea213b93d7e7
│   ├── cc/                             # 內容為Main content的blob物件
│   │   └── c05fb42ee018ccbd119d1b9e8f47372f530632
│   ├── e6/                             # 空的blob物件
│   │   └── 9de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391
│   ├── e9/                             # feature分支的commit物件
│   │   └── 9a7c7249b6729a6a122ae306187cc793d43d72
│   ├── fc/                             # 指向e69de29...與a5c1966...的tree物件
│   │   └── 153946417df4388babc50d03074899baf7eae7
│   ├── info/
│   └── pack/
│
├── refs/
│   ├── heads/
│   │   ├── feature # 指向e99a7c7249b6729a6a122ae306187cc793d43d72
│   │   └── main    # 指向c930e9edfb1c6372e197b1260544ea213b93d7e7
│   └── tags/
│
├── ...
└── index

圖示如下：

如果這時要把 feature 分支合併進 main 分支，就在 main 分支上輸入以下指令：

git merge feature

這時會跳出一個編輯器，內容為：

Merge branch 'feature'
# Please enter a commit message to explain why this merge is necessary,
# especially if it merges an updated upstream into a topic branch.
#
# Lines starting with '#' will be ignored, and an empty message aborts
# the commit.

上面的 "Merge branch 'feature'" 為預設的 commit 訊息，而若觀察 .git/ 資料夾，會發現變這樣：

.git/
├── ...
│
├── objects/
│   ├── 22/
│   │   └── 044b2153b50be5e131579d1a25008737c4b7d4
│   ├── 28/
│   │   └── 96f069a49567bc3b9a15b2a946754d63b2c06d
│   ├── 31/             # 新增的tree物件，指向ccc05fb...與a5c1966...
│   │   └── 47c1ebd37d3dbf87ee4d67cc95657dfffeed34
│   ├── a5/
│   │   └── c19667710254f835085b99726e523457150e03
│   ├── bd/
│   │   └── d68b0120ca91384c1606468b4ca81b8f67c728
│   ├── c9/
│   │   └── 30e9edfb1c6372e197b1260544ea213b93d7e7
│   ├── cc/
│   │   └── c05fb42ee018ccbd119d1b9e8f47372f530632
│   ├── e6/
│   │   └── 9de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391
│   ├── e9/
│   │   └── 9a7c7249b6729a6a122ae306187cc793d43d72
│   ├── fc/
│   │   └── 153946417df4388babc50d03074899baf7eae7
│   ├── info/
│   └── pack/
│
├── refs/
│   ├── heads/
│   │   ├── feature # 仍指向e99a7c7249b6729a6a122ae306187cc793d43d72
│   │   └── main    # 仍指向c930e9edfb1c6372e197b1260544ea213b93d7e7
│   └── tags/
│
├── AUTO_MERGE     # 新增檔案，內容為3147c1ebd37d3dbf87ee4d67cc95657dfffeed34
├── COMMIT_EDITMSG # 內容仍為Revise content in file.txt
├── config         # 舊有檔案
├── description    # 舊有檔案
├── HEAD           # 內容仍為ref: refs/heads/main
├── index # 內容為100644 ccc05fb42ee018ccbd119d1b9e8f47372f530632 0 file.txt
│         # 以及100644 a5c19667710254f835085b99726e523457150e03 0 hello_world.txt
├── MERGE_HEAD     # 內容為e99a7c7249b6729a6a122ae306187cc793d43d72
├── MERGE_MODE     # 內容為空
├── MERGE_MSG      # 內含上述編輯器內容
└── ORIG_HEAD      # 內容為c930e9edfb1c6372e197b1260544ea213b93d7e7

這時主要有兩大變化：

新的 tree 物件 3147c1e... 已經被做出來，指向兩個要被合併分支指向的 blob 物件，同時被 AUTO_MERGE 參考指著。
多一個 MERGE_HEAD 參考，指向要被合併進來的 commit。

圖示如下：

待編輯完合併的 commit 訊息，再關閉編輯器後，終端機畫面如下：

接著再來觀察 .git/ 資料夾：

.git/
├── ...
│
├── objects/
│   ├── 22/
│   │   └── 044b2153b50be5e131579d1a25008737c4b7d4
│   ├── 28/
│   │   └── 96f069a49567bc3b9a15b2a946754d63b2c06d
│   ├── 31/      # 剛剛新增的tree物件，指向ccc05fb...與a5c1966...
│   │   └── 47c1ebd37d3dbf87ee4d67cc95657dfffeed34
│   ├── a1/      # 合併後新增的commit物件
│   │   └── 9a784cc3b6915bd33d1e0f768c8c79c69bf001
│   ├── a5/
│   │   └── c19667710254f835085b99726e523457150e03
│   ├── bd/
│   │   └── d68b0120ca91384c1606468b4ca81b8f67c728
│   ├── c9/
│   │   └── 30e9edfb1c6372e197b1260544ea213b93d7e7
│   ├── cc/
│   │   └── c05fb42ee018ccbd119d1b9e8f47372f530632
│   ├── e6/
│   │   └── 9de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391
│   ├── e9/
│   │   └── 9a7c7249b6729a6a122ae306187cc793d43d72
│   ├── fc/
│   │   └── 153946417df4388babc50d03074899baf7eae7
│   ├── info/
│   └── pack/
│
├── refs/
│   ├── heads/
│   │   ├── feature # 仍指向e99a7c7249b6729a6a122ae306187cc793d43d72
│   │   └── main    # 改指向a19a784cc3b6915bd33d1e0f768c8c79c69bf001
│   └── tags/
│
├── AUTO_MERGE     # 檔案消失
├── COMMIT_EDITMSG # 內容仍為Revise content in file.txt
├── config         # 舊有檔案
├── description    # 舊有檔案
├── HEAD           # 內容仍為ref: refs/heads/main
├── index # 內容仍為100644 ccc05fb42ee018ccbd119d1b9e8f47372f530632 0 file.txt
│         # 以及100644 a5c19667710254f835085b99726e523457150e03 0 hello_world.txt
├── MERGE_HEAD     # 檔案消失
├── MERGE_MODE     # 檔案消失
├── MERGE_MSG      # 檔案消失
└── ORIG_HEAD      # 內容仍為c930e9edfb1c6372e197b1260544ea213b93d7e7

合併完後，出現兩大變化：

出現新的 commit a19a784...，main 分支指著它、它指向剛剛新做出來的 3147c1e... 物件。
合併過程中出現的檔案 AUTO_MERGE、MERGE_HEAD、MERGE_MODE、MERGE_MSG 全部消失。

此時 git 物件結構如下：

有衝突的合併

在一個空的資料夾中，先在 main 分支建立第一個 commit：

touch file.txt
git add file.txt
git commit -m "Initial commit"

接著建立並切換到 feature 分支：

git switch -c feature

在 feature 分支也建立一個 commit：

echo "Feature version" > file.txt
git add file.txt
git commit -m "Add feature version"

接著切回 main 分支：

git switch main

在 main 分支上，建立一份檔名同為 file.txt 的檔案，但內容與 feature 分支不同：

echo "Main version" > file.txt
git add file.txt
git commit -m "Add main version"

這時候 .git/ 資料夾長什麼模樣呢？

.git/
├── ...
│
├── objects/
│   ├── 3c/                                         # feature分支的commit物件
│   │   └── 42ca7eee01372a11e05c88db7198ab7be57df0
│   ├── 8f/                                         # 指向dbc69068...的tree物件
│   │   └── 3e35b1bef33d7af8f47a872d0c938ac2409932
│   ├── 26/                                         # main分支的第二個commit物件
│   │   └── 6bff847229de5ca95fd459d364f95611f96779
│   ├── 50/                                         # 內容為Main version的blob物件
│   │   └── 55b9198f7069db185ec0f12534e44bfd5c9623
│   ├── bd/                                         # 指向e69de29...的blob物件
│   │   └── d68b0120ca91384c1606468b4ca81b8f67c728
│   ├── db/                                         # 內容為Feature version的blob物件
│   │   └── c69068b98a226af5471ad0543d5ad3316b4cb7
│   ├── e3/                                         # main分支第一個commit物件
│   │   └── 27f3b729ac07053557bb5e98de113ec3fbdd3e
│   ├── e6/                                         # 內容為空的blob物件
│   │   └── 9de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391
│   ├── f8/                                         # 指向5055b91的tree物件
│   │   └── f64737b18c5aff3c7a0a488d5d1d2d8f36ad2f
│   ├── info/
│   └── pack/
│
├── refs/
│   ├── heads/
│   │   ├── feature # 指向3c42ca7eee01372a11e05c88db7198ab7be57df0
│   │   └── main    # 指向266bff847229de5ca95fd459d364f95611f96779
│   └── tags/
│
├── ...
└── index

圖示如下：

如果我們一樣在 main 分支輸入以下指令：

git merge feature

從終端機可以看出有衝突：

在編輯器中，也可以看出要我們解衝突：

那此時 .git/ 資料夾長怎樣呢？

.git/
├── ...
│
├── objects/
│   ├── 3b/            # 新增指向a3a09d6...的tree物件
│   │   └── 655319debc05c2433eba45fa9dfc39791759af
│   ├── 3c/
│   │   └── 42ca7eee01372a11e05c88db7198ab7be57df0
│   ├── 8f/
│   │   └── 3e35b1bef33d7af8f47a872d0c938ac2409932
│   ├── 26/
│   │   └── 6bff847229de5ca95fd459d364f95611f96779
│   ├── 50/
│   │   └── 55b9198f7069db185ec0f12534e44bfd5c9623
│   ├── a3/             # 編輯器顯示衝突內容，為blob物件
│   │   └── a09d68cc1023eccc8cd0cad04a3ef8fbd483cb
│   ├── bd/
│   │   └── d68b0120ca91384c1606468b4ca81b8f67c728
│   ├── db/
│   │   └── c69068b98a226af5471ad0543d5ad3316b4cb7
│   ├── e3/
│   │   └── 27f3b729ac07053557bb5e98de113ec3fbdd3e
│   ├── e6/
│   │   └── 9de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391
│   ├── f8/
│   │   └── f64737b18c5aff3c7a0a488d5d1d2d8f36ad2f
│   ├── info/
│   └── pack/
│
├── refs/
│   ├── heads/
│   │   ├── feature # 仍指向3c42ca7eee01372a11e05c88db7198ab7be57df0
│   │   └── main    # 仍指向266bff847229de5ca95fd459d364f95611f96779
│   └── tags/
│
├── AUTO_MERGE      # 內容為3b655319debc05c2433eba45fa9dfc39791759af
├── COMMIT_EDITMSG  # 內容仍為Add main version
├── config          # 舊有檔案
├── description     # 舊有檔案
├── HEAD            # 內容仍為ref: refs/heads/main
├── index  # 內容為100644 e69de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391 1 file.txt
│          # 與100644 5055b9198f7069db185ec0f12534e44bfd5c9623 2 file.txt
│          # 以及100644 dbc69068b98a226af5471ad0543d5ad3316b4cb7 3 file.txt
├── MERGE_HEAD      # 內容為3c42ca7eee01372a11e05c88db7198ab7be57df0
├── MERGE_MODE      # 內容為空
├── MERGE_MSG       # 內含為 Merge branch 'feature'
│                   #       Conflicts:
│                   #        file.txt
└── ORIG_HEAD       # 內容為266bff847229de5ca95fd459d364f95611f96779

圖示如下，可發現跟沒有衝突時相比，右上角多了一個 blob 物件，內容即為兩種版本；預存區 index 則包含要合併的兩分支所有 blob 物件：

假設我們選 Accept Both Changes，並把檔案加進預存區：

git add file.txt

這時 .git/ 資料夾檔案變成：

.git/
├── ...
│
├── objects/
│   ├── 2b/          # 新增的blob物件，包含處理衝突完後的檔案內容
│   │   └── 557f90890804e02656db31b7f27863fb81d10a
│   ├── 3b/
│   │   └── 655319debc05c2433eba45fa9dfc39791759af
│   ├── 3c/
│   │   └── 42ca7eee01372a11e05c88db7198ab7be57df0
│   ├── 8f/
│   │   └── 3e35b1bef33d7af8f47a872d0c938ac2409932
│   ├── 26/
│   │   └── 6bff847229de5ca95fd459d364f95611f96779
│   ├── 50/
│   │   └── 55b9198f7069db185ec0f12534e44bfd5c9623
│   ├── a3/
│   │   └── a09d68cc1023eccc8cd0cad04a3ef8fbd483cb
│   ├── bd/
│   │   └── d68b0120ca91384c1606468b4ca81b8f67c728
│   ├── db/
│   │   └── c69068b98a226af5471ad0543d5ad3316b4cb7
│   ├── e3/
│   │   └── 27f3b729ac07053557bb5e98de113ec3fbdd3e
│   ├── e6/
│   │   └── 9de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391
│   ├── f8/
│   │   └── f64737b18c5aff3c7a0a488d5d1d2d8f36ad2f
│   ├── info/
│   └── pack/
│
├── refs/
│   ├── heads/
│   │   ├── feature # 仍指向3c42ca7eee01372a11e05c88db7198ab7be57df0
│   │   └── main    # 仍指向266bff847229de5ca95fd459d364f95611f96779
│   └── tags/
│
├── AUTO_MERGE
├── COMMIT_EDITMSG
├── config
├── description
├── HEAD
├── index  # 內容變成100644 2b557f90890804e02656db31b7f27863fb81d10a 0 file.txt
├── MERGE_HEAD
├── MERGE_MODE
├── MERGE_MSG
└── ORIG_HEAD

git add 指令多做出一個 blob 物件，為合併後的內容，此物件已被加到預存區，但還沒有 tree 物件指向它：

接著再下指令完成合併、形成 commit：

git commit -m "Merge feature into main"

合併完後，回頭觀察 .git/ 資料夾：

.git/
├── ...
│
├── objects/
│   ├── 2b/
│   │   └── 557f90890804e02656db31b7f27863fb81d10a
│   ├── 3b/
│   │   └── 655319debc05c2433eba45fa9dfc39791759af
│   ├── 3c/
│   │   └── 42ca7eee01372a11e05c88db7198ab7be57df0
│   ├── 6f/                           # 合併的commit物件
│   │   └── 4c29c1822ba090b23e384aa05ff25ecdf26063
│   ├── 8f/
│   │   └── 3e35b1bef33d7af8f47a872d0c938ac2409932
│   ├── 26/
│   │   └── 6bff847229de5ca95fd459d364f95611f96779
│   ├── 50/
│   │   └── 55b9198f7069db185ec0f12534e44bfd5c9623
│   ├── a3/
│   │   └── a09d68cc1023eccc8cd0cad04a3ef8fbd483cb
│   ├── bd/
│   │   └── d68b0120ca91384c1606468b4ca81b8f67c728
│   ├── db/
│   │   └── c69068b98a226af5471ad0543d5ad3316b4cb7
│   ├── e3/
│   │   └── 27f3b729ac07053557bb5e98de113ec3fbdd3e
│   ├── e6/
│   │   └── 9de29bb2d1d6434b8b29ae775ad8c2e48c5391
│   ├── ef/                           # 指向2b557f9...的tree物件
│   │   └── 210594c4614c494768ea3327ec4f2bab0137a4
│   ├── f8/
│   │   └── f64737b18c5aff3c7a0a488d5d1d2d8f36ad2f
│   ├── info/
│   └── pack/
│
├── refs/
│   ├── heads/
│   │   ├── feature # 仍指向3c42ca7eee01372a11e05c88db7198ab7be57df0
│   │   └── main    # 改指向6f4c29c1822ba090b23e384aa05ff25ecdf26063
│   └── tags/
│
├── COMMIT_EDITMSG  # 最新的commit訊息Merge feature into main
├── config
├── description
├── HEAD           # 仍為ref: refs/heads/main
├── index          # 100644 2b557f90890804e02656db31b7f27863fb81d10a 0 file.txt
└── ORIG_HEAD      # 266bff847229de5ca95fd459d364f95611f96779

圖示如下，可發現在隨著合併的 commit 建立，對應的 tree 與 blob 物件也都跟著出現；至於在 git add 階段出現的 blob 與 tree 物件，就沒有 commit 指向它：

此圖示也可以搭配 git log --oneline 與 git log --oneline --graph 結果觀察、理解：

關於 git log --oneline --graph 小記
我之前在看 git log --oneline --graph 時常常看不懂分支與 commit 間的關係，以下說明：

# 每顆星星代表其右邊對應的commit
# 左邊直線（終端機是先綠再紅線）是main分支
# 右邊拉出來（終端機是全綠線）再收回去是feature分支

*   6f4c29c (HEAD -> main) Merge feature into main   # HEAD指向main分支，而main分支最新的commit是這個
|\                                                   # feature分支合併到main分支
| * 3c42ca7 (feature) Add feature version            # feature分支最新的commit是這個
* | 266bff8 Add main version                         # 此commit對應的星星在左邊那條線，而左邊那條線是main分支，表示此commit在main分支上
|/                                                   # 從main分支開出一條feature分支
* e327f3b Initial commit                             # 兩分支共同祖先commit

是不是相當於圖示中只保留 commit 物件的樣子？（不過我把紅色的 main 分支畫到右邊、綠色的 feature 分支畫到左邊）

補充：選擇 Accept Current Change 或 Accept Incoming Change
如果在合併衝突時選其中一分支的版本，則：

git add 後，也會出現過渡的 tree 與 blob 物件。
git commit 後，出現的新 commit 指向既有的 tree 物件。

例如若選 Accept Current Change 表示選「現在所在分支 main」的版本，合併完後的新 commit 指向原 main 分支最新 commit 指向的 tree（如下圖綠色箭頭）；若選 Accept Incoming Change 表示選「合併進來的分支 feature 」版本，合併完後的新 commit 指向原 feature 分支最新 commit 指向的 tree（如下圖藍色箭頭）。

小結

合併分支時，git 內部運作如下：

無衝突：形成一個暫時的 tree 物件，tree 物件指向既有要被合併相關的 blob 物件；待合併完成後，新的合併 commit 會指向該新 tree 物件。
有衝突：形成一個暫時的 tree 物件，指向暫時的 blob 物件，blob 物件內容為編輯器中顯示衝突的文字。

在有衝突時，若選擇 Accept Current Change 或 Accept Incoming Change，則新 commit 會直接指向指定版本的既有 tree 物件；若選擇 Accept Both Changes，則新 commit 會指向新的 tree、新的 tree 再指向新的 blob 物件，這個新 blob 物件內容即為兩版本合併後的檔案內容。