docs: 重写 Worktree 隔离,从源码解剖改为文件隔离设计分析

移除 TypeScript 代码和源码路径,
聚焦三类冲突问题、快速恢复路径的设计洞察、
fail-closed 安全防护哲学和子 Agent 自动清理策略。

Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 <noreply@anthropic.com>
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2026-04-20 10:55:01 +08:00
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commit 0b98ee1f4c

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title: "Worktree 隔离 - Git Worktree 实现文件级隔离"
description: "揭秘 Claude Code 的 git worktree 隔离机制:子 Agent 如何获得独立工作空间worktree 创建/销毁生命周期、路径命名规则和安全防护。"
title: "Worktree 隔离"
description: "多 Agent 并行工作时共享同一目录会导致冲突。Git worktree 提供文件系统级隔离,让每个 Agent 拥有独立工作空间。"
keywords: ["Worktree", "git worktree", "文件隔离", "多 Agent 隔离", "并行安全"]
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{/* 本章目标:揭示 worktree 的创建/销毁生命周期、路径命名规则、hook 机制和退出时的安全防护 */}
## 为什么需要文件级隔离
## 核心问题
多 Agent 并行工作时,共享同一工作目录会导致三类冲突:
1. **写入冲突**:两个 Agent 同时编辑 `config.ts`,后写的覆盖前写的
1. **写入冲突**:两个 Agent 同时编辑同一个文件,后写的覆盖前写的
2. **状态干扰**Agent A 的测试依赖某个环境状态Agent B 的修改破坏了它
3. **不可区分**:半完成的修改混在一起,无法分辨哪些是哪个 Agent 的
Git worktree 是 git 原生的解决方案——在同一个仓库中创建多个独立工作目录,每个在自己的分支上。
## 目录结构与命名规则
Worktree 文件统一存放在仓库根目录下的 `.claude/worktrees/`
## 目录结构
```
<repo-root>/
├── .claude/
│ └── worktrees/
│ ├── fix-auth-bug/ # worktree 工作目录
│ │ ── .git # 指向主仓库的链接文件
│ └── src/... # 独立的文件系统视图
│ └── add-dark-mode/ # 另一个 worktree
│ ├── fix-auth-bug/ ← Agent A 的独立工作空间
│ │ ── .git 指向主仓库的链接
└── add-dark-mode/ ← Agent B 的独立工作空间
│ └── ...
├── src/ # 主工作目录(不受影响)
└── .git/ # 主仓库
├── src/ 主工作目录(不受影响)
└── .git/ 主仓库
```
分支命名规则为 `worktree/<slug>`,其中 slug 由 `validateWorktreeSlug()` 校验:每个 `/` 分隔的段只允许字母、数字、`.`、`_`、`-`,总长 ≤64 字符。未指定时使用 plan slug 自动生成
每个 worktree 是一个完整的文件系统视图,但共享同一个 git 历史。Agent 在自己的 worktree 中修改文件,不会影响主分支或其他 Agent
## 创建流程EnterWorktreeTool
## 创建与恢复
`EnterWorktreeTool``packages/builtin-tools/src/tools/EnterWorktreeTool/EnterWorktreeTool.ts`)的执行链路:
### 创建流程
```
EnterWorktreeTool.call({ name? })
1. 检查是否已在 worktree 中(防嵌套)
2. 解析到主仓库根目录findCanonicalGitRoot
如果当前已在 worktree 内chdir 到主仓库
3. 生成 slug用户提供或 plan slug
4. createWorktreeForSession(sessionId, slug)
├── 有 WorktreeCreate hook
│ └── 执行 hook返回 hook 指定的路径(支持非 git VCS
└── 无 hook → git 原生路径:
a. getOrCreateWorktree(repoRoot, slug)
├── 快速恢复:检查 worktree 目录是否已存在
│ └── 读取 .git 指针文件的 HEAD SHA无子进程
└── 新建:
i. mkdir .claude/worktrees/recursive
ii. fetch origin/<default-branch>(有缓存则跳过)
iii. git worktree add -b worktree/<slug> <path> <base>
iv. performPostCreationSetup()sparse checkout 等)
5. 更新进程状态:
- process.chdir(worktreePath)
- setCwd(worktreePath)
- setOriginalCwd(worktreePath)
- saveWorktreeState(session) → 持久化到项目配置
- clearSystemPromptSections() → 重新计算系统提示中的 cwd 信息
- clearMemoryFileCaches() → 重新加载 worktree 中的 CLAUDE.md
6. 返回 worktreePath 和 worktreeBranch
检查是否已在 worktree 中(防嵌套) → 生成 slug → 创建 worktree → 切换进程工作目录
```
### Hook 优先的架构
`createWorktreeForSession()` 首先检查 `hasWorktreeCreateHook()`——如果用户在 settings.json 中配置了 `WorktreeCreate` hook系统完全不调用 git而是执行 hook 命令并将返回的路径作为 worktree 路径。这允许非 git 版本控制系统(如 Pijul、Mercurial通过 hook 接入。
**设计细节**
- 分支名遵循 `worktree/<slug>` 格式slug 有严格的字符限制
- 创建后自动更新进程状态——所有后续文件操作自动在 worktree 中执行
- 系统提示和 CLAUDE.md 被重新加载,确保 AI 看到 worktree 中的上下文
### 快速恢复路径
`getOrCreateWorktree()` 有一个关键优化:如果目标路径已存在,直接读取 `.git` 指针文件获取 HEAD SHA纯文件 I/O无子进程),跳过整个 `fetch` + `worktree add` 流程。在大仓库中 `fetch` 需要 6-8 秒,这个优化将恢复场景的延迟降到接近 0。
如果目标 worktree 已存在,直接读取指针文件获取 HEAD SHA——纯文件 I/O无子进程。在大仓库中 `git fetch` 可能需要 6-8 秒,这个优化将恢复延迟降到接近 0。
## 退出流程ExitWorktreeTool
**设计洞察**恢复resume是比创建更频繁的操作。用户可能中断后重新开始或者 Agent 在之前的 worktree 上继续工作。优化恢复路径比优化创建路径更有价值。
`ExitWorktreeTool``packages/builtin-tools/src/tools/ExitWorktreeTool/ExitWorktreeTool.ts`)支持两种退出策略:
### Hook 优先架构
### keep保留 worktree
如果用户配置了 `WorktreeCreate` hook系统完全不调用 git而是执行 hook 命令获取路径。这允许非 git 版本控制系统(如 Pijul、Mercurial通过 hook 接入隔离机制。
```
keepWorktree()
1. chdir 回 originalCwd
2. 清空 currentWorktreeSession
3. 更新项目配置activeWorktreeSession = undefined
4. worktree 目录和分支保留在磁盘上
```
## 退出与清理
用户可以通过 `cd <worktreePath>` 继续工作,或稍后手动合并。
退出支持两种策略:
### remove删除 worktree
| 策略 | 行为 | 适用场景 |
|------|------|---------|
| **keep** | 保留 worktree 和分支 | 后续需要合并或审查 |
| **remove** | 删除 worktree 和分支 | 确认不再需要 |
有严格的**安全防护**
### Fail-closed 安全防护
```
validateInput() — 第一道防线
1. 检查是否在 EnterWorktree 创建的会话中
(手动创建的 worktree 不会被删除)
2. countWorktreeChanges(worktreePath, originalHeadCommit)
├── git status --porcelain → 统计未提交文件数
├── git rev-list --count <originalHead>..HEAD → 统计新提交数
└── 返回 nullgit 失败时)→ fail-closed拒绝删除
3. 有未提交文件或新提交?
→ 拒绝,要求 discard_changes: true 确认
```
删除操作有多层安全防护:
```
call() — 实际执行
1. 重新计数变更validateInput 和 call 之间可能有新修改)
2. 如果有 tmux session → killTmuxSession()
3. cleanupWorktree()
├── hook-based → 执行 WorktreeRemove hook
└── git-based → git worktree remove --force + git branch -D
4. restoreSessionToOriginalCwd()
- setCwd(originalCwd)
- setOriginalCwd(originalCwd)
- 如果 projectRoot 是 worktree 时才恢复(防误触)
- 更新 hooks config snapshot
- 清空系统提示和 memory 缓存
```
1. 只允许删除通过 EnterWorktree 创建的 worktree手动 `git worktree add` 的不会被删)
2. 有未提交文件或新提交时,拒绝删除(除非显式 `discard_changes: true`
3. git 命令失败时,返回"未知"状态,拒绝删除
### fail-closed 设计
**设计哲学**:宁可让用户手动处理废弃的 worktree也不冒险丢失工作。磁盘空间比丢失代码便宜得多。
`countWorktreeChanges()` 在以下情况返回 `null`"未知,假设不安全"
- `git status` 或 `git rev-list` 退出非零(锁文件、损坏的索引)
- `originalHeadCommit` 未定义hook-based worktree 没有设置基线 commit
### 重新计数
返回 `null` 时,`validateInput` 拒绝删除——宁可让用户手动处理,也不冒险丢失工作
validateInput 和实际执行之间可能有新的修改。删除前重新计数变更,确保不会误删
## 与 Agent 工具的联动
## 与 Agent 的联动
Agent 工具(`AgentTool`)的 `isolation` 参数决定子 Agent 是否在 worktree 中运行。注意 Agent 工具使用**专用的** `createAgentWorktree()``src/utils/worktree.ts`),而非用户会话用的 `createWorktreeForSession()`,两者有关键差异
Agent 的 `isolation: "worktree"` 参数自动在独立 worktree 中运行。 Agent 的 worktree 管理与用户会话略有不同
| 维度 | `createWorktreeForSession`用户会话 | `createAgentWorktree`子 Agent |
|------|---------------------------------------|----------------------------------|
| 调用者 | EnterWorktreeTool | AgentTool |
| Session 管理 | 设置 `currentWorktreeSession` | **不设置** `currentWorktreeSession` |
| 恢复已有 worktree | 直接复用 | 复用并 bump mtime防止被周期性清理误删 |
| 维度 | 用户会话 | 子 Agent |
|------|---------|---------|
| Session 状态 | 完整持久化 | 无 session 状态 |
| 清理策略 | 手动退出 | 自动清理(无变更则删除) |
| 有变更时 | 用户决定 | 保留 worktree返回路径 |
子 Agent 结束时的处理由 `cleanupWorktreeIfNeeded()` 自动完成——它不走 `ExitWorktreeTool`(因为 Agent worktree 没有会话状态,`ExitWorktreeTool` 的 `validateInput` 会拒绝):
- **有变更** → 保留 worktree返回 `worktreePath` 供主 Agent 后续合并
- **无变更** → 自动删除
- **Hook-based** → 始终保留
## Session 状态持久化
`WorktreeSession` 对象通过 `saveCurrentProjectConfig()` 持久化到磁盘,包含:
```typescript
{
originalCwd: string, // 进入 worktree 前的工作目录
worktreePath: string, // worktree 的绝对路径
worktreeName: string, // slug
worktreeBranch?: string, // 分支名(如 worktree/fix-auth
originalBranch?: string, // 进入前的分支
originalHeadCommit?: string, // 进入前的 HEAD commit用于变更统计
sessionId: string, // 创建此 worktree 的会话 ID
tmuxSessionName?: string, // 关联的 tmux session
hookBased?: boolean, // 是否由 hook 创建
creationDurationMs?: number, // 创建耗时(分析用)
usedSparsePaths?: boolean, // 是否使用了 sparse checkout
}
```
这使得 session 恢复(`--resume`)时能正确还原 worktree 上下文——即使进程重启,`getCurrentWorktreeSession()` 从项目配置中读取状态。
**设计考量**:子 Agent 的 worktree 不需要用户手动管理——如果 Agent 没有产生任何修改worktree 被自动清理;如果有修改,保留下来供主 Agent 后续合并。
## Sparse Checkout 优化
对于大型 monorepoworktree 支持 `sparsePaths` 配置——只检出特定目录而非整个仓库。这在 210K 文件的仓库中将 worktree 创建时间从数十秒降到几秒。
大型 monorepo完整检出可能需要数十秒。Sparse checkout 只检出特定目录,将创建时间降到几秒。
配置位于 `getInitialSettings().worktree?.sparsePaths`,在 `performPostCreationSetup()` 中应用。
## 接下来
- **子 Agent** — 理解使用 worktree 隔离的子 Agent 创建
- **协调者与蜂群** — 理解多 Agent 的高级编排
- **权限模型** — 理解工具权限的安全体系