claude-code/docs/agent/worktree-isolation.mdx

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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。"
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

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
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/`：

```
<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
│           └── ...
├── 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。

## 创建流程：EnterWorktreeTool

`EnterWorktreeTool`（`src/tools/EnterWorktreeTool/EnterWorktreeTool.ts`）的执行链路：

```
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
```

### 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。

### 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。

## 退出流程：ExitWorktreeTool

`ExitWorktreeTool`（`src/tools/ExitWorktreeTool/ExitWorktreeTool.ts`）支持两种退出策略：

### keep：保留 worktree

```
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
```

用户可以通过 `cd <worktreePath>` 继续工作，或稍后手动合并。

### remove：删除 worktree

有严格的**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 null（git 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
```

```
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
```

### fail-closed 设计

`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）

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。

## 与 Agent 工具的联动

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：

| 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） |

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。

## Sparse Checkout 优化

对于大型 monorepo，worktree 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。

配置位于 `getInitialSettings().worktree?.sparsePaths`，在 `performPostCreationSetup()` 中应用。