내부구조

Git 개체 (Objects)

• Key-Value 데이터 저장소를 기본으로 한다.

• git hash-object = 데이터를 주면 .git/objects 디렉토리에 저장하고 접근할 수 있는 key를 알려줌.

  • 여기서 key는 체크섬 해시.
  • -w 옵션이 없으면 저장하지 않고 key만 보여준다. (만약 이 파일을 만든다면 이런 key로 저장된다고 보여주는 듯하다.)
  • .git/objects 디렉토리에 해시의 두 글자를 따서 디렉토리 이름이고 그 아래 38글자로 파일 이름으로 사용한다.

• git cat-file = Git 데이터베이스에 개체를 저장한 데이터를 불러올 수 있다.

  • -p 옵션으로 파일 내용을 출력한다.
  • -t 어떤 종류의 개체인지 확인한다.

• 기존 파일을 수정하면 Git 데이터베이스에서는 두 가지 버전으로 저장되어있다. 그래서 이전 버전의 파일을 불러올 수도 있다.

• 위 명령어들은 key 값 즉 체크섬 해시를 이용한다. 하지만 키를 외워서 사용하는 건 너무 어렵다. 파일 이름은 저장도 안 하고 파일 내용만 저장한다. = Blob 개체

Tree 개체

• 파일 이름을 저장하며 여러 개를 한꺼번에 저장할 수 있다.

• 모든 것은 Tree와 Blob 개체로 저장한다.

  • Tree는 디렉토리에 대응한다.
  • Blob는 Inode나 일반 파일에 대응한다.
  • Tree 개체의 항목에 Blob개체나 하위 Tree개체를 가리키는 SHA-1 포인터, 파일 모드, 개체 타입, 파일 이름이 들어 있다.

• git update-index = Staging Area(Index)에 파일을 추가하여 Tree를 만들 준비를 한다.

• git write-tree = 현재 Staging Area의 상태를 기반으로 하나의 Tree 개체를 생성하고 그 key를 반환한다.

• git read-tree = 기존 Tree 개체를 읽어서 Staging Area에 추가하며, --prefix 옵션으로 하위 디렉토리를 만들 수 있다.

커밋 개체

• 스냅샷(Tree)을 누가, 언제, 왜 저장했는지에 대한 메타데이터를 저장한다.
• 내용: 최상위 Tree의 SHA-1, 부모(이전) 커밋의 SHA-1, 작성자(Author)와 커미터(Committer) 정보, 시간, 커밋 메시지로 구성된다.
• git commit-tree = Tree의 key와 부모 커밋의 key(-p 옵션)를 받아 새로운 커밋 개체를 생성한다.
• 커밋들이 연결리스트로 구성되어 하나의 완전한 히스토리를 형성한다.(따로 관리는 안 한다고했던가?)

개체 저장 방식

• 모든 개체는 헤더(header) + 내용(content) 구조를 가진다.
• 헤더 형식은 "{개체 타입} {내용의 바이트 크기}\0" 이다. (예: blob 16\0)
• 최종 SHA-1 key는 '헤더+내용'을 합친 데이터의 해시값이다.
• 실제 파일로 저장될 때는 이 '헤더+내용' 데이터를 zlib으로 압축하여 저장한다.

Hash와 Map

.git 구조

graph TD
    A[".git"]

    %% --- 1단계: 주요 파일 및 디렉토리 ---
    A --> B["HEAD (현재 브랜치 포인터)"]
    A --> C["index (스테이징 영역)"]
    A --> D["objects/ (객체 데이터베이스)"]
    A --> E["refs/ (브랜치, 태그 포인터)"]
    A --> F["logs/ (활동 기록)"]

    %% --- 2단계: 하위 구조 ---
    D --> G["xx/yyyy... (압축된 객체)"]
    E --> H["heads/ (로컬 브랜치)"]
    F --> I["HEAD (나의 모든 이동 기록)"]
    F --> J["refs/heads/ (브랜치별 기록)"]

    %% --- 3단계: 브랜치 상세 ---
    H --> K["main (최신 커밋 해시)"]
    J --> L["main (main 브랜치 기록)"]

    %% --- 스타일링 ---
    style A fill:#f9f9f9,stroke:#333,stroke-width:2px

SHA 해시 (SHA-1)

• 입력 데이터를 고정된 길이의 고유한 문자열(해시)로 변환하는 단방향 함수.

• 데이터가 조금만 달라져도 결과 해시값이 완전히 달라져 데이터의 무결성을 보장함.

• SHA-1 해시 생성을 위해 내장된 crypto 모듈을 사용.

  • crypto.createHash('sha1'): SHA-1 해시 객체를 생성.
  • .update(data): 해시를 계산할 데이터를 주입.
  • .digest('hex'): 최종 해시값을 16진수 문자열로 추출.

관련 명령어

• git hash-object <파일명>
  • 파일의 내용을 기반으로 Git이 생성할 Blob 객체의 해시값을 미리 계산해서 보여줌.

Index 파일 구조 (.git/index)

• Staging Area의 역할을 하는 고도로 최적화된 바이너리 파일.
• 크게 헤더, 파일 엔트리 목록, 확장 세 부분으로 구성됨.

헤더 (12바이트)**:

• 시그니처 (4바이트): 항상 'DIRC' 문자열.
• 버전 (4바이트): Index 포맷 버전.
• 엔트리 개수 (4바이트): Index에 포함된 파일의 총개수.

파일 엔트리 (가변 길이):

• 파일의 메타데이터 (생성/수정 시간, 권한 모드, 파일 크기 등).
• Blob SHA-1 (20바이트): 파일 내용에 해당하는 Blob 객체의 바이너리 해시.
• 파일 경로: \0(널 문자)로 끝나는 파일의 전체 경로.
• 패딩: 성능을 위해 각 엔트리를 8바이트 경계로 맞추는 패딩 바이트.

관련 명령어

• git ls-files --stage
  • 바이너리 형태의 Index 파일을 Git이 파싱하여 사람이 읽을 수 있는 형태로 보여줌.
  • 각 파일의 모드, Blob 해시, 스테이지 번호, 파일 경로를 확인할 수 있음.

zlib 라이브러리 (압축)

• Git이 객체를 저장할 때 사용하는 DEFLATE 알고리즘 기반의 압축 라이브러리.
• 데이터 손실이 없는 비손실 압축 방식임.
• Node.js zlib 모듈
  • 압축 (zlib.deflateSync(input))
    • Buffer 형태의 데이터를 입력받아 압축하고, 압축된 데이터가 담긴 새로운 Buffer를 반환.
  • 압축 해제 (zlib.inflateSync(input))
    • 압축된 Buffer를 입력받아 원본 데이터가 담긴 Buffer로 복원.