git의 원리 (git object를 중심으로)

git의 원리

흐름도

git의 object들이 working디렉터리에서 index를 거쳐 repo까지 어떤 명령어로 어떻게 움직이는지 원리를 정리해봤다. 이제 아래그림을 완벽히 이해할 수 있을 거다!!

1. git init

.git의 초기구성

HEAD
config
description
/branches
/hooks
/objects
/refs

2. git add

• git add를 했을때 index(=stage area,tree구조)에 object이름과 실제파일이름이 추가되고(추적등록) objects에 blob타입으로 파일내용이 추가된다.
• 같은 파일이라도 파일내용이 달라지면 새로운 object가 생긴다.
• object의 이름은 SHA1로 HASH된다. 즉 파일내용이 같으면 object명이 같다.

3. git commit

• git commit을 하면 objects에 commit객체와 tree객체가 추가된다.
• tree객체는 commit할때의 index를 스냅샷찍어서 저장한다.
• commit객체는 tree객체명과 Author, Date, Msg를 저장한다.
• 2번째 commit객체부터는 parent라고 이전 commit객체명을 저장한다.

☆근본 of 근본☆ : git의 객체(object)

• object에는 blob(파일내용)과 tree(디렉터리와 blob의 정보(파일명)들을 담음)와 commit이 있다.
• 예를들어 1개파일을 생성하고 add하고 commit했을 때, git 내부에서는 blob객체와 tree객체, commit객체 3개가 만들어 지는 것이다.
• 이것은 git push를 했을때 Counting objects: 3, done 의 문구에서도 알 수 있다.
• 추가로 뒤에서 설명할 tag도 object이다. 이 tag객체는 커밋객체를 가리키며 태그명과 태그를 만든사람, 주석이 들어가 있다.

즉 git은 4가지 객체들로 이루어져 있다. blob , tree , commit , tag

4. git status

• git status는 (파일을 수정했을때) index에서 blob객체가 가리키는 내용과 실제 파일내용이 다를 경우, changes not staged for commit를 출력한다.
• add를 했을경우, index에서 blob객체가 가리키는 내용과 실제 파일내용이 같아지므로, changes to be commited를 출력한다.
• index와 최신 commit의 tree객체를 비교했을 때 다른게 있으면 커밋대기상태를 인지한다. 다른게 없으면 커밋할게 없다.

5. git branch

• HEAD는 현재 브랜치를 가리킨다. checkout을 하면 HEAD파일이 바뀐다.
• 브랜치는 .git/refs/heads/브랜치명 의 경로에 생성된다. 이 파일(텍스트파일)에는 커밋객체를 가리킨다.
• push까지 된 브랜치는 내부적으로 3개의 버전이 존재한다.
  • remote branch
  • ref branch
  • local branch
  • 리모트와 로컬 브랜치야 push-pull을 해본 사람이라면 잘 알겠지만, ref 브랜치는 생소하다.
  • ref 브랜치는 remote 브랜치에 대한 사용자의 스냅샷으로, 로컬에 존재하며 refs/remotes/ 에 저장된다.
  • 리모트와 로컬브랜치를 분명히 삭제했는데, git branch -a 를 해보면 삭제한 리모트 브랜치들이 보이는 경우가 있다. ref브랜치를 안지워서 그런다. 이럴때 git fetch --prune 로 GC하듯 참조되지 않는 git object를 제거한다.

6. git merge

• git merge는 현재 브랜치가 가리키는 커밋객체(A)와 병합할 브랜치가 가리키는 커밋객체(B), 이 두 객체가 공통으로 물려받은 조상 커밋객체(C)를 3 way-merge방식으로 병합한다.
• 만약 같은 코드 부분을 수정했으면 충돌이 났다고 사용자에게 알려주고 유저가 병합하라고 둔다. (7번 충돌해결 참조)

7. git reset

• reset --hard로 이전 커밋객체로 돌아가더라도, 돌아가기 전에 커밋객체는 삭제되지 않는다. 다만 연결리스트에서 링크연결이 끊겼을 뿐이다.
• 이 경우 ORIG_HEAD는 reset을 실행하기전(HEAD가 원래 가리킨) 커밋객체를 가리킨다. 따라서 reset ORIG_HEAD로 다시 돌아갈 수 있다.
• .git/logs/refs/heads/브랜치명 에는 브랜치가 실행한 커밋과 reset명령 등이 로그로 모두 남아있다. 여기에 커밋객체 링크가 모두 남는다.

※ reset의 옵션

• --hard의 경우 작업디렉터리의 파일까지 전부 reset한다.
• 옵션을 주지않는다면 디폴트값인 --mixed인데, index까지만 reset하므로 작업디렉터리에 있는 파일(add 전)은 무사하다.
• --soft는 커밋객체가 가리키는 트리만 바꾼다.

8. git remote & push (설명편의상 원격저장소명은 origin으로 한다)

git remote add origin URL 를 하게되면 .git/config가 수정된다. remote "origin" 아래에 입력된 URL이 기록된다.

[remote "origin"]
	url = https://github.com/아이디/원격저장소.git
	fetch = +refs/heads/*:refs/remotes/origin/*

git push -u origin master 를 하게되면, 로컬저장소의 master브랜치와 원격저장소의 master브랜치를 연결시키고 업로드한다.

연결은 한번만 하면되므로 이후에는 git push만 써도 된다. .git/config 에 생성되어 들어있다.

[branch "master"]
	remote = origin
	merge = refs/heads/master

push를 할때마다 refs/remotes/origin/master가 갱신되며 push를 완료한 최신 커밋객체(push후 커밋을 안했다면 refs/heads/master와 같음)를 가리킨다. 이렇게 별도로 포인터를 유지하기 때문에 push한 커밋객체와 push하지 않은 커밋객체를 알 수 있다.

9. git pull & git fetch

• git pull을 하게되면 .git/refs/heads/master 와 .git/refs/heads/origin/master 는 다운로드받은 커밋객체를 가리킨다. 자동 병합된다.
• git fetch를 하게되면 .git/refs/heads/origin/master 은 다운로드받은 최신 커밋객체를 가리키지만, .git/refs/heads/master는 원래 가리키던 커밋객체를 가리킨다.
• 즉, fetch는 가져오기만 할 뿐, 자동으로 병합하지 않는다. 이것이 pull과의 차이점이다. 만약 git fetch 후에 (master브랜치에서) git merge origin/master 로 병합한다면 git pull과 같아진다.

정밀하게 제어할때 fetch를 쓸만하다. git diff HEAD origin/master 로 코드비교 등을 할 수 있기 때문이다.

10. git tag

• light weight tag(git tag 태그명)을 만들면 .git/refs/tags/태그명 이 생성된다. 이 파일은 커밋객체를 가리키고 있다.
• annotated tag(git tag -a 태그명)을 만들면 .git/refs/tags/태그명 는 tag객체를 가리킨다. 즉, tag객체가 생성되는데, 이 tag객체는 커밋객체를 가리키며 태그명과 태그를 만든사람, 주석이 들어가 있다.

11. git rebase

• git rebase는 git merge와 결과가 같으나, merge는 브랜치 분기를 그대로 냅두지만, rebase는 분기된 것이 일렬로 합쳐진다는 차이점이 있다. 즉 git log를 해서보면 한줄이다.(두 줄이상으로 분기되지 않음)
• git rebase를 하게되면 조상 커밋객체(base)를 상대 브랜치의 최신 커밋객체(rebase)로 바꾼다.
• .git/rebase-apply/patch라는 임시 저장소가 생기고 이곳에 순차적으로 base객체와 현재 브랜치의 (1,2,3..번째) 파생 커밋객체의 차이점(diff)가 들어간다.
• 이 patch에 들어간거랑 상대 브랜치의 최신 커밋객체와 순차적으로 merge하는 것(Applying)이다. rebase가 끝나면 분기가 사라진다.
• 충돌이 발생했을 경우, 유저가 해결한 후에 add하고 git rebase --continue를 해주면 순차적으로 마저 진행된다.(commit 안해도된다)