실험하며 공부하는 GIT

학습 준비
- alias
- 연습용 프로젝트 생성
생성된 .git 디렉토리를 살펴보자
a.txt 파일을 add 해보자
파일 해시 값의 의미
Commit
해시값을 계산해 보자
주석

참고: 이 문서는 [[/git-tutorial]]이 너무 튜토리얼 같지 않다는 피드백을 받고 작성하기 시작한 것이다.

학습 준비

alias

터미널에서 다음 명령을 실행해 l 알리아스를 추가하도록 하자. 잘 모르겠다면 복사해서 터미널에 붙여넣고 엔터를 입력하면 된다.

git config --global alias.l \
 "log \
 --color --graph --decorate \
 --date=format:'%Y-%m-%d' \
 --abbrev-commit \
 --pretty=format:'%C(red)%h%C(auto)%d %s %C(green)(%cr)%C(bold blue) %an'"

이 알리아스를 수시로 사용할 것이므로, 반드시 추가해주도록 한다.

이제 ~/.gitconfig 파일을 열고 [alias] 항목에 l 알리아스가 추가되었는지 확인하자.

다음과 같이 추가되어 있으면 성공이다. 만약 없다면 다음을 복사해 붙여넣어도 된다.

[alias]
    l = "log \
        --color --graph --decorate \
        --date=format:'%Y-%m-%d' \
        --abbrev-commit \
        --pretty=format:'%C(red)%h%C(auto)%d %s %C(green)(%cr)%C(bold blue) %an'"

연습용 프로젝트 생성

다음과 같이 git-education 이라는 이름의 디렉토리를 만들고, git init을 실행해주자.

mkdir git-education
cd git-education
git init

생성된 .git 디렉토리를 살펴보자

git init을 실행했다면 .git 디렉토리가 생성된다.

tree 명령으로 .git 디렉토리의 내부를 들여다보자.

(hooks는 지금은 볼 필요가 없으므로 tree 명령의 -I 옵션을 사용하자.)

$ tree .git -I hooks
.git
├── HEAD
├── config
├── description
├── info
│   └── exclude
├── objects
│   ├── info
│   └── pack
└── refs
    ├── heads
    └── tags

8 directories, 16 files

외울 필요는 없다. 어차피 언제든지 tree 명령으로 .git의 내부를 볼 수 있기 때문이다.

a.txt 파일을 add 해보자

다음과 같이 3 개의 파일을 만들어 보자.

echo aa > a.txt
echo bb > b.txt
echo aa > c-a.txt

그리고 이 세 파일 중에서 a.txt 파일만 git add 해 보자.

git add a.txt

git status 명령도 실행해 보자.

$ git status
On branch master

No commits yet

Changes to be committed:
  (use "git rm --cached <file>..." to unstage)
	new file:   a.txt

읽어보면 git rm --cached a.txt 명령을 실행하면 unstage 할 수 있다는 것을 알 수 있다.

즉, a.txt 파일이 stage되었다는 것을 알 수 있다.

이 때 git ls-files 명령을 입력하면 다음과 같이 a.txt 파일을 볼 수 있다.

$ git ls-files
a.txt

add 의 결과 .git 디렉토리에 새로 생성된 파일들

git 초보자라면 여기에서 바로 commit을 하려 할 텐데, commit하지 말고 tree 명령으로 .git 디렉토리 내에 어떤 변화가 일어났는지 살펴보도록 하자.

$ tree .git -I hooks
.git
├── HEAD
├── config
├── description
├── index   <- 새로 추가됐다
├── info
│   └── exclude
├── objects
│   ├── e6  <- 새로 추가됐다
│   │   └── 1ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9  <- 새로 추가됐다
│   ├── info
│   └── pack
└── refs
    ├── heads
    └── tags

8 directories, 6 files

3 줄이 추가됐음을 확인할 수 있다. 새로 추가된 것들은 다음과 같다.

파일 index
디렉토리 e6
- 파일 e6/1ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9

index의 내용

먼저 cat과 wc 명령으로 index 파일에 대해 간단하게 조사해 보자.

$ cat .git/index
DIRC^�W7-ӨD^�W7-ӨDy62�����e�|b�#��_
�	Xn�a.txtbœ��c���,-�-�Sr��

$ cat .git/index | openssl sha256
b7185bf4bbfbac54ccf40d0df7b0e81f1b922d1be60a0579fdc6d22e02687a91

$ wc .git/index
       1       3     104 .git/index

index 파일의 용량은 104 바이트인 모양이다.

아쉽게도 사람이 읽을 수 없는 포맷으로 되어 있다(변화를 파악하기 쉽도록 sha256 값을 출력해 보았다).

그러나 git ls-files --stage 명령을 사용하면 index의 내용을 볼 수 있다.

$ git ls-files -s
100644 e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9 0	a.txt

스페이스로 구분된 4개의 정보가 출력됐다. 이 정보들의 의미는 다음과 같다.

100644 - bits. 8진수로 표시된 숫자로 파일의 타입과 권한.¹
e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9 - obejct name. 객체의 이름.
0 - stage number.
a.txt - 파일의 이름.

a.txt를 unstage하면 index는 어떻게 될까?

그렇다면 이제 git rm --cached 를 사용해 a.txt를 unstage 하면 어떻게 될까? 실험해보자.

$ git rm --cached a.txt
rm 'a.txt'

$ cat .git/index
DIRC9ؐ��5l~�r!l��'�A��

$ cat .git/index | openssl sha256
79dc0d556c3c637aad3efa1d3a1906e5abea7aa1ffdbb3d3ed9932eec3bf6954

$ wc .git/index
       0       1      32 .git/index

$ git ls-files -s

위의 실험으로 다음과 같은 사실을 확인할 수 있다.

index 파일의 사이즈가 104 바이트에서 32 바이트로 줄어들었다.
index에서 a.txt 파일이 제외되었다.

이제 다시 add 해보자.

$ git add a.txt

$ cat .git/index | openssl sha256
b7185bf4bbfbac54ccf40d0df7b0e81f1b922d1be60a0579fdc6d22e02687a91

이번엔 b.txt 를 add 해보자.

$ git add b.txt

$ cat .git/index | openssl sha256
f3d5ea975ca97c3413336c4193f36596fbafc33563008c8084c6ce324853dca0

$ wc .git/index
       1       3     176 .git/index

$ git ls-files -s
100644 e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9 0	a.txt
100644 e0b3f1b09bd1819ed1f7ce2e75fc7400809f5350 0	b.txt

실습삼아 c-a.txt도 add 해보자.

이제 결과를 정리해보자.

순서	staged	index 용량	.git/index 의 sha256 값	설명
1	`a.txt`	104 B	`b7185bf4bbfb...`	`a.txt`를 `stage`에 추가
2		32 B	`79dc0d556c3c...`	`a.txt`를 `stage`에서 제거
3	`a.txt`	104 B	`b7185bf4bbfb...`	`a.txt`를 `stage`에 다시 추가
4	`a.txt` `b.txt`	176 B	`f3d5ea975ca9...`	`b.txt`도 `stage`에 추가
5	`a.txt` `b.txt` `c-a.txt`	258 B	`69da077363b7...`	`c.txt`도 `stage`에 추가

파일 해시 값의 의미

그리고 ls-files -s 로 stage된 파일들의 목록을 확인해 보자.

$ git ls-files -s
100644 e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9 0	a.txt
100644 e0b3f1b09bd1819ed1f7ce2e75fc7400809f5350 0	b.txt
100644 e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9 0	c-a.txt

add했던 세 개의 파일을 확인할 수 있다. 그런데 잘 읽어보면 a.txt와 c-a.txt 파일의 해시값이 e61ef7b9...e10e9로 똑같다는 사실을 발견할 수 있다.

그 이유는 두 파일의 내용이 똑같기 때문이다.

$ cat a.txt
aa
$ cat c-a.txt
aa
$ diff a.txt c-a.txt

git cat-file -p를 사용해면 해시 값으로 파일의 내용을 출력해볼 수 있다.

$ git cat-file -p e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9
aa

이 해시 값과 파일의 내용을 .git/objects 디렉토리에 보관하고 있다.

$ tree .git -I hooks
.git
├── HEAD
├── config
├── description
├── index
├── info
│   └── exclude
├── objects
│   ├── e0
│   │   └── b3f1b09bd1819ed1f7ce2e75fc7400809f5350
│   ├── e6
│   │   └── 1ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9  <- 이 파일
│   ├── info
│   └── pack
└── refs
    ├── heads
    └── tags

9 directories, 7 files

objects의 하위 디렉토리 이름 e6와 파일 이름 1ef7b9...을 합쳐보면 e61ef7b9...가 된다.

첫 두 글자가 디렉토리가 되는 것이다. 16진수 두 글자이므로 디렉토리는 00 부터 ff까지 모두 256개가 존재할 수 있을 것이다.

즉, git 은 일종의 key-value 스토리지를 구현해 사용하고 있다.

이때 value는 파일의 내용을 압축한 것이고, key는 value의 SHA1 값이다.

따라서 git은 같은 내용을 가진 파일은 .git/objects에 따로따로 저장하지 않고 하나로 저장하는 것이다.

공간을 효율적으로 사용하면서 검색도 편리한 좋은 방법이다.

그런데 파일의 내용 말고 파일의 이름은 어디에 저장하는 것일까?

Commit

그걸 알아보기 위해 git commit 명령으로 일단 첫번째 커밋을 해보자.

$ git commit
[master (root-commit) b1e3da0] Initial commit
 3 files changed, 3 insertions(+)
 create mode 100644 a.txt
 create mode 100644 b.txt
 create mode 100644 c-a.txt

git log 명령을 사용해 보면 이 커밋의 대략적인 정보를 볼 수 있다.

$ git log
commit b1e3da05289980f2eb11521683257305b1620a3f (HEAD -> master)
Author: JohnGrib <johngrib82@gmail.com>
Date:   Mon May 29 11:36:43 2023 +0900

    Initial commit

정보가 너무 많아서 복잡하니 처음에 설정했던 git l 알리아스를 사용해서 보도록 하자.

$ git l
* b1e3da0 (HEAD -> main) Initial commit (29 seconds ago) JohnGrib

commit 해시값 b1e3da05289980f2eb11521683257305b1620a3f가 b1e3da0로 축약되어 출력되는 것을 볼 수 있다.

이제 이 commit 에 어떤 정보가 담겼는지 확인해 보자. git cat-file -p 명령을 사용하면 된다.

$ git cat-file -p b1e3da0
tree c8f8b7e0ad11143d1e3a7724def5b2744b9b9668
author JohnGrib <johngrib82@gmail.com> 1685327803 +0900
committer JohnGrib <johngrib82@gmail.com> 1685327803 +0900
gpgsig -----BEGIN PGP SIGNATURE-----

 iQIzBAABCAAdFiEEPrNLtUbPL1hEV/CL1bjZX7J58s8FAmR0D8IACgkQ1bjZX7J5
 8s/snQ/+JYdKvwOAGwSFrVvaBlowuagweK81nZaTYhsSZ2ruHzJoq8OpI2qPp8h9
 knsMZRzGi9LXfxXJ/8DAqT/BuC74C8+Fg2baHdDVPDkLu4g29RTL6eXm+FHJsG1P
 9GbvsqyWrfs0hUkRuQXAgVAjUlo8oD7+rWojswwoRx+5yk4U62zG6tMF//aJMVm2
 jyPyoKcUriHjO9sDQGM6QkjV/ONiFRk19bdBs/lhvI0LZAY2lHJsMEJuNH0UpLB4
 4UO2rJDQc1VabCPRqHoOiuR+zDYC2OUnJnLPXP4fJ1yqcQQz6nLnjv9qjrkOIQqE
 ClhxRrAAVGry58IaoIT358ulxfq6hfZtgctOKdVs6OXgwwmtuK1FDcKCYh3vsX8Y
 mmjA7i1T4na3HIGuVxAMHdf938KgkYXKt/TXTEhToxRE8n8Of9BgS4EJQpiQhIbC
 R5knpv2qVks0jBUSCepBsKK6WGMOQikO2imz01sNg3tKGt4Q/Xpalhh/b2nLkJIA
 5bOlOPqvGfz8XvsU9fGXCnBW/7lOAnqN1GtHX213Ic1bv2WS5ca2+csN878ZcpqI
 MA3siCnLZnm70Ul8156SQCCSrLfjUYgJK361sO0HD12pMIi8T2pDxNTmvcXTRBkQ
 lrXlFiCV/G/+ZHEv3vpZm9RY95aLbzRr2f5n7O1aNuGIhJa1BSU=
 =VgGp
 -----END PGP SIGNATURE-----

Initial commit

commit 의 내용을 보면 순서대로 다음의 정보들이 나열되어 있음을 알 수 있다.

tree
author
committer
gpg signature
- gpgsig -----BEGIN PGP SIGNATURE----- 부터 -----END PGP SIGNATURE----- 까지.
- 내가 커밋에 [[/cmd/gpg]]{gpg}로 서명을 하기 때문에 포함되어 있다.
- 만약 이 글을 읽는 여러분이 커밋에 서명을 하고 있지 않다면 이 부분이 없을 것이다.
commit message
- 내가 작성한 Initial commit 이라는 커밋 메시지.

여기에서 tree에 주목해 보자.

tree는 무엇을 의미하는 것일까?

tree의 의미가 궁금하다면 옆에 있는 해시 값 c8f8b7e0ad11143d1e3a7724def5b2744b9b9668을 보도록 하자.

git은 기본적으로 key-value 스토리지이고, 해시 값을 key 로 사용하고 있으므로 무언가 해시 값이 보이면 값에 대해 cat-file로 읽어보면 의미를 파악하기 쉽다.

$ git cat-file -p c8f8b7e0ad11143d1e3a7724def5b2744b9b9668
100644 blob e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9	a.txt
100644 blob e0b3f1b09bd1819ed1f7ce2e75fc7400809f5350	b.txt
100644 blob e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9	c-a.txt

tree c8f8b7e0...의 내용은 3개의 해시값과 3개의 파일이라는 것을 확인할 수 있다.

해시값을 계산해 보자

key로 사용하는 해시값이 많이 등장하기 때문에 해시값을 어떻게 생성하는지 궁금할 것이다.

이번에는 해시값을 생성해 보자.

다음 포맷의 문자열을 만든 다음, SHA1 로 해싱하면 된다.

타입 길이\0내용

타입: blob, tree, commit 세 가지가 있다.
길이: 내용의 길이를 바이트 단위로 표현한 것. wc로 세면 쉽다.
내용: 파일의 내용이나, 트리의 내용, 커밋의 내용.
\0: 널 문자. ASCII 코드로 0.

a.txt 해시값 계산

워낙 짧아서 아직 잊지는 않았겠지만, a.txt 파일의 내용을 다시 한번 확인해 보자.

$ cat a.txt
aa

byte 길이를 재보면 3이 나온다.

$ wc -c < a.txt
       3

앗 aa는 2글자인데 왜 3이 나왔을까? 파일 마지막에 LF(\n, 0A)가 있기 때문이다.

xxd로 파일을 읽어보면…

$ xxd -p a.txt
61610a

a를 의미하는 ASCII 값 61이 두 번 나오고, LF를 의미하는 ASCII 값 0A가 마지막에 한 번 나온다는 것을 확인할 수 있다.

아무튼 이제 a.txt의 길이를 알게 됐으니 다음과 같이 포맷을 맞출 수 있다. 파일의 내용은 blob이니 blob으로 시작하면 된다.

blob 3\0aa\n

이 값을 SHA1 로 해싱해보면 그동안 보아왔던 e61ef7b9가 나온다.

$ printf "blob 3\0aa\n" | openssl sha1
e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9

물론 openssl이 아니라 다른 해싱 명령어를 사용해도 똑같은 결과가 나온다.

$ printf "blob 3\0aa\n" | shasum
e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9  -

$ printf "blob 3\0aa\n" | sha1sum
e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9  -

당연히 같은 방법으로 b.txt의 내용도 해시값을 출력해볼 수 있다.

$ printf "blob 3\0bb\n" | sha1sum
e0b3f1b09bd1819ed1f7ce2e75fc7400809f5350  -

이제 ls-files의 결과를 보면서 해시값을 확인해보자.

$ git ls-files -s
100644 e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9 0	a.txt
100644 e0b3f1b09bd1819ed1f7ce2e75fc7400809f5350 0	b.txt
100644 e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9 0	c-a.txt

tree 해시값 계산

이번에는 저 세 파일을 포함하고 있는 tree의 해시값을 계산해 보자.

먼저 앞에서 살펴봤던 첫 커밋의 내용을 다시 조회해 보자.

$ git cat-file -p b1e3da0
tree c8f8b7e0ad11143d1e3a7724def5b2744b9b9668
author JohnGrib <johngrib82@gmail.com> 1685327803 +0900
committer JohnGrib <johngrib82@gmail.com> 1685327803 +0900
gpgsig -----BEGIN PGP SIGNATURE-----

 iQIzBAABCAAdFiEEPrNLtUbPL1hEV/CL1bjZX7J58s8FAmR0D8IACgkQ1bjZX7J5
 8s/snQ/+JYdKvwOAGwSFrVvaBlowuagweK81nZaTYhsSZ2ruHzJoq8OpI2qPp8h9
 knsMZRzGi9LXfxXJ/8DAqT/BuC74C8+Fg2baHdDVPDkLu4g29RTL6eXm+FHJsG1P
 9GbvsqyWrfs0hUkRuQXAgVAjUlo8oD7+rWojswwoRx+5yk4U62zG6tMF//aJMVm2
 jyPyoKcUriHjO9sDQGM6QkjV/ONiFRk19bdBs/lhvI0LZAY2lHJsMEJuNH0UpLB4
 4UO2rJDQc1VabCPRqHoOiuR+zDYC2OUnJnLPXP4fJ1yqcQQz6nLnjv9qjrkOIQqE
 ClhxRrAAVGry58IaoIT358ulxfq6hfZtgctOKdVs6OXgwwmtuK1FDcKCYh3vsX8Y
 mmjA7i1T4na3HIGuVxAMHdf938KgkYXKt/TXTEhToxRE8n8Of9BgS4EJQpiQhIbC
 R5knpv2qVks0jBUSCepBsKK6WGMOQikO2imz01sNg3tKGt4Q/Xpalhh/b2nLkJIA
 5bOlOPqvGfz8XvsU9fGXCnBW/7lOAnqN1GtHX213Ic1bv2WS5ca2+csN878ZcpqI
 MA3siCnLZnm70Ul8156SQCCSrLfjUYgJK361sO0HD12pMIi8T2pDxNTmvcXTRBkQ
 lrXlFiCV/G/+ZHEv3vpZm9RY95aLbzRr2f5n7O1aNuGIhJa1BSU=
 =VgGp
 -----END PGP SIGNATURE-----

Initial commit

출력 결과의 첫 번째 줄에 tree가 있다. 이것이 바로 첫 커밋의 tree의 해시값이다.

tree c8f8b7e0ad11143d1e3a7724def5b2744b9b9668

이 tree의 해시값 첫 네 글자인 c8f8로 조회해보면 tree의 내용은 파일 3개로 이루어져 있다.

$ git cat-file -p c8f8
100644 blob e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9	a.txt
100644 blob e0b3f1b09bd1819ed1f7ce2e75fc7400809f5350	b.txt
100644 blob e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9	c-a.txt

하지만 이것은 사람이 읽기 쉽게 출력한 것이고 실제로 c8f8의 내용은 다음과 같다.

$ git cat-file tree c8f8
100644 a.txt???e?|b?#??_
?	Xn?100644 b.txt??с????.u?t??SP100644 c-a.txt???e?|b?#??_
?	Xn?

해시값이 바이트값으로 출력이 됐기 때문에 사람이 읽기 쉽지 않은데, 이 출력값을 적절히 개행해보면 해시값만 알아보기 어렵다는 것을 알 수 있다. 즉 이상한 값으로 변형된 것이 아니라 표현 방법만 다른 것이다.

$ git cat-file tree c8f8 | LC_ALL=C tr '\n' ' ' | LC_ALL=C sed 's/10064/\n10064/g'

100644 a.txt???e?|b?#??_ ?	Xn?
100644 b.txt??с????.u?t??SP
100644 c-a.txt???e?|b?#??_ ?	Xn?

실제로 xxd를 사용해 출력해보면 e61ef..., e01b3f...가 다 들어가 있음을 알 수 있다.

$ git cat-file tree c8f8 | xxd -p
31303036343420612e74787400e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf0958
6e10e931303036343420622e74787400e0b3f1b09bd1819ed1f7ce2e75fc
7400809f535031303036343420632d612e74787400e61ef7b965e17c62ca
23b6ff5f0aaf09586e10e9

다음은 위의 xxd 출력 결과를 알아보기 쉽게 내가 손으로 정돈해 본 것이다.

313030363434 20 612e74787400     e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9
313030363434 20 622e74787400     e0b3f1b09bd1819ed1f7ce2e75fc7400809f5350
313030363434 20 632d612e74787400 e61ef7b965e17c62ca23b6ff5f0aaf09586e10e9

0x313030363434: 100644
0x20: SP (스페이스)
0x612e74787400: a.txt
0x622e74787400: b.txt
0x632d612e74787400: c-a.txt

61	2e	74	78	74	00
a	.	t	x	t	NULL

아무튼 포맷에 맞추기 위해 길이를 재보자.

$ git cat-file tree c8f8 | wc -c
     101

이제 다음과 같이 입력하면 c8f8... 을 얻을 수 있다.

$ (printf "tree 101\0"; git cat-file tree c8f8) | openssl sha1
c8f8b7e0ad11143d1e3a7724def5b2744b9b9668

commit 해시값 계산

이제 commit의 해시값도 출력해보자.

$ git cat-file commit b1e3
tree c8f8b7e0ad11143d1e3a7724def5b2744b9b9668
author JohnGrib <johngrib82@gmail.com> 1685327803 +0900
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$ git cat-file commit b1e3 | wc -c
    1032

$ (printf "commit 1032\0"; git cat-file commit b1e3) | openssl sha1
b1e3da05289980f2eb11521683257305b1620a3f

잘 출력된다.

주석

Jusung님의 이슈 #170를 통해 잘못 작성된 내용 교정. ↩