Как Git устроен внутри

TL;DR: Git = направленный ациклический граф (DAG) из объектов. 3 типа объектов: blob (файл), tree (директория), commit (снимок). Ветка = указатель на commit. HEAD = указатель на текущую ветку.

Объекты Git

Всё хранится в .git/objects/ как объекты, идентифицируемые SHA-1 хешем.

blob   — содержимое файла (без имени!)
tree   — директория (список blob + tree с именами)
commit — снимок: указатель на tree + author + message + parent commit
tag    — именованный указатель на commit

commit abc123
├── tree def456
│   ├── blob 111111 → README.md
│   ├── blob 222222 → app.py
│   └── tree 333333 → src/
│       └── blob 444444 → main.py
├── parent: commit 000000
├── author: Name <email>
└── message: "feat: add auth"

Ветки и HEAD

Ветка — файл в .git/refs/heads/, содержит SHA коммита:

cat .git/refs/heads/main
# abc123def456...
 
cat .git/HEAD
# ref: refs/heads/main

HEAD — указатель на текущую ветку (или коммит в detached state).

Когда вы делаете git commit:

1. Создаётся новый commit-объект (parent = текущий)
2. Ветка перемещается на новый commit
3. HEAD остаётся на ветке

Staging Area (Index)

Промежуточная область между working directory и repository. Файл .git/index.

Working Dir  →  git add  →  Index (staging)  →  git commit  →  Repository

git add добавляет blob-объект и обновляет index. git commit создаёт tree из index и commit-объект.

Immutability

Объекты Git неизменяемы. «Изменение» коммита (amend, rebase) на самом деле создаёт новый объект. Старый остаётся в .git/objects/ (пока garbage collection не удалит).

# Reflog хранит историю перемещений HEAD (30 дней)
git reflog
# abc123 HEAD@{0}: commit: feat: add auth
# 000000 HEAD@{1}: commit (initial): init

Подводные камни

Ситуация	Совет
«Потерял коммит»	git reflog → найти SHA → git checkout SHA
Detached HEAD	git switch main (или git switch -c new-branch чтобы сохранить)
.git/ удалён	Репозиторий потерян. Восстановить из remote: git clone
Огромный .git/	git gc для сборки мусора. git filter-repo для удаления больших файлов из истории