Git 시니어 CS 기초 기술면접

Git의 인덱스는 정렬된 바이너리 파일 형태의 플랫 파일 구조로 구현되어 있으며, 각 엔트리는 경로명으로 정렬되어 이진 탐색을 가능하게 합니다. 파일의 stat 정보(mtime, ctime, inode 등)를 함께 저장하여 파일 시스템의 메타데이터만 비교해도 변경 여부를 빠르게 판단할 수 있습니다. 또한 인덱스 확장(index extension) 메커니즘을 통해 캐시 트리나 untracked cache 같은 추가 최적화 정보를 저장합니다. 대규모 프로젝트에서는 fsmonitor 확장을 활용해 파일 시스템 이벤트를 구독하여 변경된 파일만 스캔함으로써 git status의 성능을 획기적으로 개선할 수 있습니다.

Git의 negotiation 과정은 클라이언트가 가진 커밋 SHA를 서버에 전송하고, 서버는 이를 기반으로 클라이언트에 없는 객체만 전송하기 위해 양방향 통신을 수행합니다. Packfile은 delta compression을 사용해 객체 간 차이만 저장하여 전송량을 크게 줄이며, base 객체와 delta chain을 구성합니다. Thin pack은 클라이언트가 이미 가진 객체를 base로 참조하여 네트워크 전송을 최소화하지만 받는 쪽에서 thick pack으로 변환해야 하며, thick pack은 모든 base 객체를 포함하여 자체 완결적입니다. 느린 네트워크에서는 multi-ack 프로토콜로 여러 공통 커밋을 동시에 확인하고, depth 제한이나 filter를 통해 전송량을 더욱 줄일 수 있습니다.

Blame 알고리즘은 현재 파일에서 시작해 커밋 히스토리를 역순으로 탐색하며, 각 커밋의 diff를 분석하여 라인의 출처를 추적합니다. 각 라인에 대해 아직 출처가 확인되지 않은 라인들만 이전 커밋과 비교하며, 라인 번호 매핑 테이블을 유지하여 diff의 hunk 정보로 라인 이동을 추적합니다. Rename detection은 similarity index를 계산하여 파일 이름이 바뀌어도 히스토리를 연결하며, code movement 추적은 -M 옵션으로 같은 커밋 내 다른 파일로의 이동을, -C 옵션으로 다른 커밋의 파일에서의 복사를 감지합니다. 성능 최적화를 위해 모든 라인의 출처가 확인되면 조기 종료하고, 병렬 처리나 캐싱을 활용하며, 불필요한 경로의 히스토리는 탐색하지 않습니다.

Git은 O_EXCL 플래그와 함께 파일을 생성하는 방식으로 락을 구현하며, 이는 대부분의 파일 시스템에서 atomic operation으로 보장됩니다. index.lock은 staging area 수정 시, refs/heads/branch.lock은 브랜치 참조 업데이트 시 생성되며, 작업 완료 후 rename을 통해 원자적으로 실제 파일로 교체합니다. NFS 환경에서는 O_EXCL의 원자성이 보장되지 않을 수 있어, Git은 추가로 파일 내용에 호스트 정보를 기록하고 재확인하는 방식을 사용합니다. Stale lock은 프로세스 ID를 확인하거나 타임스탬프를 검사하여 감지하며, 사용자가 수동으로 .lock 파일을 삭제하거나 일정 시간 후 자동으로 처리할 수 있습니다.

Git의 객체 저장소는 높은 수준의 정규화를 가지며, 각 객체는 내용 기반 해시를 키로 하는 불변 엔티티입니다. Content-addressable 방식은 같은 내용이 자동으로 하나의 객체로 저장되어 deduplication이 자연스럽게 이루어지며, 해시를 통해 데이터 무결성을 검증할 수 있습니다. 전통적인 RDBMS의 auto-increment primary key와 달리, 내용 기반 해시는 분산 환경에서 중앙 조정 없이도 전역적으로 유일한 식별자를 생성할 수 있어 병합이 용이합니다. 트레이드오프로는 내용 변경 시 새 객체를 생성해야 하므로 update가 비효율적이고, 해시 기반 조회만 가능하여 범위 검색이나 복잡한 쿼리가 어렵다는 점이 있지만, Git의 사용 패턴(append-only, immutable history)에는 최적화된 선택입니다.