Git hoạt động bên trong như thế nào?

Question

Accepted Answer

Bên trong, Git là một **kho lưu trữ đối tượng định địa chỉ theo nội dung (content-addressable object store)** — nó lưu mọi thứ dưới dạng **object** (blob, tree, commit, tag) được định danh bằng **hash SHA-1** của chúng. Hiểu mô hình này làm sáng tỏ Git và giải thích vì sao các thao tác của nó hành xử như chúng làm.

## Git là một content-addressable object store

```text
Git lưu 4 loại OBJECT, mỗi cái được định danh bằng HASH SHA-1 của nội dung của nó:
  BLOB   → NỘI DUNG tệp (chỉ dữ liệu, không tên tệp)
  TREE   → một thư mục: ánh xạ tên → blob (tệp) và tree (thư mục con) + quyền
  COMMIT → một ảnh chụp: trỏ tới một TREE (gốc) + (các) commit parent + author/message
  TAG    → một object annotated tag (trỏ tới một commit, với metadata)
→ Content-addressable: ID của một object CHÍNH LÀ hash của nội dung của nó (cùng nội dung = cùng hash).
```

## Một commit là một ảnh chụp, không phải một diff

```text
→ Mỗi COMMIT trỏ tới một TREE hoàn chỉnh (toàn bộ trạng thái của dự án tại điểm đó)
→ Git lưu các ẢNH CHỤP, không phải các diff (dù nó nén/khử trùng lặp bên trong):
  các tệp không đổi → tree của commit chỉ TÁI SỬ DỤNG cùng blob (cùng hash) → hiệu quả
→ Các diff bạn thấy được TÍNH TOÁN giữa các ảnh chụp, không được lưu.
```

## Cách nó khớp với nhau

```text
Branch (ví dụ main) → một con trỏ (một ref) tới một COMMIT
HEAD → trỏ tới branch hiện tại (hoặc commit)
Commit → tree → blob (ảnh chụp)
Commit → parent → parent → ... (chuỗi lịch sử)
→ Branch/tag chỉ là các tệp nhỏ chứa một hash commit (các con trỏ rẻ).
  Đó là LÝ DO branching nhẹ như vậy.
```

## Vì sao điều này giải thích hành vi của Git

```text
✓ Branch rẻ → chúng chỉ là một hash 40 ký tự trong một tệp (không phải bản sao tệp)
✓ Toàn vẹn → định địa chỉ theo nội dung nghĩa là hỏng/thay đổi có thể phát hiện được (hash không khớp)
✓ Commit bất biến → thay đổi bất cứ thứ gì = một hash mới = một commit mới (vì sao rebase
  tạo các commit MỚI, vì sao ghi đè lịch sử đổi các hash)
✓ Khử trùng lặp → nội dung giống nhau được lưu một lần (các blob dùng chung)
```

## Tại sao điều này quan trọng

Hiểu Git hoạt động bên trong như thế nào là kiến thức cấp senior có giá trị vì nó **làm sáng tỏ Git** và giải thích *vì sao* các thao tác của nó hành xử như chúng làm, làm sâu sắc khả năng của bạn để lập luận về và dùng Git một cách tự tin.

Mô hình cốt lõi — Git như một **content-addressable object store** với bốn loại object (blob cho nội dung tệp, tree cho thư mục, commit cho ảnh chụp, tag) mỗi cái được định danh bằng **hash của nội dung của nó** — là nền tảng mà mọi thứ khác dựa lên.

Hiểu rằng **một commit là một ảnh chụp, không phải một diff** (mỗi commit trỏ tới một tree hoàn chỉnh đại diện cho toàn bộ trạng thái dự án, với các tệp không đổi tái sử dụng cùng blob một cách hiệu quả, và các diff được tính toán thay vì được lưu) sửa một hiểu lầm phổ biến và giải thích mô hình dựa-trên-ảnh-chụp của Git.

Thấy **cách nó khớp với nhau** (branch và tag như các con trỏ/ref rẻ tới commit, HEAD trỏ tới branch hiện tại, các commit nối qua parent) bộc lộ sự đơn giản thanh lịch bên dưới.

Có giá trị nhất, sự hiểu biết này **giải thích hành vi quan sát được của Git**: vì sao **branch nhẹ** (chỉ là một hash trong một tệp nhỏ, không phải bản sao tệp — giải thích vì sao branching nhanh như vậy), vì sao Git có **tính toàn vẹn** (định địa chỉ theo nội dung phát hiện hỏng qua hash không khớp), vì sao **commit bất biến** và các thao tác ghi đè lịch sử như rebase tạo **các commit mới với hash mới** (thay đổi bất kỳ nội dung nào sẽ đổi hash), và vì sao Git **khử trùng lặp** (nội dung giống nhau được lưu một lần).

Mô hình sâu hơn này biến Git từ một tập lệnh học thuộc thành một hệ thống có thể hiểu được, cho phép lập luận tự tin về các thao tác phức tạp.

Vì hiểu mô hình object bên trong giải thích vì sao Git hành xử như nó làm (branch nhẹ, commit bất biến, hash đổi khi ghi đè, tính toàn vẹn) và nâng người ta từ việc dùng Git lên việc thực sự hiểu nó, hiểu Git internals là kiến thức cấp senior có giá trị — một chủ đề phản ánh chiều sâu được kỳ vọng cho các vai trò senior và cung cấp mô hình tư duy để lập luận về Git một cách tự tin, làm sáng tỏ hành vi của nó và làm cho các thao tác nâng cao trở nên dễ hiểu thay vì bí ẩn.