【仕組み解説】Gitはどうやってファイルの履歴を管理しているのか — 内部構造を図解

ひよこ

Gitって「コミット」とか「ブランチ」とかよく使うけど、中身はどうなってるの？

ペンギン先生

いい質問だね。Gitの正体は、プロジェクトフォルダの中にある「.git」っていう隠しフォルダなんだ。この中にファイルの全履歴がデータベースのように保存されてるんだよ。

ひよこ

.gitフォルダの中には何が入ってるの？

ペンギン先生

一番大事なのは「objects」フォルダだよ。Gitは主に3種類のオブジェクトでファイル履歴を管理してるんだ。まず「blob」はファイルの中身そのもの。「tree」はフォルダ構造を表していて、どのblobがどのファイル名かを記録してる。そして「commit」はtreeのスナップショットに、作成者や日時、コミットメッセージ、1つ前のコミット（親）への参照を付けたものだよ。この親をたどっていくと履歴が見えるんだ。

ひよこ

blob、tree、commitの3つで全部管理してるってこと？すごくシンプルだね！

ペンギン先生

そうなんだ。実は注釈付きタグ用の「tag」オブジェクトもあるんだけど、履歴の骨格はこの3つだよ。しかもオブジェクトは、内容から計算したハッシュ値（通常のリポジトリではSHA-1の40文字の英数字）で識別されてるんだ。同じ中身のblobは必ず同じハッシュになるから、重複を自動的に排除できるし、データが壊れてないかも検証できる。git logで見える「a1b2c3d...」みたいなのがまさにこのハッシュだね。

ひよこ

じゃあブランチって何なの？ファイルのコピーを作ってるわけじゃないよね？

ペンギン先生

鋭いね！ブランチの正体はただの「ポインタ」なんだ。特定のcommitオブジェクトのハッシュを指し示すだけのテキストファイルだよ。.git/refs/heads/mainを覗くと、40文字のハッシュが1行書いてあるだけ（参照の数が増えると、まとめて.git/packed-refsに入ることもあるよ）。だからブランチの作成は一瞬で、ディスク容量もほぼ使わないんだ。

ひよこ

えっ、たった1行のファイルなの！？じゃあHEADっていうのは？

ペンギン先生

HEADは「今どこにいるか」を示すポインタだよ。ふつうは.git/HEADファイルに「ref: refs/heads/main」のように、現在チェックアウトしているブランチへの参照が書かれてる。ブランチを切り替えると、この参照先が変わって、作業フォルダのファイルも切り替え先の内容に更新されるんだ。タグや特定のコミットをチェックアウトすると、HEADにコミットのハッシュが直接入る「detached HEAD」という状態になるよ。

ひよこ

マージするときは何が起きてるの？

ペンギン先生

マージには主に2種類あるよ。「fast-forward」は、取り込み先が一直線上にあるとき、ブランチのポインタをそのまま先に進めるだけ。新しいコミットは作られない。一方「3-way merge」は、2つのブランチが分岐してるとき、共通の祖先コミットと両方の最新コミットの3つを比較して、新しい「マージコミット」を作るんだ。

ひよこ

rebaseっていうのもあるよね？マージとどう違うの？

ペンギン先生

rebaseは「ブランチの根元を付け替える」操作だよ。分岐元のコミットを最新に変更して、自分のコミットを一つずつ作り直すんだ。結果として履歴が一直線になってきれいになるけど、コミットのハッシュが全部変わるから、共有済みのブランチでやると他の人と衝突する。個人の作業ブランチで使うのが安全だね。

ひよこ

もし間違えてresetしちゃったらどうしよう…？

ペンギン先生

そんなときはreflogが助けてくれるよ。「git reflog」を実行すると、自分のリポジトリでHEADが過去に指していたコミットの履歴が見られるんだ。resetやrebaseで消えたように見えるコミットも、reflogにはしばらく残ってる（既定では、どのブランチからもたどれなくなったものは30日、たどれるものは90日で期限切れ）。「git reset --hard HEAD@{2}」のように「2回前のHEAD」を指定すれば戻せるよ。ただしreflogは手元のリポジトリだけの記録で、まだコミットしていない変更はresetで消えると戻せないから気をつけてね。

ひよこ

reflogがあれば安心だね！Gitって見えないところですごく賢い仕組みになってるんだなあ。

ペンギン先生

そうだね。Gitの内部は、主な3種類のオブジェクトとハッシュ、そしてポインタというシンプルな仕組みの組み合わせなんだ。この基本を理解しておくと、ブランチ操作やマージで何が起きてるか見えてきて、トラブルの対処もずっと楽になるよ。

補足

ハッシュはSHA-1が既定ですが、SHA-256を使うリポジトリ形式への移行計画もあります。Gitは2017年のSHAttered攻撃後、Git 2.13.0以降で攻撃を検出する強化版SHA-1を既定にしています。ブランチの作成はポインタを1つ作るだけですが、切り替えでは作業ツリーのファイルも書き換わります。この記事は公式ドキュメントの説明をもとにした概念図で、実際のファイル配置（パックファイルへの圧縮など）は省略しています。

参考資料

確認日：2026年9月21日。

• Pro Git：Git Objects — blob・tree・commitの構造、親コミット、SHA-1によるオブジェクト名、.git/objectsへの保存。
• Pro Git：Git References — refs/heads内のブランチ、.git/HEADの「ref: refs/heads/…」形式、detached HEAD。
• git-reflog — ローカルの参照更新履歴、HEAD@{n}、gc.reflogExpire（90日）とgc.reflogExpireUnreachable（30日）。
• Git hash function transition — SHA-1の弱点と強化版SHA-1、SHA-256への移行計画。