# ブランチの実体を確認
$ cat .git/refs/heads/main
a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
 
# HEADの実体を確認（シンボリック参照）
$ cat .git/HEAD
ref: refs/heads/main
 
# git rev-parseでRefをSHA-1に変換
$ git rev-parse main
a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
 
$ git rev-parse HEAD
a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
 
# refが指すオブジェクトの型を確認
$ git cat-file -t refs/heads/main
commit
 
# 全てのrefを一覧表示
$ git for-each-ref --format='%(refname) %(objecttype) %(objectname:short)' refs/
refs/heads/develop commit a1b2c3d
refs/heads/feature/auth commit f5e6d7c
refs/heads/main commit a1b2c3d
refs/remotes/origin/main commit a1b2c3d
refs/tags/v1.0.0 tag 1234567
refs/tags/v2.0.0 commit 89abcde

# 同名のブランチとタグがある場合の問題
$ git branch v1.0.0       # ブランチ "v1.0.0" を作成
$ git checkout v1.0.0     # タグ? ブランチ? → 警告が出る
 
warning: refname 'v1.0.0' is ambiguous.
 
# 明示的に指定する方法
$ git checkout refs/heads/v1.0.0    # ブランチを指定
$ git checkout refs/tags/v1.0.0     # タグを指定（detached HEAD）
 
# rev-parseでの明示的な解決
$ git rev-parse refs/heads/v1.0.0   # ブランチのSHA-1
$ git rev-parse refs/tags/v1.0.0    # タグのSHA-1

# ORIG_HEADを使った操作の取り消し
$ git merge feature/auth
# マージを取り消したい場合:
$ git reset --hard ORIG_HEAD
 
# FETCH_HEADの確認
$ git fetch origin
$ cat .git/FETCH_HEAD
a1b2c3d4e5f6... branch 'main' of https://github.com/user/repo
 
# MERGE_HEADはマージ中のみ存在
$ git merge feature/auth
# コンフリクト発生中:
$ cat .git/MERGE_HEAD
f5e6d7c8b9a0e1f2d3c4b5a6d7e8f9a0b1c2d3e4
# マージ完了後はファイルが削除される

# HEADの状態を確認するコマンド群
$ git symbolic-ref HEAD
refs/heads/feature/auth    # ブランチ名が返る = attached
 
$ git rev-parse HEAD
c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0a1b2    # SHA-1が返る
 
$ git rev-parse --abbrev-ref HEAD
feature/auth    # 短縮形のブランチ名
 
# コミット前後のブランチ位置の変化
$ git rev-parse feature/auth
c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0a1b2
 
$ echo "new content" >> file.txt && git add file.txt && git commit -m "update"
 
$ git rev-parse feature/auth
d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0a1b2c3    # 新しいSHA-1に更新

# detached HEADになる主な操作
$ git checkout a1b2c3d                # 特定コミットのチェックアウト
$ git checkout v1.0.0                 # タグのチェックアウト
$ git checkout origin/main            # リモート追跡ブランチのチェックアウト
$ git rebase --onto main feature HEAD~3  # rebase操作の途中
 
# HEADの状態確認
$ cat .git/HEAD
a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
# ← "ref:" プレフィックスがない = detached
 
$ git symbolic-ref HEAD
fatal: ref HEAD is not a symbolic ref
# ← symbolic-refはdetached HEADではエラーになる
 
$ git status
HEAD detached at a1b2c3d
# Gitはdetached HEAD状態を明確に表示する

# ユースケース1: 過去のコミットを一時的に確認する
$ git checkout v1.0.0
# テストを実行して過去のバージョンの動作を確認
$ make test
# 確認が終わったら元のブランチに戻る
$ git checkout main
 
# ユースケース2: CI/CDパイプラインでのタグチェックアウト
# Jenkins/GitHub Actionsなどでタグベースのビルドを行う
$ git checkout v2.1.0
$ docker build -t myapp:2.1.0 .
 
# ユースケース3: bisect中の自動チェックアウト
$ git bisect start
$ git bisect bad HEAD
$ git bisect good v1.0.0
# → Gitが自動的にdetached HEADで中間コミットをチェックアウト
 
# ユースケース4: worktreeでの一時的な作業
$ git worktree add /tmp/hotfix v1.0.0
# → worktreeはdetached HEADで作成可能

# 方法1: 新しいブランチを作成して退避
$ git checkout -b rescue-branch
# → 現在のHEAD位置に新ブランチを作成し、attachedに戻る
 
# 方法2: 既存ブランチに戻る
$ git checkout main
# → detached HEAD中に作ったコミットがある場合、
#    reflogにのみ記録される（ブランチには属さない）
 
# 方法3: detached HEAD中に作ったコミットを救出
$ git reflog
# a1b2c3d HEAD@{0}: checkout: moving from main to a1b2c3d
# f5e6d7c HEAD@{1}: commit: important work in detached state
$ git branch rescue-branch f5e6d7c
 
# 方法4: Git 2.23以降のswitchコマンド
$ git switch main              # ブランチに戻る
$ git switch -c new-branch     # 新ブランチを作って戻る
$ git switch --detach v1.0.0   # 意図的にdetachする（明示的）
 
# 方法5: detached HEAD中の複数コミットをまとめて救出
$ git reflog
# abc1234 HEAD@{0}: commit: third fix
# def5678 HEAD@{1}: commit: second fix
# 789abcd HEAD@{2}: commit: first fix
# a1b2c3d HEAD@{3}: checkout: moving from main to a1b2c3d
$ git branch rescue-branch abc1234
# → abc1234から辿れる全コミット（first/second/third fix）が保護される

# HEADが指すブランチを変更（git checkoutの内部動作に近い）
$ git symbolic-ref HEAD refs/heads/feature/auth
 
# ブランチを新しいコミットに更新（git commitの内部動作の一部）
$ git update-ref refs/heads/main a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
 
# update-refは安全なref更新を行う
# - reflogエントリを自動作成
# - ロックファイル(.lock)を使用して並行アクセスを保護
$ ls .git/refs/heads/main.lock
# → update-ref実行中のみ存在する一時ファイル
 
# refの削除
$ git update-ref -d refs/heads/old-branch
# → refs/heads/old-branchファイルを削除し、reflogにも記録

# ブランチ作成 = ファイル作成
$ git branch feature/new-ui
# → .git/refs/heads/feature/new-ui にHEADのSHA-1を書き込み
# → .git/logs/refs/heads/feature/new-ui にreflogエントリを作成
 
# 特定コミットからブランチ作成
$ git branch feature/from-tag v1.0.0
# → v1.0.0が指すSHA-1を書き込み
 
# ブランチ削除 = ファイル削除
$ git branch -d feature/new-ui
# → .git/refs/heads/feature/new-ui を削除
#    (commitオブジェクト自体は削除されない)
#    マージ済みでない場合はエラーになる
 
# 強制削除（マージ状態を確認しない）
$ git branch -D feature/new-ui
# → -d --force と同等、マージ済みでなくても削除
 
# ブランチ名の変更 = ファイルのリネーム + reflog更新
$ git branch -m old-name new-name
# → refs/heads/old-name → refs/heads/new-name
# → logs/refs/heads/old-name → logs/refs/heads/new-name
# → configのブランチ設定も更新

# 現在のHEADのSHA-1を確認
$ git rev-parse HEAD
a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
 
# 手動でブランチを作成（git branchの代替）
$ echo "a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0" > .git/refs/heads/manual-branch
# → git branch -a で manual-branch が表示される
 
# ただし上記の方法はreflogが作成されず非推奨
# 正しい低レベル操作:
$ git update-ref refs/heads/manual-branch HEAD
# → reflogエントリも作成される
 
# 手動でブランチを移動（git reset --hardの内部動作に近い）
$ git update-ref refs/heads/main f5e6d7c8b9a0e1f2d3c4b5a6d7e8f9a0b1c2d3e4
# → mainブランチが別のコミットを指すようになる
 
# ブランチのトラッキング設定
$ git branch --set-upstream-to=origin/main main
# → .git/config に以下が書き込まれる:
# [branch "main"]
#     remote = origin
#     merge = refs/heads/main

# スラッシュを含むブランチ名
$ git branch feature/auth/login
$ git branch feature/auth/signup
$ git branch feature/ui/dashboard
 
# ファイルシステム上の構造
$ find .git/refs/heads -type f
.git/refs/heads/main
.git/refs/heads/feature/auth/login
.git/refs/heads/feature/auth/signup
.git/refs/heads/feature/ui/dashboard
 
# 注意: "feature/auth" というブランチと "feature/auth/login" は共存できない
# → "feature/auth" はファイルだが "feature/auth/" はディレクトリになるため
$ git branch feature/auth
fatal: cannot lock ref 'refs/heads/feature/auth':
  'refs/heads/feature/auth/login' exists; cannot create 'refs/heads/feature/auth'
 
# ブランチ一覧のフィルタリング
$ git branch --list 'feature/*'
  feature/auth/login
  feature/auth/signup
  feature/ui/dashboard
 
$ git branch --list 'feature/auth/*'
  feature/auth/login
  feature/auth/signup

# リモート追跡ブランチの一覧
$ git branch -r
  origin/main
  origin/develop
  origin/feature/auth
  upstream/main
 
# 全ブランチ（ローカル + リモート追跡）
$ git branch -a
  develop
  feature/auth
* main
  remotes/origin/develop
  remotes/origin/feature/auth
  remotes/origin/main
  remotes/upstream/main
 
# fetch時の動作
$ git fetch origin
# → refs/remotes/origin/* を更新
# → ローカルブランチは変更しない
 
# リモート追跡ブランチの更新ルール（refspec）
$ cat .git/config
[remote "origin"]
    url = https://github.com/user/repo.git
    fetch = +refs/heads/*:refs/remotes/origin/*
 
[remote "upstream"]
    url = https://github.com/upstream/repo.git
    fetch = +refs/heads/*:refs/remotes/upstream/*

# 特定ブランチのみfetch
$ git fetch origin main
# → refs/remotes/origin/main のみ更新
 
# カスタムrefspecでfetch
$ git fetch origin +refs/heads/release/*:refs/remotes/origin/release/*
# → release/ で始まるブランチのみ取得
 
# pushのrefspec
$ git push origin main:main
# → ローカルのmain をリモートの main にpush
 
$ git push origin feature/auth:refs/heads/feature/auth
# → 明示的なrefspec指定
 
# リモートブランチの削除
$ git push origin --delete feature/old
# → リモートの feature/old ブランチを削除
# → ローカルの refs/remotes/origin/feature/old も削除
 
# refspecでリモートブランチを削除する別の方法
$ git push origin :feature/old
# → "空" をfeature/oldにpush = 削除
 
# 不要になったリモート追跡ブランチの整理
$ git remote prune origin
# → リモートに存在しなくなったrefs/remotes/origin/*を削除
 
$ git fetch --prune origin
# → fetchと同時にpruneも実行（推奨設定）
 
# 自動pruneの設定
$ git config fetch.prune true
# → 毎回のfetchで自動的にpruneが実行される

# 上流ブランチの設定
$ git branch --set-upstream-to=origin/main main
# または
$ git push -u origin feature/auth
# → push時に自動的に上流ブランチを設定
 
# 上流ブランチの確認
$ git branch -vv
* feature/auth abc1234 [origin/feature/auth: ahead 2] latest commit
  main         def5678 [origin/main] synced commit
  develop      789abcd [origin/develop: behind 3] older commit
 
# 上流ブランチとの差分確認
$ git log @{upstream}..HEAD    # ローカルにあってリモートにないコミット
$ git log HEAD..@{upstream}    # リモートにあってローカルにないコミット
$ git log @{upstream}...HEAD   # 双方の差分（対称差分）
 
# @{push}との違い（Git 2.5+）
$ git log @{push}..HEAD
# → pushする先のブランチとの差分（triangular workflowで有用）
# 例: fetchはupstreamから、pushはoriginへ、という運用

# lightweight tag の作成
$ git tag v1.0.0-rc1
# → .git/refs/tags/v1.0.0-rc1 にcommitのSHA-1を直接保存
# → タグオブジェクトは作成されない
 
$ cat .git/refs/tags/v1.0.0-rc1
a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
 
$ git cat-file -t v1.0.0-rc1
commit    # ← commitオブジェクトを直接指している
 
# annotated tag の作成
$ git tag -a v1.0.0 -m "Release version 1.0.0"
# → tagオブジェクトが作成される
# → .git/refs/tags/v1.0.0 にtagオブジェクトのSHA-1を保存
 
$ git cat-file -t v1.0.0
tag       # ← tagオブジェクトを指している
 
$ git cat-file -p v1.0.0
object a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
type commit
tag v1.0.0
tagger Gaku <gaku@example.com> 1707600000 +0900
 
Release version 1.0.0

# GPG署名付きタグの作成
$ git tag -s v1.0.0 -m "Signed release v1.0.0"
# → tagオブジェクトにGPG署名が含まれる
 
# 署名の検証
$ git tag -v v1.0.0
object a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
type commit
tag v1.0.0
tagger Gaku <gaku@example.com> 1707600000 +0900
 
Signed release v1.0.0
gpg: Signature made Mon 12 Feb 2024 10:00:00 AM JST
gpg: Good signature from "Gaku <gaku@example.com>"
 
# SSH署名（Git 2.34+）
$ git config gpg.format ssh
$ git config user.signingKey ~/.ssh/id_ed25519.pub
$ git tag -s v2.0.0 -m "SSH signed release v2.0.0"

# 個別タグのpush
$ git push origin v1.0.0
 
# 全タグのpush
$ git push origin --tags
# → lightweight tag と annotated tag の両方がpushされる
 
# annotated tagのみpush（Git 2.4+）
$ git push origin --follow-tags
# → annotated tagのみ選択的にpush
 
# リモートのタグを削除
$ git push origin --delete v1.0.0
# または
$ git push origin :refs/tags/v1.0.0
 
# リモートからタグを再取得
$ git fetch origin --tags
# → ローカルに存在しないタグをリモートから取得

# peelされたタグの確認
$ git for-each-ref --format='%(refname) %(objectname:short) → %(objectname:short=,deref)' refs/tags/
 
# peel先のcommit SHA-1を直接取得
$ git rev-parse v1.0.0^{}
a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
# ^{} は tagオブジェクトを「剥がして」内部のcommitを返す
 
# packed-refsでのpeeled表現
$ cat .git/packed-refs
# pack-refs with: peeled fully-peeled sorted
f5e6d7c8b9a0e1f2d3c4b5a6d7e8f9a0b1c2d3e4 refs/tags/v1.0.0
^a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
# ^ から始まる行がpeeled SHA-1（tagが指すcommit）

# HEADのreflogを表示
$ git reflog
a1b2c3d HEAD@{0}: commit: feat: add authentication
f5e6d7c HEAD@{1}: checkout: moving from feature to main
b8c9d0e HEAD@{2}: commit: fix: typo in README
1234567 HEAD@{3}: merge feature/auth: Fast-forward
89abcde HEAD@{4}: commit: refactor: extract utils
fedcba0 HEAD@{5}: rebase (finish): returning to refs/heads/main
fedcba0 HEAD@{6}: rebase (pick): update config
1111111 HEAD@{7}: rebase (start): checkout origin/main
 
# 特定ブランチのreflog
$ git reflog show main
a1b2c3d main@{0}: commit: feat: add authentication
f5e6d7c main@{1}: merge feature/ui: Merge made by 'ort'
b8c9d0e main@{2}: commit: initial setup
 
# 日時指定でのアクセス
$ git show main@{2.days.ago}
$ git show HEAD@{2024-02-01}
$ git show HEAD@{yesterday}
$ git show main@{1.week.ago}
 
# reflogの詳細表示
$ git reflog --format='%C(auto)%h %gd %gs %ci'
a1b2c3d HEAD@{0} commit: feat: add authentication 2024-02-12 10:00:00 +0900
f5e6d7c HEAD@{1} checkout: moving from feature to main 2024-02-12 09:45:00 +0900
 
# reflogのdiff表示
$ git diff HEAD@{0} HEAD@{3}
# → 3操作前との差分を表示

# reflogファイルの確認
$ cat .git/logs/HEAD
# 各行: 旧SHA-1 新SHA-1 操作者 タイムスタンプ 操作内容
 
$ cat .git/logs/refs/heads/main
0000000... a1b2c3d... Gaku <gaku@example.com> 1707600000 +0900	commit (initial): first commit
a1b2c3d... f5e6d7c... Gaku <gaku@example.com> 1707603600 +0900	commit: second commit
f5e6d7c... b8c9d0e... Gaku <gaku@example.com> 1707607200 +0900	merge feature/auth: Merge made by 'ort'

# reflogの期限を変更
$ git config gc.reflogExpire "180 days"
$ git config gc.reflogExpireUnreachable "60 days"
 
# 特定のrefに対する個別設定
$ git config gc.main.reflogExpire "365 days"
# → mainブランチのreflogは1年間保持
 
# 手動でreflogを期限切れにする
$ git reflog expire --expire=now --all
# → 全refの全reflogエントリを即座に期限切れに（危険！）
 
# 特定のrefのreflogのみ期限切れにする
$ git reflog expire --expire=30.days.ago refs/heads/feature/old
 
# dry-runで確認
$ git reflog expire --expire=30.days.ago --dry-run --all
# → 実際には削除せず、削除対象を表示

# テクニック1: git reset --hard の取り消し
$ git reset --hard HEAD~3    # 直近3コミットを破棄
# "やっぱり元に戻したい"
$ git reflog
# a1b2c3d HEAD@{0}: reset: moving to HEAD~3
# f5e6d7c HEAD@{1}: commit: important commit 3
# b8c9d0e HEAD@{2}: commit: important commit 2
# 1234567 HEAD@{3}: commit: important commit 1
$ git reset --hard HEAD@{1}
# → reset前の状態に復帰
 
# テクニック2: 削除したブランチの復元
$ git branch -D feature/important
# "削除すべきではなかった"
$ git reflog
# → feature/importantの最後のコミットを探す
$ git branch feature/important HEAD@{2}
 
# テクニック3: 失敗したrebaseの取り消し
$ git rebase main
# コンフリクトだらけで収拾がつかない
$ git rebase --abort    # rebase中なら --abort が使える
 
# rebase完了後に元に戻したい場合
$ git reflog
# → rebase開始前のHEAD位置を探す
$ git reset --hard HEAD@{5}    # rebase前の状態に復帰
 
# テクニック4: amend前のコミットを取得
$ git commit --amend -m "corrected message"
# "amend前のコミットも保存しておきたい"
$ git reflog
# a1b2c3d HEAD@{0}: commit (amend): corrected message
# f5e6d7c HEAD@{1}: commit: original message
$ git branch backup-original f5e6d7c
 
# テクニック5: stash dropの復元
$ git stash drop stash@{0}
# "ドロップしたstashを取り戻したい"
$ git fsck --no-reflogs | grep commit
# dangling commit f5e6d7c...
$ git stash apply f5e6d7c

# 到達不可能なオブジェクトを探す
$ git fsck --unreachable
unreachable commit a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
unreachable blob f5e6d7c8b9a0e1f2d3c4b5a6d7e8f9a0b1c2d3e4
unreachable tree 1234567890abcdef1234567890abcdef12345678
 
# 到達不可能なコミットを lost-found に保存
$ git fsck --lost-found
# → .git/lost-found/commit/ にコミットのSHA-1ファイルが作成される
# → .git/lost-found/other/ にその他のオブジェクトが保存される
 
# dangling object（どこからも参照されていないオブジェクト）の確認
$ git fsck --no-reflogs
# → reflogからの到達可能性を無視して判定
# → reflogでのみ保護されているオブジェクトも表示される
 
# 特定のdanglingコミットの内容を確認
$ git log --oneline --graph a1b2c3d4
$ git show a1b2c3d4

# packed-refsの中身
$ cat .git/packed-refs
# pack-refs with: peeled fully-peeled sorted
a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0 refs/heads/main
b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0a1b2c3d4e5f6a7 refs/heads/develop
f5e6d7c8b9a0e1f2d3c4b5a6d7e8f9a0b1c2d3e4 refs/tags/v1.0.0
^a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
89abcdef0123456789abcdef0123456789abcdef refs/tags/v2.0.0
# ^ = peeled tag（tagオブジェクトが指すcommitのSHA-1）
# 行頭の # はコメント
 
# 手動でpackする
$ git pack-refs --all
# → 全てのloose refをpacked-refsに統合
# → アクティブなブランチ（現在のHEAD）のloose refは残る場合がある
 
# packのみ（looseを削除しない）
$ git pack-refs --no-prune

# 大量のブランチ/タグがある場合の比較
# (例: 10,000タグのリポジトリ)
 
# looseオブジェクトの場合:
# → 10,000個のファイルがrefs/tags/に作成される
# → ファイルシステムのinode消費が激しい
# → ls-remote, branch -a 等が遅くなる
 
# packed-refsの場合:
# → 1ファイルに全タグが格納される
# → ファイルシステムの負荷が大幅に減少
# → 参照解決も高速化（sequential read vs random seek）
 
# パフォーマンス測定
$ time git for-each-ref refs/tags/ | wc -l
# packed-refs: ~0.01s
# loose refs:  ~0.5s  (10,000ファイルの場合)
 
# reftableフォーマット（Git 2.45+、実験的）
# → packed-refsのさらなる進化版
# → バイナリ形式で高速なルックアップが可能
# → JGit発のフォーマットをC実装に移植
$ git config core.repositoryFormatVersion 1
$ git config extensions.refStorage reftable
# → 注意: reftableは実験的機能であり、互換性リスクがある

# HEADが最も一般的なシンボリック参照
$ git symbolic-ref HEAD
refs/heads/main
 
# カスタムシンボリック参照の作成
$ git symbolic-ref refs/custom/current refs/heads/feature/auth
# → refs/custom/current は feature/auth を間接参照する
 
# detached HEAD時はエラーになる
$ git symbolic-ref HEAD
fatal: ref HEAD is not a symbolic ref
 
# シンボリック参照の安全な確認（エラーを回避）
$ git symbolic-ref --quiet HEAD && echo "attached" || echo "detached"

# リモートのデフォルトブランチ（HEAD）
$ git remote show origin
# → "HEAD branch: main" と表示される
# → これは refs/remotes/origin/HEAD がシンボリック参照
 
$ cat .git/refs/remotes/origin/HEAD
ref: refs/remotes/origin/main
 
# origin/HEADを更新
$ git remote set-head origin develop
# → refs/remotes/origin/HEAD が refs/remotes/origin/develop を指すように変更
 
# origin/HEADを自動検出で設定
$ git remote set-head origin --auto
# → リモートに問い合わせてデフォルトブランチを自動設定
 
# ワークツリーでのHEAD
# メインワークツリー: .git/HEAD
# 追加ワークツリー: .git/worktrees/<name>/HEAD
$ git worktree add ../feature-worktree feature/auth
$ cat .git/worktrees/feature-worktree/HEAD
ref: refs/heads/feature/auth

# receive.denyNonFastForwardsによる保護（共有リポジトリ）
$ git config receive.denyNonFastForwards true
# → 非fast-forwardのpushを全て拒否
 
# receive.denyDeletesによる削除防止
$ git config receive.denyDeletes true
# → ブランチ/タグの削除pushを拒否
 
# pre-receiveフックによるブランチ保護（サーバーサイド）
# .git/hooks/pre-receive:
#!/bin/bash
while read oldrev newrev refname; do
  if [ "$refname" = "refs/heads/main" ]; then
    # mainブランチへの直接pushを拒否
    echo "ERROR: Direct push to main is not allowed."
    echo "Please create a pull request instead."
    exit 1
  fi
done
 
# update フックによる個別ref制御
# .git/hooks/update:
#!/bin/bash
refname="$1"
oldrev="$2"
newrev="$3"
if [ "$refname" = "refs/heads/main" ] && \
   [ "$(git merge-base $oldrev $newrev)" != "$oldrev" ]; then
    echo "ERROR: Non-fast-forward push to main is not allowed."
    exit 1
fi

# マージ済みブランチの一覧
$ git branch --merged main
  feature/auth        # mainにマージ済み
  feature/old-ui      # mainにマージ済み
* main
 
# 未マージブランチの一覧
$ git branch --no-merged main
  feature/wip         # 進行中の作業
 
# マージ済みブランチを一括削除
$ git branch --merged main | grep -v '^\*' | grep -v 'main' | xargs git branch -d
 
# リモートで削除済みだがローカルに残っている追跡ブランチの確認
$ git remote prune origin --dry-run
Pruning origin
 * [would prune] origin/feature/deleted-remote
 
# 最終コミット日時でソートしたブランチ一覧
$ git for-each-ref --sort=-committerdate --format='%(committerdate:short) %(refname:short)' refs/heads/
2024-02-12 main
2024-02-10 feature/auth
2024-01-15 feature/old
2023-11-20 feature/ancient
 
# 3ヶ月以上更新のないブランチを検出するスクリプト
$ git for-each-ref --sort=committerdate --format='%(committerdate:unix) %(refname:short)' refs/heads/ | \
  while read timestamp branch; do
    if [ "$timestamp" -lt "$(date -d '3 months ago' +%s)" ]; then
      echo "Stale: $branch ($(date -d @$timestamp +%Y-%m-%d))"
    fi
  done

# ブランチ名に使えない文字
# - スペース、~、^、:、?、*、[、\
# - ".." を含む名前
# - "." で始まる名前
# - "/" で終わる名前
# - ".lock" で終わる名前
# - ASCII制御文字
 
# ブランチ名のバリデーション
$ git check-ref-format --branch "feature/valid-name"
feature/valid-name    # 有効
 
$ git check-ref-format --branch "feature/invalid..name"
fatal: 'feature/invalid..name' is not a valid branch name

# ロックの仕組み
# 1. refs/heads/main を更新する場合:
#    → .git/refs/heads/main.lock を作成（排他ロック取得）
#    → main.lock に新しいSHA-1を書き込み
#    → main.lock → main にアトミックにリネーム
#    → ロック解放
 
# ロック競合が発生した場合のエラー
$ git checkout feature/auth
error: Unable to create '/path/to/repo/.git/refs/heads/main.lock':
  File exists.
Another git process seems to be running in this repository.
If no other git process is running, remove the file manually.
 
# 強制ロック解除（他のgitプロセスが本当に動いていないことを確認してから）
$ rm .git/refs/heads/main.lock
 
# index.lockも同様の仕組み
$ rm .git/index.lock    # インデックスのロック解除

# update-refでのCAS操作
$ git update-ref refs/heads/main <new-sha1> <expected-old-sha1>
# → expected-old-sha1 と現在のSHA-1が一致する場合のみ更新
# → 一致しない場合はエラー（他のプロセスが先に更新した）
 
# pushでのCAS（--force-with-lease）
$ git push --force-with-lease origin main
# → リモートのmainが最後にfetchした時から変わっていない場合のみforce push
# → 他の開発者のpushを上書きするリスクを低減
 
# 期待値を明示するforce-with-lease
$ git push --force-with-lease=main:a1b2c3d origin main
# → リモートのmainが a1b2c3d の場合のみforce push

# NG: detached HEAD状態で何日も作業を続ける
$ git checkout v1.0.0
# (detached HEAD)
$ ... 数日間の作業 ...
$ git commit -m "important changes"
# → ブランチに属さないコミットが作られる
# → git gcで消失する可能性がある
 
# OK: 必ずブランチを作成してから作業する
$ git checkout v1.0.0
$ git checkout -b hotfix/v1.0.0-patch
$ ... 作業 ...
$ git commit -m "important changes"

# NG: "reflogがあるからreset --hardしても大丈夫"
$ git reset --hard HEAD~5
# → reflogには残るが、30-90日で期限切れ
# → git gcでオブジェクト自体が削除される可能性
 
# OK: 明示的にブランチやタグで保護する
$ git tag backup/before-cleanup HEAD
$ git reset --hard HEAD~5
# → tagがある限りGCされない

# NG: タグと同名のブランチを作成
$ git tag release-v1.0
$ git branch release-v1.0
# → 参照が曖昧になり、コマンドによって解決結果が異なる
# → checkout時は警告が出るが、他のコマンドでは暗黙的に片方が選ばれる
 
# OK: 命名規則でブランチとタグの名前空間を明確に分離
$ git tag v1.0.0                    # タグ: vX.Y.Z
$ git branch release/1.0.0         # ブランチ: release/X.Y.Z

# NG: packed-refsファイルを直接テキストエディタで編集
$ vim .git/packed-refs
# → ソート順が崩れたり、チェックサムが不整合になる可能性
 
# OK: Gitコマンドを通じて操作
$ git update-ref refs/heads/main <new-sha1>
$ git pack-refs --all

# NG: 全ブランチを一括force push
$ git push --force --all origin
# → リモートの全ブランチを上書き
# → 他の開発者の作業が消失する可能性
 
# OK: 必要なブランチのみを個別にforce push
$ git push --force-with-lease origin feature/my-branch
# → 自分専用のブランチのみ、安全にforce push

# feature/authがmainから分岐した地点を特定
$ git merge-base main feature/auth
a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
 
# 分岐後のコミット数を確認
$ git rev-list --count main..feature/auth
5    # feature/authにあってmainにないコミット数
 
$ git rev-list --count feature/auth..main
3    # mainにあってfeature/authにないコミット数
 
# グラフで分岐を視覚化
$ git log --oneline --graph main feature/auth
* abc1234 (feature/auth) latest feature commit
* def5678 add feature logic
* 789abcd start feature
| * fedcba0 (main) latest main commit
| * 1111111 fix bug
| * 2222222 update docs
|/
* a1b2c3d common ancestor (merge-base)

# フォークしたリポジトリで、上流の変更を取り込む
$ git remote add upstream https://github.com/original/repo.git
$ git fetch upstream
$ git checkout main
$ git merge upstream/main
 
# 複数リモートのref状況を一覧
$ git for-each-ref --format='%(refname:short) %(upstream:short) %(upstream:track)' refs/heads/
main origin/main [ahead 0, behind 0]
feature/auth origin/feature/auth [ahead 2]

# コミットにメモ（note）を追加
$ git notes add -m "このコミットはパフォーマンスに影響あり" abc1234
# → refs/notes/commits にnoteオブジェクトが保存される
 
# noteの表示
$ git log --show-notes abc1234
commit abc1234...
    fix: update query
Notes:
    このコミットはパフォーマンスに影響あり
 
# noteのpush（明示的に指定が必要）
$ git push origin refs/notes/commits

# コミットメッセージを修正したいが、pushbackはしたくない場合
$ git replace abc1234 def5678
# → refs/replace/abc1234 が作成される
# → abc1234へのアクセスがdef5678に透過的に差し替えられる
 
# replaceの確認
$ git replace -l
abc1234
 
# replaceの削除
$ git replace -d abc1234
 
# replaceされたコミットを表示
$ git log --no-replace-objects abc1234
# → 元のコミットが表示される（replace無視）

# 演習1: 基本実装のテンプレート
class Exercise1:
    """基本的な実装パターンの演習"""
 
    def __init__(self):
        self.data = []
 
    def validate_input(self, value):
        """入力値の検証"""
        if value is None:
            raise ValueError("入力値がNoneです")
        return True
 
    def process(self, value):
        """データ処理のメインロジック"""
        self.validate_input(value)
        self.data.append(value)
        return self.data
 
    def get_results(self):
        """処理結果の取得"""
        return {
            'count': len(self.data),
            'data': self.data
        }
 
# テスト
def test_exercise1():
    ex = Exercise1()
    assert ex.process(1) == [1]
    assert ex.process(2) == [1, 2]
    assert ex.get_results()['count'] == 2
 
    try:
        ex.process(None)
        assert False, "例外が発生するべき"
    except ValueError:
        pass
 
    print("全テスト合格!")
 
test_exercise1()

# 演習2: 応用パターン
from typing import List, Dict, Optional
from datetime import datetime
 
class AdvancedExercise:
    """応用パターンの演習"""
 
    def __init__(self, max_size: int = 100):
        self._items: List[Dict] = []
        self._max_size = max_size
        self._created_at = datetime.now()
 
    def add(self, key: str, value: any) -> bool:
        """アイテムの追加（サイズ制限付き）"""
        if len(self._items) >= self._max_size:
            return False
        self._items.append({
            'key': key,
            'value': value,
            'timestamp': datetime.now().isoformat()
        })
        return True
 
    def find(self, key: str) -> Optional[Dict]:
        """キーによる検索"""
        for item in reversed(self._items):
            if item['key'] == key:
                return item
        return None
 
    def remove(self, key: str) -> bool:
        """キーによる削除"""
        for i, item in enumerate(self._items):
            if item['key'] == key:
                self._items.pop(i)
                return True
        return False
 
    def stats(self) -> Dict:
        """統計情報"""
        return {
            'total_items': len(self._items),
            'max_size': self._max_size,
            'usage_percent': len(self._items) / self._max_size * 100,
            'uptime': str(datetime.now() - self._created_at)
        }
 
# テスト
def test_advanced():
    ex = AdvancedExercise(max_size=3)
    assert ex.add("a", 1) == True
    assert ex.add("b", 2) == True
    assert ex.add("c", 3) == True
    assert ex.add("d", 4) == False  # サイズ制限
    assert ex.find("b")['value'] == 2
    assert ex.remove("b") == True
    assert ex.find("b") is None
    stats = ex.stats()
    assert stats['total_items'] == 2
    print("応用テスト全合格!")
 
test_advanced()

# 演習3: パフォーマンス最適化
import time
from functools import lru_cache
 
# 最適化前（O(n^2)）
def slow_search(data: list, target: int) -> int:
    """非効率な検索"""
    for i in range(len(data)):
        for j in range(i + 1, len(data)):
            if data[i] + data[j] == target:
                return (i, j)
    return (-1, -1)
 
# 最適化後（O(n)）
def fast_search(data: list, target: int) -> tuple:
    """ハッシュマップを使った効率的な検索"""
    seen = {}
    for i, num in enumerate(data):
        complement = target - num
        if complement in seen:
            return (seen[complement], i)
        seen[num] = i
    return (-1, -1)
 
# ベンチマーク
def benchmark():
    import random
    data = list(range(5000))
    random.shuffle(data)
    target = data[100] + data[4000]
 
    start = time.time()
    result1 = slow_search(data, target)
    slow_time = time.time() - start
 
    start = time.time()
    result2 = fast_search(data, target)
    fast_time = time.time() - start
 
    print(f"非効率版: {slow_time:.4f}秒")
    print(f"効率版:   {fast_time:.6f}秒")
    print(f"高速化率: {slow_time/fast_time:.0f}倍")
 
benchmark()

$ git reflog
# 削除前のブランチが指していたcommit SHA-1を見つける
$ git branch recovered-branch <SHA-1>

# stashの内部構造を確認
$ git cat-file -p refs/stash
tree d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0a1b2c3
parent a1b2c3d4e5f6a7b8c9d0e1f2a3b4c5d6e7f8a9b0
parent f5e6d7c8b9a0e1f2d3c4b5a6d7e8f9a0b1c2d3e4
author Gaku <gaku@example.com> 1707600000 +0900
committer Gaku <gaku@example.com> 1707600000 +0900
 
WIP on main: a1b2c3d commit message
 
# stashコミットは2つ（またはuntracked含め3つ）のparentを持つ
# parent 1: stash時のHEADコミット
# parent 2: インデックスの状態を記録したコミット
# parent 3: --include-untracked時のuntracked filesコミット

# SHA-256リポジトリの作成（実験的）
$ git init --object-format=sha256 my-repo
$ cd my-repo
$ echo "test" | git hash-object --stdin
# → 64文字のSHA-256ハッシュが返る

# .git/hooks/reference-transaction の例
#!/bin/bash
# $1 = "prepared" | "committed" | "aborted"
while read oldvalue newvalue refname; do
  if [ "$1" = "committed" ]; then
    echo "Ref updated: $refname $oldvalue -> $newvalue" >> /tmp/git-ref-log.txt
  fi
done

# worktree追加
$ git worktree add ../feature-wt feature/auth
# → .git/worktrees/feature-wt/HEAD = "ref: refs/heads/feature/auth"
 
# 同じブランチをチェックアウトしようとするとエラー
$ git worktree add ../another-wt feature/auth
fatal: 'feature/auth' is already checked out at '/path/to/feature-wt'
 
# worktree一覧
$ git worktree list
/path/to/main      a1b2c3d [main]
/path/to/feature-wt f5e6d7c [feature/auth]