Git HEAD의 본질: symbolic ref와 detached HEAD

지난 글에서 .git/refs/ 구조를 살펴봤다. 그 모든 ref의 최상위에 HEAD가 있다. HEAD는 단순해 보이지만 Git의 모든 작업이 HEAD를 기준으로 이뤄진다.

HEAD란

HEAD는 .git/HEAD 파일이다. 현재 작업 중인 위치를 나타낸다.

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

이처럼 다른 ref를 가리키는 포인터를 symbolic ref라고 한다. HEAD → main → commit SHA 순서로 역참조가 이뤄진다.

# HEAD가 가리키는 실제 commit SHA
git rev-parse HEAD
# abc123def456789...

# HEAD가 가리키는 브랜치 이름
git symbolic-ref HEAD
# refs/heads/main

# 단축형
git symbolic-ref --short HEAD
# main

Attached HEAD vs Detached HEAD

HEAD에는 두 가지 상태가 있다.

Attached HEAD: ref: refs/heads/브랜치명 형태. 브랜치에 연결된 정상 상태다. 새 커밋을 만들면 브랜치 포인터와 HEAD가 함께 앞으로 이동한다.

Detached HEAD: SHA를 직접 담은 상태.

# Detached HEAD 진입 (과거 커밋을 직접 체크아웃)
git checkout abc123def
# HEAD is now at abc123def...

cat .git/HEAD
# abc123def456789...  ← SHA 직접 담김

Detached HEAD 상태에서 새 커밋을 만들 수 있지만, 브랜치가 없어 추후 다른 브랜치로 이동하면 그 커밋에 접근할 방법이 없어진다(reflog로만 복구 가능).

Detached HEAD 발생 원인

# 1. 과거 커밋 직접 체크아웃
git checkout <commit-sha>

# 2. 태그 체크아웃
git checkout v1.0.0

# 3. 원격 추적 브랜치 체크아웃
git checkout origin/main

# 4. rebase, bisect 진행 중 (내부 동작)

Detached HEAD 복구

# 방법 1: 기존 브랜치로 복귀
git checkout main

# 방법 2: detached 상태에서 만든 커밋을 새 브랜치로 구제
git checkout -b rescue-branch
# 또는
git switch -c rescue-branch

# 현재 상태 확인
git status
# HEAD detached at abc123def  ← detached 확인

HEAD 상대 표현식

HEAD를 기준으로 상대 위치를 지정할 수 있다.

# 부모 커밋
git show HEAD~1      # 1단계 위 (HEAD~ 과 동일)
git show HEAD~3      # 3단계 위

# 머지 커밋의 두 번째 부모
git show HEAD^2

# reflog 기반
git show HEAD@{1}    # 직전에 HEAD가 가리켰던 커밋
git show HEAD@{yesterday}

# tree/blob 역참조
git rev-parse HEAD^{tree}

특수 HEAD 파일들

Git은 특정 작업 중에 .git/ 아래 추가적인 HEAD 파일을 생성한다.

파일	생성 시점	내용
ORIG_HEAD	merge·rebase·reset 전	이전 HEAD SHA
MERGE_HEAD	merge 진행 중	병합되는 쪽 커밋 SHA
CHERRY_PICK_HEAD	cherry-pick 진행 중	적용 중인 커밋 SHA
REBASE_HEAD	rebase 진행 중	현재 적용 중인 커밋 SHA

# merge 중 상태 확인
cat .git/MERGE_HEAD

# ORIG_HEAD를 이용한 merge 취소
git reset --hard ORIG_HEAD

# cherry-pick 중단
git cherry-pick --abort

ORIG_HEAD는 위험한 작업 전 자동 백업점이다. merge나 rebase가 잘못되었을 때 git reset --hard ORIG_HEAD로 되돌릴 수 있다.

다음 글에서는 많은 수의 ref를 효율적으로 저장하는 packed-refs 파일을 살펴본다.

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지난 글: Git Refs 내부 구조: .git/refs/ 디렉터리

다음 글: Git packed-refs: ref를 압축 저장하는 파일

읽어주셔서 감사합니다. 😊