[Linux] 표준 입력, 표준 출력, 표준 에러란?

stdin / stdout / stderr (https://linuxhint.com/redirect-stderr-stdout-bash/)

정의

표준 입력(stdin; standard input), 표준 출력(stdout; standard output), 표준 에러(standard error)

위 3개는 표준 스트림(standard stream)이라 하며 운영 체제에서 기본적으로 제공하는 추상화된 입출력 장치를 의미한다.

일반적으로 입출력은 시스템에 연결된 키보드와 모니터를 통해서 일어나며 표준 스트림은 이를 추상화했으므로 기본 입출력 장치는 다음처럼 설정된다.

• 표준입력(STDIN): 
  • 표준 입력 장치의 ID 는 숫자로는 0 이며 일반적으로는 키보드로 명령어를 치고 엔터로 입력하는 방식을 의미
  • 키보드로부터 입력을 받기 위해서 사용
• 표준출력(STDOUT):  
  • 출력을 위한 스트림으로 표준 출력 장치의 ID 는 1이며 일반적으로는 현재 쉘을 실행한 콘솔(console)이나 터미널(terminal)이 된다.
  • 모니터로 출력하기 위해서 사용
• 표준에러(STDERR):  
  • 에러를 위한 스트림으로 표준 에러 장치의 ID 는 2이며 일반적으로는 표준 출력과 동일하다.
  • 표준 출력과의 어떠한 구분도 없다면 정상 처리 값인지 에러 값인지 확인할 수 없기에 표준 에러라고 구분한 것

각각 파일 디스크럽터의 ID를 갖는다.

 

파일 디스크럽터는 리눅스 운영체제가 특정 파일에 접근할 때 사용되는 값을 의미한다.

리눅스 운영체제가 명령어를 실행할 때 각 명령어에 번호를 부여하고 그에 따라 명령어를 실행하는데, 표준 입력, 표준 출력, 표준 에러는 0,1,2 번으로 고정해 사용한다고 생각하면 된다.

 

왜 사용하는가?

주로 리다이렉션을 통해서 파일로 표준 입력을 받고, 파일로 표준 출력을 받아 리눅스를 좀 더 활용하기 위해서 사용한다.

쉘 스크립트에서 주로 많이 사용되는 것을 알 수 있다.

물론 위 용도로만 사용되는 것은 아님!

 

리다이렉션이란?

리다이렉션이란 re방향 즉, 방향을 변경하는 것을 의미한다. 리눅스에선 꼭 키보드로 표준 입력을 받거나 화면으로 표준 출력을 하는 것이 아니라 파일로 표준 입력을 받고, 파일로 표준 출력을 받기도 한다.

리다이렉션 기호	형태	의미
<	[명령어] < [파일]	파일의 내용을 명령어의 입력으로 사용한다.
> (덮어쓰기)	[명령어] > [파일]	명령어의 결과(표준 출력)를 파일에 덮어 씌운다
>> (추가)	[명령어] >> [파일]	명령어의 결과를 파일 최하단에 추가한다.

 

예를 들어 test.txt 파일이 존재한다고 했을 때 echo "test" > ./test.txt 명령어를 입력하게 되면

1. echo를 이용해서 test 문자열을 표준 출력으로 표현하고
2. 표준 출력된 test 문자열을 현재 디렉터리의 test.txt 파일에 덮어씌워라
3. test.txt 파일 안에는 test라는 문자열이 들어 있는 상태이다.
4. cat test.txt를 하게 되면 test 라는 문자열이 출력으로 나오게 된다..

 

표준 입력의 경우 위에서 내용이 입력된 test.txt 파일로 예를 들어 cat < test.txt 명령어를 입력하게 되면

1. cat 명령어는 어떠한 입력 값을 받아서 출력으로 나타내주는 명령어인데, test.txt를 표준 입력으로 받게된다.
2. cat을 수행해서 test.txt 안에 있는 내용을 출력으로 나타내준다.
3. 결과적으로 test라는 문자열을 반환하게 된다.

 

두 경우 모두 결과는 동일한데 전혀 다른 과정을 거치고 있다.

 

표준 입력과 표준 출력을 동시에 사용할 수도 있다.

cat < test.txt > test2.txt 명령어를 입력한다고 가정해보자

1. cat 은 어떠한 입력값이 있어야 한다. test.txt 에는 test 라는 문자열이 들어있다.
2. 그럼 cat < test.txt 는 test라는 문자가 출력 값으로 나오게 된다.
3. test 라는 문자를 표준 입력으로 받아서 test2.txt 파일에 집어넣게 된다.
4. cat test2.txt 명령어를 실행하게되면 test.txt에 있는 내용이었던 test 내용이 그대로 test2.txt 에 존재하는 것을 알 수 있다.

 

표준 입/출력, 에러 활용

형태	의미
[명령어] 1> [파일]	[명령어] > [파일] 과 같은 의미로, 표준 출력을 [파일] 에 덮어 씌운다.
[명령어] 2> [파일]	[명령어] 실행 시, 에러가 발생한다면, 에러 내용을 [파일]에 덮어 씌운다.
[명령어] 1> [파일1] 2> [파일2]	[명령어] 실행 시, 결과 즉, 표준출력은 [파일1]에, 에러가 발생한다면, 에러는 [파일2]에 덮어 씌운다.
[명령어] 1> [파일1] 2> [파일1]	[명령어] 실행 시, 표준 출력과 에러가 발생한다면 에러를 모두 [파일1]에 덮어 씌운다.
[명령어] > [파일] 2>&1	[명령어] 실행 시, 표준 출력과 에러가 발생한다면 에러를 모두 파일에 덮어 씌운다. (위와 동일)

 

앞에 활용은 많이 설명이 되었으리라 알고, [명령어] > [파일] 2>&1의 경우만 설명을 하고자 한다.

위와 같이 명령어를 실행하게 되면 어떻게 될까?

 

ls에는 없는 K 옵션을 이용해 에러를 발생시켜보겠다.

ls -K > test.txt 2>&1 을 실행하게 되면 아무런 표준 출력이 발생하지 않고 test.txt 에 에러 내용이 작성된다.

1. ls -K의 출력을 화면에 표시하지 않고 test.txt 파일에 저장한다.
2. 2> 부분은 표준 에러를 표준출력(&1)으로 재지정 한다. (만약 &를 붙이지 않으면 1을 파일로 인식해 &를 이용해서 표준 출력 ID로 인식 하게끔 했다.)
3. 결과적으로 test.txt 파일에 표준 출력을 저장해야 하나 ls -K 는 에러만 발생이 되어 저장되지 않고 2>&1 옵션을 이용해서 에러가 발생하면 에러 메시지를 표준 출력으로 변환했다.
4. 표준 출력으로 변환된 에러 내용은 앞서 표준 출력을 test.txt 로 덮어 씌우게끔 했으므로 에러 내용이 test.txt 파일에 저장된다.

 

* 위 리다이렉션 기호를 >> 로 변경하면 로그 파일에 로그를 쌓듯이 하단에 출력이나 에러를 쌓을 수도 있다.

 

/dev/null

sh 파일을 유심히 본 경우 알수 있을 텐데 리눅스 에선 /dev/null 이라는 파일에 리다이렉션 하는 경우가 있다.

/dev/null 파일은 특수 파일로 

1. 입력 파일로 지정해도 아무 내용도 입력되지 않는다.
2. 출력 파일로 지정해도 어떠한 내용도 기록되지 않는다.

는 특성이 있다.

표준 출력으로 출력되는 양이 너무 많거나 표준 에러 출력만 확인할 때 필요하지 않은 내용을 제거하기 위해서 자주 사용하는 방식이다.

cat test.txt > /dev/null 2>&1

명령어를 입력하게 되면 

1. test.txt  파일의 내용을 출력해서 /dev/null에 덮어 씌워라. 허나 /dev/null은 내용을 없애버리니 아무 내용도 출력되지 않는다.
2. 2>&1 표준 에러를 표준 출력으로 재지정 했다. 재지정된 표준 출력은 /dev/null로 가게 되니 아무 내용도 출력되지 않는다.
3. 결과적으로 아무 내용도 출력되지 않는다.

 

내 생각

쉘 스크립트를 작성할 때나 다른 쉘 스크립트를 참고할 때 많이 봤었는데, 다음에 스크립트 작성 시 정확하게 사용이 가능할 것 같다. 완벽하게 이해가 된 듯 하다.

 

[참조] : 

https://www.lesstif.com/lpt/stdin-stdout-stderr-113346293.html

https://bio-info.tistory.com/86

https://bio-info.tistory.com/87

https://inpa.tistory.com/entry/%EB%A6%AC%EB%88%85%EC%8A%A4-devnull-%EB%A6%AC%EB%8B%A4%EC%9D%B4%EB%A0%89%EC%85%98-%EA%B8%B0%ED%98%B8-%EC%A2%85%EB%A5%98