셸의 실행 원리: 인용·환경·파이프·종료 상태·tar

01터미널·TTY·셸·프로세스의 관계

• 터미널터미널 에뮬레이터는 문자 입출력 화면과 키보드 입력을 제공하고, 셸은 그 안에서 명령을 해석하는 프로세스다.
• 콘솔콘솔은 직접 관리에 쓰는 입출력 통로를 가리키며 물리·가상·직렬 콘솔이 있다.
• 대화형·터미널SSH의 대화형 세션이나 터미널은 가상 터미널 장치인 PTS를 사용할 수 있다.
• Bash 실행 파일/bin/bash는 콘솔의 이름이 아니라 Bash 실행 파일 경로다.
• 셸의 명령 처리사용자가 명령을 입력하면 셸은 문법을 해석하고 확장·입출력 연결을 처리한 뒤 내장 기능 또는 외부 프로그램을 실행한다.
• 셸·종료 상태외부 명령이 끝나면 셸은 종료 상태를 받는다.
• Cd가 내장 명령인 이유cd는 현재 셸의 작업 디렉터리를 바꿔야 하므로 일반적인 사용에서는 셸 내장 명령으로 동작한다.
• 자식 프로세스자식 프로세스에서만 디렉터리를 바꾸면 부모 셸의 위치는 바뀌지 않는다.

1. 명령 구문 해석셸이 입력을 단어·연산자 등으로 해석하여 단순 명령이나 파이프 등의 구조를 구분한다. 따옴표는 데이터의 경계와 이후 확장 방식을 정한다.
2. 확장으로 인수 준비변수·명령 치환 등 해당 문맥에서 허용되는 확장을 처리한다. 인용하지 않은 확장 결과에는 단어 분리·경로명 확장이 추가로 적용될 수 있다.
3. 입출력 연결 준비리다이렉션과 파이프가 지정됐으면 파일 디스크립터의 연결을 준비한다. 출력 파일을 열지 못하는 등 이 단계의 오류로 명령 실행이 실패할 수 있다.
4. 명령 실행현재 문맥에 따라 내장 명령이나 외부 프로그램을 실행한다. 외부 프로그램은 준비된 인수·환경과 연결된 표준 입출력을 전달받는다.
5. 종료 상태 반영명령이 종료되면 셸은 상태를 받아 다음 조건식이나 후속 명령에 반영한다. 종료 상태와 표준 출력에 쓰인 데이터는 서로 다른 결과다.

printf "%s\n" "$SHELL"
ps -p $$ -o pid=,ppid=,comm=,args=
tty
type -a cd
command -v bash

$SHELL은 로그인 셸 정보일 수 있다. 현재 셸 프로세스와 터미널 장치를 별도로 조회하는 예시. 출력 전체에 비밀값을 포함시키는 환경 조회는 생략했다.

02문자열을 인수로 나누는 인용과 확장

• 셸셸이 해석하는 따옴표는 프로그램에 전달할 데이터의 경계를 정한다.
• 작은따옴표작은따옴표는 내부 문자를 그대로 보존하고, 큰따옴표는 변수·명령 치환을 허용하면서 확장된 값이 공백으로 다시 나뉘거나 파일 이름 패턴으로 확장되는 것을 막는 데 사용한다.
• 단어 분리·경로명 확장인용 없는 변수 확장은 단어 분리와 경로명 확장의 영향을 받을 수 있으므로 파일 경로 같은 하나의 값을 전달할 때는 보통 큰따옴표로 감싼다.
• 인용에 따른 인수 수아래에서 첫 출력은 하나의 인수이고 두 번째는 공백으로 분리된 두 인수다.

  • 세 번째는 변수의 값이 아니라 문자 $name을 출력한다.
• printf의 형식 문자열printf의 형식 문자열은 고정하고 데이터를 별도 인수로 주면 데이터 안의 % 문자를 형식 지시자로 해석하는 혼동도 피할 수 있다.
• 터미널프로그램이 실제로 받은 인수와 터미널에 보이는 명령 문자열은 같은 것이 아니다.

name="alpha beta"
printf "<%s>\n" "$name"
# <alpha beta>
printf "<%s>\n" $name
# <alpha>
# <beta>
printf "%s\n" '$name'
# $name

본문의 조건을 가정한 교육용 예시.

03셸 변수·export·자식 프로세스 환경

• 셸변수 대입은 현재 셸 안의 값을 만든다.
• exportexport로 표시한 변수는 이후 실행하는 자식 프로세스의 환경에 포함된다.
• 자식자식이 환경 값을 바꾸어도 부모의 값이 자동으로 바뀌지 않으며, 이미 실행 중인 다른 프로세스에도 변경이 전달되지 않는다.
• 명령별 임시 환경명령 앞의 NAME=value는 그 명령의 실행 환경에 값을 제공하는 형태로 사용한다.
• PATHPATH는 명령 이름에 슬래시가 없을 때 실행 파일을 찾는 디렉터리 목록이며 앞에서부터 검색한다.
• PATH 우선순위앞쪽에 쓰기 가능한 디렉터리나 현재 디렉터리를 두면 의도하지 않은 같은 이름의 파일을 실행할 수 있다.

  • 별칭·함수·내장 명령도 해석에 관여하므로 type -a와 command -v로 무엇이 선택되는지 확인한다.

STUDY_MODE=local
export STUDY_MODE
bash -c 'printf "%s\n" "$STUDY_MODE"'
# local
STUDY_MODE=child bash -c 'printf "%s\n" "$STUDY_MODE"'
# child
printf "%s\n" "$STUDY_MODE"
# local

본문의 조건을 가정한 교육용 예시.

04로그인·대화형·서비스 환경의 차이

• 로그인 셸Bash 로그인 셸은 /etc/profile과 사용자 시작 파일을 읽으며, 사용자 파일은 ~/.bash_profile, ~/.bash_login, ~/.profile 가운데 읽을 수 있는 첫 파일을 사용한다.
• 대화형·비로그인대화형 비로그인 Bash는 일반적으로 ~/.bashrc를 읽는다.
• 배포배포판의 시작 파일이 다른 파일을 다시 읽도록 구성될 수 있으므로 모든 파일이 무조건 읽힌다고 가정하지 않는다.
• 대화형·셸systemd 시스템 서비스는 사용자의 대화형 셸에서 시작한 프로세스가 아니므로 그 사용자의 profile이나 export를 자동으로 이어받지 않는다.
• EnvironmentUnit의 Environment와 EnvironmentFile 등 서비스가 실제로 읽는 위치에 필요한 값을 둔다.
• /etc/environment/etc/environment는 셸 스크립트가 아니므로 export·명령 치환·일반 셸 확장을 기대하지 않는다.
• 환경 파일환경 파일을 바꾼 뒤 새 프로세스가 어떤 값을 받는지가 적용 여부를 결정한다.

05파일 디스크립터와 리다이렉션 순서

• 표준 입력·파일 디스크립터표준 입력은 파일 디스크립터 0, 표준 출력은 1, 표준 오류는 2다.

  • 리다이렉션은 이 번호가 가리키는 대상을 바꾼다.
• 파일 연결 연산자>는 기본적으로 출력 파일을 새로 만들거나 기존 내용을 비우고, >>는 끝에 추가하며, <는 파일을 입력으로 연결한다.
• 셸셸이 파일을 여는 단계에서 실패하면 대상 명령이 실행되기 전에 실패할 수 있다.
• 표준 출력2>&1은 오류를 현재 표준 출력과 같은 대상으로 연결한다.

  • 따라서 command >out.log 2>&1은 두 출력을 파일로 보내지만 command 2>&1 >out.log는 먼저 오류를 기존 출력 대상에 연결한 뒤 표준 출력만 파일로 바꾼다.
• 셸 문법과 명령 옵션명령 뒤에 쓴 기호를 프로그램의 자체 옵션으로 오해하지 않고 셸이 처리하는 연결로 읽는다.

1. 기존 출력 대상command >out.log 2>&1을 예로 든다. 처음에 표준 출력 1과 표준 오류 2가 터미널에 연결돼 있다고 가정한다.
2. 첫 리다이렉션 적용>out.log가 파일을 열고 표준 출력 1을 그 파일에 연결한다. 기존 파일의 내용을 비울 수 있으므로 읽기 전용 동작이 아니다.
3. 두 번째 연결 복제2>&1이 이 시점의 표준 출력 연결을 표준 오류에도 복제한다. 1과 2 모두 같은 출력 파일로 향하게 된다.
4. 명령의 출력 기록명령이 실행되면 표준 출력과 오류가 파일에 기록된다. 기호 순서를 2>&1 >out.log로 바꾸면 오류는 기존 터미널에 남는다.

06파이프와 종료 상태는 데이터와 별개다

• 파이프·표준 출력파이프는 앞 명령의 표준 출력을 뒤 명령의 표준 입력으로 연결한다.
• 파이프의 동시 처리두 명령이 순차적으로 모든 출력을 파일에 저장한 뒤 실행되는 구조가 아니라 동시에 데이터를 주고받을 수 있는 프로세스 연결이다.

  • 표준 오류는 따로 연결하지 않으면 파이프의 데이터가 아니다.
• 소비자 종료의 영향뒤 프로그램이 입력을 더 읽지 않고 종료하면 앞 프로그램의 쓰기가 실패할 수도 있다.
• 종료 상태종료 상태 0은 일반적으로 성공을 나타내고 0이 아닌 값은 도구별로 의미가 다르다.
• grep 종료 상태grep의 1은 일치 없음일 수 있어 실행 오류와 구분해야 한다.
• 파이프·종료 상태기본 파이프 종료 상태는 마지막 명령의 상태이고, Bash의 pipefail은 실패한 명령 중 가장 오른쪽의 상태를 반영한다.
• 파이프 전체의 성공 판정출력이 비어 있거나 마지막 명령이 성공한 것만으로 전체 단계가 성공했다고 판단하지 않는다.

printf "%s\n" beta alpha alpha | sort | uniq -c
#      2 alpha
#      1 beta
false | true
printf "%s\n" "$?"
# 기본 설정에서는 0
( set -o pipefail; false | true; printf "%s\n" "$?" )
# 1

본문의 조건을 가정한 교육용 예시.

10조건·반복·함수로 상태를 명시하기

• If의 분기 기준if는 뒤에 실행한 명령의 종료 상태에 따라 분기한다.
• 함수의 종료 상태함수도 명령처럼 실행되고 마지막 명령 또는 return의 값을 상태로 돌려준다.
• 출력과 종료 코드출력 값과 종료 상태는 서로 다른 통로이므로 결과 문자열을 성공 여부 대신 사용하지 않는다.
• IFS·read -r파일 경로를 줄 단위로 읽을 때는 공백과 역슬래시를 보존하도록 IFS= read -r 형태를 사용할 수 있다.
• set -eset -e는 모든 실패를 자동으로 안전하게 처리하는 장치가 아니다.
• 파이프조건식·논리 연산·파이프·함수의 문맥에 따라 동작이 달라질 수 있다.
• 명시적 실패 처리중요한 실패는 if/else에서 상태를 즉시 저장하고 성공·실패 경로를 명시한다.
• set -uset -u는 미정의 변수 사용을 검사하고 pipefail은 파이프 상태를 바꾸지만 입력 검증이나 트랜잭션·원복을 대신하지 않는다.

for item in alpha beta; do
  printf "item=%s\n" "$item"
done
if command -v tar >/dev/null 2>&1; then
  printf "%s\n" "tar available"
else
  printf "%s\n" "tar unavailable" >&2
fi

본문의 조건을 가정한 교육용 예시.

11스크립트 실행·source·작업 제어

• shebang직접 실행하는 스크립트의 shebang은 인터프리터를 지정한다.
• PATH#!/bin/bash는 고정 경로를 사용하고 #!/usr/bin/env bash는 실행 환경의 PATH에서 Bash를 찾는다.
• sourcebash script.sh로 실행하면 지정한 Bash가 파일을 읽고, source 또는 점(.)으로 읽으면 현재 셸 안에서 처리하므로 변수와 디렉터리 변경이 현재 세션에 남을 수 있다.
• 서브셸괄호로 묶은 명령은 서브셸 환경에서 실행되어 내부 상태 변경을 분리할 수 있다.
• 백그라운드 실행뒤에 &를 붙이는 것은 비동기 실행이며 작업이 서비스로 등록되었다는 뜻은 아니다.
• 셸jobs·fg·bg는 셸의 작업 제어 기능이고, 장기 서비스의 재시작·로그·부팅 연동은 systemd 같은 서비스 관리의 범위다.
• 콘솔네트워크 변경으로 SSH가 끊길 때 복구할 콘솔 경로도 별도로 필요하다.

12tar는 묶음과 메타데이터를 만드는 도구다

• tartar는 파일·디렉터리·경로·일부 메타데이터를 하나의 아카이브로 묶는다.
• 압축압축은 별도 기능이며 -z는 gzip, -j는 bzip2, -J는 xz를 사용한다.
• 추출·아카이브-c는 생성, -t는 목록, -x는 추출이며 -f 뒤에는 아카이브 경로가 온다.
• -C-C는 뒤에 처리하는 상대 경로의 기준 디렉터리를 바꾼다.

  • 아래 생성 예시는 준비한 실습 디렉터리와 새 출력 경로를 가정한다.
• 출력 파일출력 파일을 원본 디렉터리 안에 두면 자기 자신을 묶는 문제가 생길 수 있다.
• 추출목록 조회는 실제 추출과 구분하고 절대 경로·상위 이동·심볼릭 링크·민감 파일을 살펴본다.
• 체크섬체크섬은 파일 일치 확인에 쓰며 신뢰할 수 있는 출처의 값과 비교해야 의미가 있다.

tar -c -z -f /tmp/study-new.tar.gz -C /srv/study payload
tar -t -v -f /tmp/study-new.tar.gz

/srv/study/payload가 준비되고 출력 경로가 새 파일인 실습 예시. 첫 줄은 아카이브를 생성하며 두 번째 줄은 내용 목록만 조회한다.

13추출과 배포·백업의 경계

• 격리된 추출 검증검토한 아카이브는 새 검증 디렉터리에 일반 사용자 권한으로 추출해 내용과 권한을 먼저 확인할 수 있다.
• 소유자·권한 복구 옵션GNU tar의 --no-same-owner와 --no-same-permissions는 기록된 소유자·권한을 그대로 강제 복구하지 않기 위한 선택이며 적용되는 umask와 파일시스템 정책도 결과에 영향을 준다.
• 빈 디렉터리빈 디렉터리가 준비되지 않았으면 기존 서비스 경로를 대신 사용하는 식으로 진행하지 않는다.
• 추출·배포추출은 배포 완료가 아니다.

  • 의존성, 설정, 서비스 계정, 건강 상태와 원복 경로를 따로 다룬다.
• DB 백업의 일관성실행 중인 DB 파일을 tar로 복사하는 것만으로 일관된 데이터베이스 백업이 보장되지 않는다.
• Docker 아카이브 형식Docker save/load 아카이브도 일반 애플리케이션 파일 묶음과 형식·복원 절차가 다르다.
• 백업 대상의 상태무엇의 어떤 상태를 보관하는지 이해한 뒤 알맞은 방법을 선택한다.

tar -x -f /tmp/study-new.tar.gz -C /tmp/study-verify \
  --no-same-owner --no-same-permissions

원본·목록을 검토했고 /tmp/study-verify가 새 빈 검증 디렉터리로 준비된 GNU tar 추출 예시.