Bash 변수 확장 문제 효과적으로 해결하기

Bash 변수 확장은 스크립트가 동적 데이터를 사용할 수 있게 해주는 핵심 메커니즘입니다. 스크립트가 변수(예: $MY_VAR)를 읽을 때, 셸은 해당 이름을 저장된 값으로 대체합니다. 이는 단순해 보이지만, 따옴표 처리, 범위 지정, 초기화와 관련된 미묘한 문제들이 Bash 스크립팅 오류의 상당 부분을 차지합니다.

이 가이드는 변수 확장 시 가장 흔한 함정을 깊이 파고들어, 누락된 데이터나 의도하지 않은 변환으로 인해 발생하는 예기치 않은 동작을 제거하고 스크립트가 안정적이고 예측 가능하게 실행되도록 보장하는 실행 가능한 해결책과 모범 사례를 제공합니다.

1. 초기화되지 않거나 Null인 변수 처리

Bash 스크립팅에서 가장 빈번하게 발생하는 오류 중 하나는 명시적으로 설정되거나 초기화되지 않은 변수에 의존하는 것입니다. 기본적으로 Bash는 설정되지 않은 변수를 빈 문자열로 조용히 확장하는데, 이 변수가 파일 작업이나 중요한 명령에 사용될 경우 치명적인 스크립트 오류로 이어질 수 있습니다.

`nounset` 옵션: 빠르게 실패하기

가장 중요한 예방 조치는 nounset 옵션을 활성화하는 것입니다. 이 옵션은 설정되지 않은(하지만 null은 아닌) 변수를 사용하려고 시도할 경우 스크립트가 즉시 종료되도록 강제합니다.

#!/bin/bash
set -euo pipefail

echo "변수는: $MY_VAR" # <-- MY_VAR가 정의되지 않은 경우 여기서 스크립트가 실패함

# set -u가 없으면, 이것은 조용히 빈 문자열을 전달했을 것입니다:
# echo "변수는: "

모범 사례: 중요한 스크립트는 항상 set -euo pipefail로 시작하세요.

기본값 설정

변수가 정당하게 설정되지 않았거나 null일 수 있는 경우, 매개변수 확장에 한정자(modifier)를 사용하여 폴백(fallback) 값을 제공할 수 있습니다.

한정자	구문	설명
기본값 (비어있지 않음)	`${VAR:-default}`	`VAR`가 설정되지 않았거나 null이면 `default`로 확장합니다. `VAR` 자체는 변경되지 않습니다.
할당 (영구적)	`${VAR:=default}`	`VAR`가 설정되지 않았거나 null이면, `default`를 `VAR`에 할당한 후 해당 값으로 확장합니다.
오류/종료	`${VAR:?Error message}`	`VAR`가 설정되지 않았거나 null이면, 오류 메시지를 출력하고 스크립트를 종료합니다.

사용 예시

# 제공된 입력 디렉토리를 사용하거나, 기본값으로 './input'을 사용
INPUT_DIR=${1:-./input}

echo "처리 중인 파일: $INPUT_DIR"

# 필수 API 키가 있는지 확인하고, 그렇지 않으면 종료
API_KEY_CHECK=${API_KEY:?Error: API_KEY must be set in the environment.}

2. 따옴표 처리: 단어 분할 및 Globbing 방지

잘못된 따옴표 처리는 변수 확장 버그의 가장 큰 원인입니다. 변수가 따옴표 없이 확장될 때($VAR), 셸은 결과 값에 대해 두 가지 중요한 단계를 수행합니다:

단어 분할 (Word Splitting): 결과 값이 IFS(내부 필드 구분자, 보통 공백, 탭, 개행)를 기준으로 여러 인수로 분할됩니다.
Globbing: 결과 단어들에 와일드카드 문자(*, ?, [])가 있는지 확인하고, 일치하면 파일 이름으로 확장됩니다.

큰따옴표("") 사용의 중요성

단어 분할과 globbing을 방지하려면, 특히 사용자 입력, 경로 또는 명령 출력을 포함하는 변수 확장에는 항상 큰따옴표를 사용해야 합니다.

PATH_WITH_SPACES="/tmp/My Data Files/reports.log"

# ❌ 문제: 명령은 1개의 경로가 아닌 4개의 인수로 인식됨
# mv $PATH_WITH_SPACES /destination/

# ✅ 해결책: 명령은 1개의 인수(전체 경로)로 인식됨
# mv "$PATH_WITH_SPACES" /destination/

경고: 큰따옴표는 단어 분할과 globbing을 억제하지만, 변수 확장($VAR) 및 명령 치환($())은 여전히 허용합니다.

작은따옴표(' ')를 사용해야 할 때

작은따옴표('...')는 모든 확장을 억제합니다. 오직 입력한 문자열 그대로가 필요할 때만 사용해야 하며, 셸이 $, \, `와 같은 특수 문자를 해석하는 것을 막아줍니다.

# $USER는 큰따옴표 안에서 확장됨
echo "Hello, $USER"
# 출력: Hello, johndoe

# $USER는 작은따옴표 안에서 리터럴로 처리됨
echo 'Hello, $USER'
# 출력: Hello, $USER

3. 범위 및 서브셸 제한 사항 이해하기

Bash 스크립트는 종종 함수를 호출하거나 명령을 서브셸에서 실행합니다. 이러한 경계를 넘어 변수가 공유되는지(또는 공유되지 않는지) 이해하는 것은 효과적인 문제 해결에 필수적입니다.

함수 내의 로컬 변수

기본적으로 함수 내에서 정의된 변수는 전역 변수입니다. local 키워드 사용을 잊으면 호출 환경의 변수를 의도치 않게 덮어쓸 위험이 있습니다.

GLOBAL_COUNT=10

process_data() {
    # ❌ 'local'을 누락하면 GLOBAL_COUNT가 전역적으로 변경됨
    GLOBAL_COUNT=0 

    # ✅ 함수에 국한된 변수를 정의하는 올바른 방법
    local TEMP_FILE="/tmp/temp_$(date +%s)"
    echo "사용 중인 $TEMP_FILE"
}

process_data
echo "현재 GLOBAL_COUNT: $GLOBAL_COUNT" # 출력: 0 ('local'이 누락된 경우)

서브셸 실행

A 서브셸은 부모 프로세스에 의해 실행되는 셸의 별도 인스턴스입니다. 서브셸을 생성하는 일반적인 작업은 다음과 같습니다.

파이프(|):
명령 치환($(...) 또는 `...`).
괄호 그룹화 (( ... )).

중요한 제한 사항: 서브셸 내부에서 수정되거나 생성된 변수는 명시적으로 표준 출력으로 내보내고 캡처하지 않는 한 부모 셸로 다시 전달될 수 없습니다.

서브셸 예시 (파이프라인)

COUNT=0

# 'while read' 루프는 선행 'grep |'로 인해 서브셸에서 실행됨
grep 'pattern' data.txt | while IFS= read -r line; do
    COUNT=$((COUNT + 1)) # 수정은 서브셸에서 발생함
done

echo "최종 COUNT: $COUNT" # 출력: 0 (부모 셸의 COUNT는 업데이트되지 않았음)

해결 방법: 프로세스 치환(<(...))을 사용하거나, 파이프를 while 루프로 파이프하는 것을 피하도록 스크립트 로직을 재작성하거나, 명령 치환을 사용하여 결과를 캡처하세요.

4. 고급 확장 문제 해결

일부 변수 확장 동작은 사용되는 확장 유형에 따라 다릅니다.

명령 치환 시 주의사항

명령 치환($(command))은 명령의 표준 출력을 캡처합니다. 이 출력은 치환에 따옴표가 없으면 단어 분할 및 globbing의 대상이 됩니다.

# 명령 출력에는 개행 문자와 공백이 포함됨
OUTPUT=$(ls -1 /tmp)

# ❌ 따옴표가 없으면 출력이 분할되어 개별 인수로 처리됨
# for ITEM in $OUTPUT; do ...

# ✅ 배열을 사용하거나 출력을 한 줄씩 처리하는 루프를 사용
mapfile -t FILE_LIST < <(ls -1 /tmp)

# 또는 단일 문자열 값을 캡처할 때 따옴표 안에서 처리가 이루어지도록 보장
SAFE_OUTPUT="$(ls -1 /tmp)"

산술 확장 (`$(( ... ))`)

산술 확장은 정수 계산 전용입니다. 흔한 오류는 부동 소수점 숫자를 사용하거나 실수로 정수가 아닌 변수를 도입하는 것입니다.

# ✅ 올바른 정수 산술
RESULT=$(( 5 * 10 + VAR_INT ))

# ❌ Bash는 여기서 부동 소수점 산술을 지원하지 않음
# BAD_RESULT=$(( 10 / 3.5 ))

부동 소수점 산술의 경우, bc 또는 awk와 같은 외부 도구에 의존하세요.

5. 변수 확장 실패 디버깅

예상치 못한 값이나 빈 문자열이 나타날 때는 Bash의 내장 디버깅 기능을 사용하세요.

`set -x`로 실행 추적

set -x 명령 (또는 bash -x script.sh로 스크립트를 실행)은 실행 추적을 활성화합니다. 이는 변수 확장이 발생한 후의 각 명령을 표시하여 셸이 정확히 어떤 인수를 제공했는지 확인할 수 있게 해줍니다.

#!/bin/bash
set -x 

FILE_NAME="data report.txt"

# 출력은 확장 *후의* 명령을 보여줌:
# + mv data report.txt /archive
mv $FILE_NAME /archive/

# 출력은 올바른 확장 *후의* 명령을 보여줌:
# + mv 'data report.txt' /archive
mv "$FILE_NAME" /archive/

엄격한 확인 적용

언급했듯이, 최대의 안정성을 위해 항상 스크립트 상단에 다음 디버깅 플래그를 포함하세요:

set -euo pipefail
# -e : 명령이 0이 아닌 상태로 종료되면 즉시 종료합니다.
# -u : 설정되지 않은 변수를 오류로 취급합니다 (nounset).
# -o pipefail : 파이프라인의 마지막 명령이 아닌, 실패한 마지막 명령의 종료 상태를 반환하도록 합니다 (파이프라인의 마지막 명령이 아닌).

모범 사례 요약

변수 확장 문제를 효과적으로 방지하고 해결하려면 다음 기본 원칙을 따르세요:

모두 따옴표 처리: 단어 분할이나 globbing이 의도적으로 발생하는 경우가 아니라면 모든 변수 확장 주위에 큰따옴표("$VAR")를 사용하세요.
엄격 모드 활성화: 중요한 스크립트는 set -euo pipefail로 시작하세요.
변수 지역화: 함수 내에서 local 키워드를 사용하여 전역 범위 오염을 방지하세요.
기본 확장 사용: 조용한 빈 문자열에 의존하는 대신 ${VAR:-default}를 사용하여 우아한 폴백 값을 제공하세요.
서브셸 이해: 파이프나 $(...) 내부의 변수 수정은 부모 셸로 다시 지속되지 않는다는 점을 인식하세요.