[Bash Shell] 03. cat, head, tail - 파일 내용 출력과 일부 보기

cat(“concatenate"의 줄임)은 리눅스·유닉스에서 하나 이상의 파일 내용을 표준 출력으로 그대로 이어 붙여 흘려보내는 명령어다. 사람이 화면으로 읽을 때뿐 아니라, 파이프라인의 시작점에서 파일을 스트림으로 바꿔 다음 명령에 넘겨주는 용도로도 자주 쓴다. 같은 “파일 내용을 표준 출력으로 보여준다"는 목적을 공유하지만 전체가 아니라 앞부분만 또는 뒷부분만 가볍게 확인하고 싶을 때는 head와 tail을 쓴다 — 특히 tail -f는 커지고 있는 로그 파일을 실시간으로 추적하는 표준 도구라 cat만으로는 할 수 없는 일을 한다.

이 장을 읽기 전에

선행 챕터: 이 장은 2장: ls에서 이어진다. 앞 장에서 ls로 어떤 파일이 있는지 목록을 살펴봤다면, 이 장에서는 그 목록 안의 파일을 실제로 열어 내용을 확인한다 — “무엇이 있는지 본다"에서 “그 안에 무엇이 들어 있는지 본다"로 넘어가는 자연스러운 흐름이며, 아직 Part 1(셸 기초와 탐색) 진행 중이다.

이 장의 깊이: 입문 난이도다. 기본 출력, 여러 파일 연결, 줄 번호·비인쇄 문자 표시 옵션에 더해 head·tail로 파일의 일부만 보는 법과 tail -f의 실시간 추적까지 다룬다. 다루지 않는 것: cat으로 파일을 만들거나 이어붙일 때 쓰는 리다이렉션(>, >>) 연산자 자체의 문법은 20장: 리다이렉션에서 다루므로, 여기서는 cat의 관점에서 필요한 만큼만 언급한다. 대용량 파일을 화면 단위로 나눠 보거나 검색하는 방법은 이 장에서 다루지 않고 바로 다음 장인 4장: less, more로 넘긴다.

당신의 수준에 맞는 경로

개요 + 정신 모델

cat의 정신 모델은 단순하다 — 입력을 가리지 않고, 처음부터 끝까지, 있는 그대로 표준 출력에 흘려보낸다. 파일을 여러 개 지정하면 각 파일의 내용을 순서대로 이어 붙여 마치 하나의 연속된 스트림인 것처럼 출력하고, 파일을 지정하지 않으면 표준 입력을 그대로 받아 출력한다. 이 동작 방식에는 파일 크기에 대한 판단이나 “사람이 읽기 좋게 나눠서 보여준다"는 배려가 전혀 없다 — cat은 파일이 10줄이든 1000만 줄이든 똑같이 전량을 한 번에 쏟아낸다.

이 “가리지 않고 그대로 흘려보낸다"는 성질 때문에 cat은 두 가지 상반된 역할을 동시에 수행한다. 사람이 짧은 파일 내용을 눈으로 확인할 때는 그 자체로 완결된 도구이고, 파이프라인 안에서는 파일이라는 정적인 대상을 다른 명령이 받아들일 수 있는 스트림으로 바꿔주는 변환기 역할을 한다. 뒤에서 다룰 “쓸데없는 cat 사용”(UUOC) 안티패턴은 대부분 이 두 번째 역할을 오해해서, 이미 파일을 직접 받을 수 있는 명령 앞에 굳이 변환기를 끼워 넣는 데서 생긴다.

사용법 · 옵션

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cat [옵션] [파일...]

파일을 여러 개 지정하면 순서대로 이어서 출력한다. 파일 이름 대신 -을 쓰거나 아예 생략하면 표준 입력을 읽는다.

번호 매김

비인쇄 문자·줄 끝 표시

기타

예시

기본 출력

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# 파일 전체 내용을 화면에 출력
cat config.ini

# 표준 입력을 그대로 전달 (동작 확인용)
echo "hello" | cat

여러 파일 연결

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# 세 파일을 순서대로 이어서 화면에 출력
cat header.txt body.txt footer.txt

# 이어 붙인 결과를 새 파일로 저장
cat header.txt body.txt footer.txt > full.txt

# 기존 파일 끝에 다른 파일 내용을 추가
cat extra.txt >> full.txt

파일 생성·입력

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# 표준 입력을 받아 그대로 파일로 저장 (Ctrl+D로 입력 종료)
cat > note.txt

# Here Document로 여러 줄을 한 번에 파일로 저장
cat << 'EOF' > note.txt
첫 번째 줄
두 번째 줄
EOF

번호·비인쇄 문자 확인

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# 줄 번호와 함께 출력
cat -n app.log

# 빈 줄은 번호 없이, 내용 있는 줄만 번호
cat -b app.log

# 탭과 줄 끝을 눈에 보이게 표시 (설정 파일의 숨은 탭 확인)
cat -A Makefile

# 연속된 빈 줄을 한 줄로 압축해서 출력
cat -s messy.txt

파이프 조합

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# 여러 파일을 이어 붙인 뒤 grep으로 필터링
cat access.log access.log.1 | grep "500"

# 이어 붙인 결과의 줄 수 세기
cat *.csv | wc -l

head, tail — 파일의 앞·뒤 일부만 보기

정신 모델

head와 tail의 정신 모델은 cat과 뚜렷이 갈린다 — 파일 전체를 읽어 들이는 대신, 앞부분(head) 또는 뒷부분(tail)의 정해진 줄 수·바이트 수만 스트리밍으로 읽어 온다. cat이 “가리지 않고 전량을 흘려보낸다"는 전제 위에 서 있다면, head·tail은 “필요한 건 대개 파일의 극히 일부, 특히 로그라면 맨 뒤 최신 내용"이라는 전제 위에 서 있다. 그래서 수 GB짜리 로그 파일이라도 head -n 20은 앞 20줄만 읽고 즉시 끝나고, tail -n 20은 파일 끝에서부터 필요한 만큼만 거슬러 읽으므로 cat보다 훨씬 가볍다.

tail에는 여기서 한 걸음 더 나아간 역할이 있다. -f(follow) 옵션을 주면 파일 끝에 도달한 뒤에도 종료하지 않고, 파일에 새 줄이 추가될 때마다 그 내용을 즉시 화면에 흘려보낸다. 이 덕분에 tail -f는 애플리케이션 로그를 실시간으로 지켜보는 사실상의 표준 도구가 됐다 — head에는 이에 대응하는 “앞부분을 실시간으로 지켜본다"는 개념 자체가 없다. 파일의 앞부분은 한 번 쓰이고 나면 보통 다시 바뀌지 않지만, 뒷부분(끝)은 로그처럼 계속 자라나는 파일에서 바로 그 “지금 막 추가된” 지점이기 때문이다.

사용법 · 옵션

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head [옵션] [파일...]
tail [옵션] [파일...]

옵션을 주지 않으면 각각 파일의 앞 10줄, 뒤 10줄을 출력한다. 파일을 여러 개 지정하면 파일마다 ==> 파일명 <== 헤더를 붙여 구분한다.

head -n -K(K 앞에 -)는 “뒤 K줄을 제외한 나머지 전부"를, tail -n +K(K 앞에 +)는 “K번째 줄부터 끝까지"를 뜻한다 — 부호 하나로 기준점이 반대로 뒤집히므로 스크립트에 쓸 때는 특히 주의해서 읽는다.

예시

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# 로그 파일을 실시간으로 추적 (Ctrl+C로 종료)
tail -f app.log

# 파일 앞 20줄만 확인
head -n 20 file.txt

# CSV의 헤더 줄을 제외하고 두 번째 줄부터 출력
tail -n +2 file.csv

# 바이너리·텍스트 파일의 앞 100바이트만 확인 (파일 형식 판별 등)
head -c 100 file

# 로그 로테이션에도 끊기지 않는 실시간 추적 (GNU tail)
tail -F /var/log/app.log

주의사항·함정

UUOC(Useless Use of Cat): cat file | grep pattern처럼 파이프 앞에 대상 파일이 하나뿐인데도 습관적으로 cat을 앞세우는 패턴은 유닉스 커뮤니티에서 오래전부터 지적돼 온 흔한 안티패턴이다. Perl 창시자 커뮤니티의 Randal L. Schwartz는 1995년 무렵부터 이런 사례에 “Useless Use of Cat Award"라는 이름을 붙여 comp.unix.shell 등지에 꾸준히 게시해 왔다.

“The purpose of cat is to concatenate (or “catenate”) files. If it’s only one file, concatenating it with nothing at all is a waste of time, and costs you a process.” — Randal L. Schwartz, Useless Use of Cat Award

grep을 비롯해 대부분의 필터 명령은 파일 이름을 인자로 직접 받을 수 있으므로, cat file | grep pattern은 grep pattern file로 쓰는 편이 프로세스 하나를 덜 띄우고 더 짧다. 대상 파일이 둘 이상이라 실제로 “이어 붙여야” 하는 상황(cat a.txt b.txt | grep pattern)이라면 이는 UUOC가 아니라 cat의 정상적인 용례다.

대용량 파일에 cat을 쓰면 터미널이 먹통이 된다: cat은 파일 크기와 무관하게 전체를 한 번에 쏟아내므로, 수 GB짜리 로그 파일에 cat을 실행하면 수만 줄이 순식간에 스크롤되어 지나가며 터미널이 한동안 응답하지 않는 것처럼 느껴진다. 필요한 부분만 골라 보거나 검색해야 한다면 화면 단위로 멈춰 가며 읽을 수 있는 4장: less를 쓰는 편이 안전하다.

자기 자신에게 리다이렉트하면 내용이 사라진다: cat file1 file2 > file1처럼 입력 파일과 출력 대상이 같으면, 셸은 cat을 실행하기 전에 >를 먼저 처리해 file1을 빈 파일로 만들어(truncate) 버린다. cat이 실제로 file1을 읽으려는 시점에는 이미 내용이 사라진 뒤라 원본 데이터를 복구할 수 없다. 여러 파일을 합쳐 그중 하나에 덮어써야 한다면 임시 파일에 먼저 쓴 뒤 mv로 옮기는 방식이 안전하다.

GNU와 BSD/macOS cat의 옵션 차이: 이 글의 -A, -E, -T, --show-* 계열 긴 옵션은 GNU coreutils cat의 확장이다. macOS를 비롯한 BSD 계열 cat은 -b, -e, -n, -s, -t, -u, -v는 지원하지만 -A·-E·-T나 긴 옵션 이름은 제공하지 않는다(BSD의 -e는 GNU와 동일하게 비인쇄 문자와 줄 끝 $를 함께 표시하는 조합 옵션이다). 반대로 BSD cat에는 표준 출력에 배타적 잠금을 거는 -l 옵션이 있는데 이는 GNU cat에 없다. POSIX 사양 자체는 -u(출력 버퍼링 없음) 외에는 옵션을 규정하지 않으므로, -b·-e·-n·-s·-t·-v조차 “POSIX 확장"으로 분류된다 — 스크립트를 여러 플랫폼에 옮길 때는 이 옵션들이 표준이 아니라 구현별 확장이라는 점을 염두에 둬야 한다.

tail -f는 로그 로테이션에 취약하다 — -F와의 차이: GNU coreutils tail의 기본 추적 방식은 --follow=descriptor(짧게 -f)로, 열려 있는 파일 디스크립터를 계속 따라간다. logrotate 같은 도구가 로그를 회전시킬 때는 보통 기존 파일을 다른 이름으로 옮긴 뒤 원래 경로에 새 파일을 만드는데, -f로 실행 중이던 tail은 옮겨진 옛 파일의 디스크립터를 그대로 붙들고 있어 새로 생긴 파일에 쓰이는 내용을 더 이상 보지 못한다 — 화면이 멈춘 것처럼 보이는 흔한 원인이다. -F는 --follow=name --retry와 동일한 GNU 전용 옵션으로, 디스크립터가 아니라 파일 이름을 기준으로 주기적으로 다시 열어 확인하기 때문에 파일이 교체되거나 일시적으로 사라져도(--retry) 같은 경로에 다시 나타나는 파일을 놓치지 않고 이어서 추적한다. 로그 로테이션 대상을 실시간으로 지켜봐야 한다면 -f가 아니라 -F를 쓰는 편이 안전하다. GNU coreutils 매뉴얼도 “이름 변경·삭제·재생성을 아우르며 파일을 추적하려면 --follow=name을 쓰라(Use --follow=name in that case. That causes tail to track the named file in a way that accommodates renaming, removal and creation.)“고 명시한다(tail(1) - Linux manual page). BSD/macOS tail의 -F도 동일하게 “-f를 내포하면서 파일이 이름 변경·회전됐는지 추가로 확인"하는 기능이지만, GNU와 세부 재시도 정책이 다를 수 있으므로 이식성이 중요하면 각 플랫폼 man 페이지로 재확인한다.

GNU와 BSD head/tail의 -n/-c 문법, 그리고 구버전 축약형: 이 글에서 쓰는 -n K, -c K 문법은 GNU·BSD 모두 지원하는 현재 표준 형태다. 다만 역사적으로 BSD 계열 head/tail은 -n 5 대신 head -5, tail -5처럼 옵션 문자 없이 숫자만 붙이는 축약 문법도 오랫동안 허용해 왔다(OpenBSD man 페이지의 tail -500 foo 예시가 이 계보다). GNU coreutils도 하위 호환을 위해 이 “obsolete” 문법을 여전히 지원한다 — head는 문서에서 “count 앞에 숫자만 오는 구식 옵션 문법(예: head -5)을 첫 인자로 지정했을 때만 인식하며, 새 스크립트는 -n count를 쓰라"고 명시하고, tail 역시 tail -5f file처럼 숫자·크기 문자(b/c/l)·f를 붙여 쓰는 구식 문법을 지원하되 “표준을 지키려는 스크립트는 -c count[b], -n count, -f를 대신 쓰라"고 권한다. 즉 이 축약형은 “BSD에만 있던 옛날 문법"이 아니라 GNU에도 하위 호환으로 남아 있는 obsolete 문법이며, 두 진영 모두 신규 코드에서는 -n/-c를 명시하는 표준 문법을 쓰도록 권고한다는 점이 핵심이다.

흔한 오개념

"cat으로 여러 파일을 출력하면 파일들이 하나로 합쳐진다"는 오해: cat a.txt b.txt를 실행해도 디스크 위의 a.txt와 b.txt는 전혀 바뀌지 않는다. cat은 두 파일의 내용을 순서대로 표준 출력 스트림에 흘려보낼 뿐이며, 그 결과를 실제 파일로 “합치려면” cat a.txt b.txt > merged.txt처럼 반드시 별도의 리다이렉션이 필요하다. cat이 하는 일은 언제나 스트림을 만드는 것이지 파일을 병합하는 것이 아니다.

"tail -f가 멈춘 것처럼 보이면 명령이 실패한 것"이라는 오해: tail -f는 파일에 새 줄이 추가될 때까지 화면에 아무것도 찍지 않고 계속 대기하는 것이 정상 동작이다. 아무 출력이 없다고 해서 명령이 멈추거나 실패한 게 아니라, 단지 그 사이 파일에 아무것도 쓰이지 않았을 뿐이다(Ctrl+C로 직접 종료하기 전까지는 끝나지 않는다). 반대로 로그가 계속 쌓이는데도 tail -f가 새 내용을 안 보여준다면, 그건 명령이 멈춘 게 아니라 앞서 다룬 로그 로테이션으로 옛 디스크립터를 붙들고 있는 상황일 가능성이 크다.

다음 장에서는

다음은 4장: less, more — 대용량 파일은 cat으로 한 번에 쏟아내는 대신, 화면 단위로 멈춰 가며 검색까지 할 수 있는 페이저로 보는 법을 다룬다.

평가 기준

• cat의 정신 모델(입력을 가리지 않고 그대로 이어 붙여 흘려보낸다)을 설명하고, 여러 파일을 연결해 새 파일로 저장할 수 있다.
• -n/-b/-s와 -A/-E/-T 옵션의 차이를 구분하고, 로그·설정 파일 확인에 맞게 선택할 수 있다.
• UUOC(Useless Use of Cat) 패턴을 알아보고 cat file | command를 command file로 바꿀 수 있다.
• cat file1 file2 > file1처럼 자기 자신에게 리다이렉트할 때 발생하는 데이터 손실 위험을 설명할 수 있다.
• GNU cat과 BSD/macOS cat의 옵션 차이를 구분하고, 스크립트를 옮길 때 무엇을 점검해야 하는지 설명할 수 있다.
• head·tail의 정신 모델(파일 전체가 아니라 앞·뒤 일부만 스트리밍으로 읽는다)을 설명하고, -n/-c/-n +K 옵션으로 원하는 범위를 골라낼 수 있다.
• tail -f와 -F의 차이(디스크립터 추적 vs 이름 기반 재오픈)를 설명하고, 로그 로테이션 상황에서 어느 쪽을 써야 하는지 판단할 수 있다.

참고

• cat(1) - Linux manual page (GNU coreutils)
• cat - POSIX.1-2017 (The Open Group Base Specifications)
• Useless Use of Cat Award
• head(1) - Linux manual page (GNU coreutils)
• tail(1) - Linux manual page (GNU coreutils)