[Java] 입출력 I/O - 표준입출력(System.in, System.out, System.err)

표준입출력은 콘솔(console, 도스창)을 통한 데이터 입력과 콘솔로의 데이터 출력을 의미한다. 자바에서는 표준 입출력(standard I/O)을 위해 3가지 입출력 스트림, System.in, System.out, System.err 를 제공하는데, 이들은 자바 어플리케이션의 실행과 동시에 사용할 수 있게 자동적으로 생성되기 때문에 개발자가 별도로 스트림을 생성하는 코드를 작성하지 않고도 사용이 가능하다.

자바를 처음 시작할 때부터 지금까지 줄곧 사용해온 System.out을 스트림의 생성없이 사용할 수 있었던 것이 바로 이러한 이유 때문이다.

System.in   - 콘솔로부터 데이터를 입력받는데 사용
System.out - 콘솔로 데이터를 출력하는데 사용
System.err - 콘솔로 데이터를 출력하는데 사용

 

System 클래스의 소스에서 알 수 있듯이 in, out, err 는 System 클래스에 선언된 클래스변수(static변수)이다. 선언부분만을 봐서는 in, out, err의 타입은 InputStream과 PrintStream이지만 실제로는 버퍼를 이용하는 BufferedInputStream과 BufferedOutputStream의 인스턴스를 사용한다.

public final class System {
    public final static InputStream in = nullInputStream();
    public final static PrintStream out = nullPrintStream();
    public final static PrintStream err = nullPrintStream();
    ...
}

import java.io.*;

class StandardIOEx1 {
    public static void main(String args[]) {
        try {
            int input = 0;
            while((input=System.in.read())!=-1) {
                System.out.println("input : " + input + ", (char) input : " + (char)input );
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

화면에 커서가 입력을 기다리고 있을 것이다. hello 라고 입력하고 '^z'(Ctrl키와 z키를 동시에 누름)을 누르거나 Enter를 누르면, 입력한 문자들이 출력되고 프로그램이 종료된다.

예제를 실행하여 System.in.read() 가 호출되면, 코드의 진행을 멈추고 콘솔에 커서가 깜빡이며 사용자의 입력을 기다린다.

 

콘솔입력은 버퍼를 가지고 있기 때문에 Backspace키를 이용해서 편집이 가능하며 한 번에 버퍼의 크기만큼 입력이 가능하다. 그래서 Enter키나 입력의 끝을 알리는 '^z'를 누르기 전까지는 아직 데이터가 입력 중인 것으로 간주되어 커서가 입력을 계속 기다리는 상태(블락킹 상태)에 머무르게 된다.

콘솔에 데이터를 입력하고 Enter키를 누르면 입력대기상태에서 벗어나 입력된 데이터를 읽기 시작하고 입력된 데이터를 모두 읽으면 다시 입력대기 상태가 된다.

이러한 과정이 반복되다가 사용자가 '^z'를 입력하면, read()는 입력이 종료되었음을 인식하고 -1을 반환하여 while문을 벗어나 프로그램이 종료된다.

 

위의 결과에서 알 수 있듯이 Enter키를 누르는 것은 두 개의 특수문자 '\r'과 '\n'이 입력된 것으로 간주된다. '\r'은 캐리지리턴(carriage return), 즉 커서를 현재 라인의 첫 번째 컬럼으로 이동시키고 '\n'은 커서를 다음 줄로 이동시키는 줄바꿈(new line)을 한다.

그래서 Enter키를 누르면, 캐리지리턴과 줄바꿈이 수행되어 다음 줄의 첫 번째 컬럼으로 커서가 이동하는 것이다.

 

여기서 한 가지 문제는 Enter키도 사용자 입력으로 간주되어 매 입력마다 '\r'과 '\n'이 붙기 때문에 이들을 제거해주어야 하는 불편함이 있다는 것이다. 이러한 불편함을 제거하려면 전에 살펴본 것과 같이 System.in에 BufferedReader를 이용해서 readLine()을 통해 라인단위로 데이터를 입력받으면 된다.