os 모듈 완전 정복: 파일·디렉토리·환경변수 다루기

지난 글에서 이름 맹글링과 _, __ 접두사 관례를 살펴봤습니다. 이번에는 Python 표준 라이브러리의 핵심인 os 모듈로 넘어갑니다. 운영체제의 파일 시스템, 디렉토리, 환경변수, 프로세스 정보를 Python 코드 한 줄로 다루는 방법을 체계적으로 정리합니다.

os 모듈이란?

os 모듈은 Python이 실행 중인 운영체제(Windows, macOS, Linux)와 인터페이스하는 표준 라이브러리입니다. 파일 시스템 조작, 환경변수 읽기·쓰기, 프로세스 정보 조회 등 OS 레벨의 기능을 플랫폼에 무관하게 동일한 API로 제공합니다.

import os

# 기본 정보
print(os.name)       # 'posix' (Linux/macOS) 또는 'nt' (Windows)
print(os.sep)        # '/' 또는 '\\'
print(os.linesep)    # '\n' 또는 '\r\n'

os.name이 'posix'면 Unix 계열, 'nt'면 Windows입니다. 이 값으로 플랫폼별 분기를 작성할 수 있지만, 대부분의 경우 os 모듈 내부가 이미 처리해 주므로 직접 분기할 일은 거의 없습니다.

현재 디렉토리와 경로 탐색

import os

# 현재 작업 디렉토리
cwd = os.getcwd()
print(cwd)   # /home/user/project

# 디렉토리 내용 목록
entries = os.listdir(".")
files = [e for e in entries if os.path.isfile(e)]
dirs  = [e for e in entries if os.path.isdir(e)]

os.listdir()는 숨김 파일(.으로 시작하는 항목)도 포함합니다. 정렬은 보장되지 않으므로 필요하다면 sorted()로 감쌉니다.

디렉토리 생성과 삭제

# 단일 디렉토리 생성
os.mkdir("logs")

# 중첩 디렉토리 한 번에 생성
os.makedirs("a/b/c", exist_ok=True)

# 빈 디렉토리 삭제
os.rmdir("logs")

# 중첩 빈 디렉토리 제거
os.removedirs("a/b/c")

exist_ok=True 옵션 없이 이미 존재하는 경로로 makedirs()를 호출하면 FileExistsError가 발생합니다. 실무에서는 거의 항상 exist_ok=True를 함께 씁니다.

파일 조작

# 파일 삭제
os.remove("old.txt")

# 파일 이름 변경 / 이동
os.rename("old.txt", "new.txt")
os.rename("file.txt", "subdir/file.txt")  # 이동도 됨

# 파일 메타데이터
stat = os.stat("file.txt")
print(stat.st_size)   # 바이트 크기
print(stat.st_mtime)  # 최종 수정 시각 (Unix timestamp)

os.rename()은 파일과 디렉토리 모두에 작동합니다. 단, 다른 파일시스템(마운트 포인트)을 넘어 이동하면 실패합니다. 이 경우 shutil.move()를 사용해야 합니다.

os.walk — 트리 전체 순회

import os

for root, dirs, files in os.walk("/home/user/project"):
    level = root.replace("/home/user/project", "").count(os.sep)
    indent = "  " * level
    print(f"{indent}{os.path.basename(root)}/")
    for fname in files:
        print(f"{indent}  {fname}")

os.walk()는 디렉토리 트리를 위에서 아래로 순회하며 (root, dirs, files) 튜플을 yield하는 제너레이터입니다. dirs 리스트를 제자리에서 수정하면 하위 방향을 제어할 수 있습니다.

# 특정 디렉토리 건너뛰기
for root, dirs, files in os.walk("."):
    dirs[:] = [d for d in dirs if d != "__pycache__"]
    for f in files:
        print(os.path.join(root, f))

환경변수

import os

# environ은 dict-like 매핑 객체
home = os.environ["HOME"]        # 없으면 KeyError
port = os.getenv("PORT", "8080") # 없으면 기본값 반환

# 현재 프로세스의 환경변수 설정
os.environ["DEBUG"] = "1"

# 삭제
del os.environ["DEBUG"]
# 또는
os.unsetenv("DEBUG")  # environ 딕셔너리 반영 안 됨 — del 사용 권장

os.getenv()가 os.environ.get()과 동일합니다. None을 반환하므로 KeyError 걱정 없이 안전하게 씁니다.

os.path — 경로 조작 서브모듈

import os.path

p = "/home/user/project/main.py"

os.path.basename(p)   # "main.py"
os.path.dirname(p)    # "/home/user/project"
os.path.split(p)      # ("/home/user/project", "main.py")
os.path.splitext(p)   # ("/home/user/project/main", ".py")

os.path.join("/home/user", "project", "main.py")
# → "/home/user/project/main.py"

os.path.exists(p)     # True/False
os.path.isfile(p)     # True
os.path.isdir(p)      # False
os.path.abspath(".")  # 절대 경로로 변환
os.path.realpath(p)   # 심볼릭 링크 해석 후 절대 경로

os.path.join()은 경로 구분자를 플랫폼에 맞게 처리합니다. Windows에서는 \, Unix에서는 /를 사용합니다.

프로세스 정보

import os

print(os.getpid())   # 현재 프로세스 ID
print(os.getppid())  # 부모 프로세스 ID
print(os.getlogin()) # 로그인된 사용자 이름

os.system("ls -la")는 쉘 명령을 실행하지만, 출력을 캡처하지 못하고 보안 위험이 있습니다. 외부 명령은 subprocess.run()을 사용하세요.

os.scandir — listdir보다 효율적

import os

with os.scandir(".") as it:
    for entry in it:
        if entry.is_file():
            print(entry.name, entry.stat().st_size)

os.scandir()은 os.listdir() + os.stat() 조합보다 훨씬 빠릅니다. 디렉토리를 열 때 inode 정보를 함께 가져오기 때문입니다. 대형 디렉토리를 탐색할 때는 반드시 scandir()을 택합니다.

os 모듈 vs pathlib

기능	os / os.path	pathlib
경로 생성	os.path.join(a, b)	Path(a) / b
존재 확인	os.path.exists(p)	Path(p).exists()
파일 읽기	open(p)	Path(p).read_text()
확장자	os.path.splitext(p)[1]	Path(p).suffix
순회	os.listdir()	Path(p).iterdir()

Python 3.4부터 pathlib이 표준 라이브러리에 포함되면서 경로 조작의 권장 방법이 바뀌었습니다. 그러나 레거시 코드, 빠른 일회성 스크립트, 혹은 특정 라이브러리와의 호환 때문에 os.path를 여전히 많이 만나게 됩니다. 두 가지 모두 읽을 줄 알아야 합니다.

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다음 글: pathlib으로 경로 다루기: 객체지향 파일시스템 API

읽어주셔서 감사합니다. 😊