CGI編程完全手冊個人學習筆記

1、CGI.基本原理CGI:通用網(wǎng)關接口(CommonGatewayInterface)是一個Web服務器主機提供信息服務的標準接口。通過CGI接口，Web服務器就能夠獲取客戶端提交的信息，轉(zhuǎn)交給服務器端的CGI程序進行處理，最后返回結(jié)果給客戶端。組成CGI通信系統(tǒng)的是兩部分：一部分是html頁面，就是在用戶端瀏覽器上顯示的頁面。另一部分則是運行在服務器上的Cgi程序。它們之間的通訊方式如下圖：服務器和客戶端之間的通信，是客戶端的瀏覽器和服務器端的http服務器之間的HTTP通信，我們只需要知道瀏覽器請求執(zhí)行服務器上哪個CGI程序就可以了，其他不必深究細節(jié)，因為這些過程不需要程序員去操作。服務器和

2、CGI程序之間的通訊才是我們關注的。一般情況下，服務器和CGI程序之間是通過標準輸入輸出來進行數(shù)據(jù)傳遞的，而這個過程需要環(huán)境變量的協(xié)作方可實現(xiàn)。1 .服務器將URL指向一個應用程序2 .服務器為應用程序執(zhí)行做準備3 .應用程序執(zhí)行，讀取標準輸入和有關環(huán)境變量4 .應用程序進行標準輸出對于Windows系統(tǒng)而言，還可以通過profile文件進行數(shù)據(jù)傳輸(如ini文件)，但在這里不做研究。環(huán)境變量在CGI中有著重要的地位！每個CGI程序只能處理一個用戶請求，所以在激活一個CGI程序進程時也創(chuàng)建了屬于該進程的環(huán)境變量。二.環(huán)境變量對于CGI程序來說，它繼承了系統(tǒng)的環(huán)境變量。CGI環(huán)境變量在CGI程序

3、啟動時初始化，在結(jié)束時銷毀。當一個CGI程序不是被HTTP服務器調(diào)用時，它的環(huán)境變量幾乎是系統(tǒng)環(huán)境變量的復制。當這個CGI程序被HTTP服務器調(diào)用時，它的環(huán)境變量就會多了以下關于HTTP服務器、客戶端、CGI傳輸過程等項目。與請求相關的環(huán)境變量REQUEST_METHOD服務器與CGI程序之間的信息傳輸力式QUERY_STRING采用GET時所傳輸?shù)男畔ONTENT_LENGTHSTDIO中的有效信息長度CONTENT_TYPE指示所傳來的信息的MIME舊CONTENT_FILE使用WindowsHTTPd/WinCGI標準時，用來傳送數(shù)據(jù)的文件名PATH_INFO路徑信息PATH_TRAN

4、SLATEDCGI程序的完整路徑名SCRIPT_NAME所調(diào)用的CGI程序的名字:與服務器相關的環(huán)境變量GATEWAY_INTERFACE服務器所實現(xiàn)的CGI版本SERVER_NAME服務器的IP或名字SERVER_PORT主機的端口號SERVER_SOFTWARE調(diào)用CGI程序的HTTP服務器的名稱和版本號與客戶端相關的環(huán)境變量REMOTE_ADDR客戶機的主機名REMOTE_HOST客戶機的IP地址ACCEPT例出能被次請求接受的應答方式ACCEPT_ENCODING列出客戶機支持的編碼方式ACCEPT_LANGUAGE表明客戶機可接受語言的ISO代碼AUTORIZATION表明被證實了的

5、用戶FORM列出客戶機的EMAIL地址IF_MODIFIED_SINGCE當用get方式請求并且只有當文檔比指定日期更早時才返回數(shù)據(jù)PRAGMA設定將來要用到的服務器代理REFFERER指出連接到當前文檔的文檔的URLUSER_AGENT客戶端瀏覽器的信息CONTENT_TYPE:如application/x-www-form-urlencoded,表示數(shù)據(jù)來自HTML表單,并且經(jīng)過了URL編碼。ACCEPT:客戶機所支持的MIME類型清單，內(nèi)容如："image/gif,image/jpegREQUEST_METHOD:它的值一般包括兩種：POST和GET,但我們寫CGI程序時，最后

6、還要考慮其他的情況。1 .POST方法如果采用POST方法，那么客戶端來的用戶數(shù)據(jù)將存放在CGI進程的標準輸入中，同時將用戶數(shù)據(jù)的長度賦予環(huán)境變量中的CONTENT_LENGTH?？蛻舳擞肞OST方式發(fā)送數(shù)據(jù)有一個相應的MIME類型(通用Internet郵件擴充服務：Multi-purposeInternetMailExtensions)。目前，MIME類型一般是：application/x-wwww-form-urlencoded,該類型表示數(shù)據(jù)來自HTML表單。該類型記錄在環(huán)境變量CONTENT_TYPE中，CGI程序應該檢查該變量的值。2 .GET方法在該方法下，CGI程序無法直接從服務

7、器的標準輸入中獲取數(shù)據(jù)，因為服務器把它從標準輸入接收到得數(shù)據(jù)編碼到環(huán)境變量QUERY_STRING(或PATH_INFO)。GET與POST的區(qū)別：采用GET方法提交HTML表單數(shù)據(jù)的時候，客戶機將把這些數(shù)據(jù)附加到由ACTION標記命名的URL的末尾，用一個包括把經(jīng)過URL編碼后的信息與CGI程序的名字分開：有些程序員不愿意采用GET方法，因為在他們看來，把動態(tài)信息附加在URL的末尾有違URL的出發(fā)點：URL作為一種標準用語，一般是用作網(wǎng)絡資源的唯一定位標示。環(huán)境變量是一個保存用戶信息的內(nèi)存區(qū)。當客戶端的用戶通過瀏覽器發(fā)出CGI請求時,服務器就尋找本地的相應CGI程序并執(zhí)行它。在執(zhí)行CGI程序

8、的同時，服務器把該用戶的信息保存到環(huán)境變量里。接下來，CGI程序的執(zhí)行流程是這樣的：查詢與該CGI程序進程相應的環(huán)境變量：第一步是request_method,如果是POST,就從環(huán)境變量的len,然后到該進程相應的標準輸入取出len長的數(shù)據(jù)。如果是GET,則用戶數(shù)據(jù)就在環(huán)境變量的QUERY_STRING里。3 .POST與GET的區(qū)別以GET方式接收的數(shù)據(jù)是有長度限制，而用POST方式接收的數(shù)據(jù)是沒有長度限制的。并且，以GET方式發(fā)送數(shù)據(jù)，可以通過URL的形式來發(fā)送，但POST方式發(fā)送的數(shù)據(jù)必須要通過Form才到發(fā)送。三.CGI程序?qū)崿F(xiàn)步驟1 .從服務器獲取數(shù)據(jù)C語言實現(xiàn)代碼:#includ

9、e<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>intget_inputs()(intlength;char*method;char*inputstring;method=getenv(REQUEST_METHOD");將返回結(jié)果賦予指針if(method=NULL)return1;找不到環(huán)境變量REQUEST_METHODif(!strcmp(method,"POST")/POST方法(length=atoi(getenv(CONTENT_LENGTH");結(jié)果是字符，需要

10、轉(zhuǎn)換if(length!=0)(inputstring=malloc(sizeof(char)*length+1)/必須申請緩存，因為stdin是不帶緩存的。fread(inputstring,sizeof(char),length,stdin);/從標準輸入讀取一定數(shù)據(jù))elseif(!strcmp(method,GET")(Inputstring=getenv(QUERY_STRING");length=strlen(inputstring);)if(length=0)return0;)Perl實現(xiàn)代碼：$method=$ENV,REQUEST_METHOD?;if($

11、methodeq,POST?Read(STDIN,$input,$ENV,CONTENT_LENGTH?);)if($methodeq,GET?|$methodeq,HEAD?)$input=$ENV,QUERY_STRING今)if($inputeq")'&print_form;exit;PYTHON代碼實現(xiàn)#!/usr/local/bin/pythonimportcgidefmain():form=cgi.FieldStorage()Python代碼實現(xiàn)更簡單，cgi.FieldStorage()返回一個字典，字典的每一個key就是變量名,key對應的值就是變量名

12、的值，更本無需用戶再去進行數(shù)據(jù)解碼！獲取環(huán)境變量的時候，如果先判斷“REQUEST_METHOD”是否存在，程序會更健壯，否則在某些情況下可能會造成程序崩潰。因為假若CGI程序不是由服務器調(diào)用的，那么環(huán)境變量集里就沒有與CGI相關的環(huán)境變量(如REQUEST_METHOD,REMOTE_ADDR等)添加進來，也就是說“getenv(REQUEST_METHOD")”將返回NULL!2 .URL編碼不管是POST還是GET方式，客戶端瀏覽器發(fā)送給服務器的數(shù)據(jù)都不是原始的用戶數(shù)據(jù)，而是經(jīng)過URL編碼的。此時，CGI的環(huán)境變量Content_type將被設置，如Content_type=a

13、pplication/x-www-form-urlencode就表示服務器收到的是經(jīng)過URL編碼的包含有HTML表單變量數(shù)據(jù)。編碼的基本規(guī)則是：變量之間用“&”分開；變量與其對應值用“=”連接；空格用“+”代替；保留的控制字符則用“”連接對應的16禁止ASCII碼代替；某些具有特殊意義的字符也用“”接對應的16進制ASCII碼代替；空格是非法字符；任意不可打印的ASCII控制字符均為非法字符。例如，假設3個HTML表單變量filename、e-mail和comments,它們的值對應分別為hello、mike和I?lbethereforyou,貝U經(jīng)過URL編碼后應為：filename

14、=hello&e-mail=hello&comments=I%27ll+be+there+for+you所以，CGI程序從標準輸入或環(huán)境變量中獲取客戶端數(shù)據(jù)后，還需要進行解碼。解碼的過程就是URL編碼的逆變：根據(jù)"&”和“="分離HTML表單變量，以及特殊字符的替換。在解碼方面，PYTHON代碼實現(xiàn)是最理想的，cgi.FieldStorage()函數(shù)在獲取數(shù)據(jù)的同時就已自動進行代碼轉(zhuǎn)換了，無需程序員再進行額外的代碼編寫。Perl其次，因為在一個現(xiàn)成的Perl庫：cgi-lib.pl中提供了ReadParse函數(shù)，用它來進行URL解碼很簡單：requi

15、re,cgi-lib.pl?&ReadParse(*input);3 .CGI數(shù)據(jù)輸出CGI程序如何將信息處理結(jié)果返回給客戶端？這實際上是CGI格式化輸出。在CGI程序中的標準輸出stdout是經(jīng)過重定義了的，它并沒有在服務器上產(chǎn)生任何的輸出內(nèi)容，而是被重定向到客戶瀏覽器，這與它是由C,還是Perl或Python實現(xiàn)無關。所以，我們可以用打印來實現(xiàn)客戶端新的HTML頁面的生成。比如，C的printf是向該進程的標準輸出發(fā)送數(shù)據(jù)，Perl和Python用print向該進程的標準輸出發(fā)送數(shù)據(jù)。(1) CGI標題CGI的格式輸出內(nèi)容必須組織成標題/內(nèi)容的形式。CGI標準規(guī)定了CGI程序可以使

16、用的三個HTTP標題。標題必須占據(jù)第一行輸出！而且必須隨后帶有一個空行。標題描述Content_type(內(nèi)容類型)設定隨后輸出數(shù)據(jù)所用的MIME類型Location(地址)設定輸出為另外一個文檔(URL)Status(狀態(tài))指定HIIP狀態(tài)碼MIME:向標準輸出發(fā)送網(wǎng)頁內(nèi)容時要遵守MIME格式規(guī)則：任意輸出前面必須有一個用于定義MIME類型的輸出內(nèi)容(Content-type)行，而且隨后還必須跟一個空行。如果遺漏了這一條，服務將會返回一個錯誤信息。(同樣使用于其他標題)例如Perl和Python:printContent-type:text/htmlnn"輸出HTML格式的數(shù)據(jù)p

17、rint<body>welcome<br>"print</body>"Cprintf(Content-type:text/htmlnn”)printf(Welcomen");MIME類型以類型/子類型(type/subtype)的形式表示。其中type表示一下幾種典型文件格式的一種：Text、Audio、Video、Image、Application>Mutipart、MessageSubtype則用來描述具體所用的數(shù)據(jù)格式。Application/msword微軟的Word文件Application/octet-stre

18、am一種通用的二進制文件格式Application/zipZip壓縮文件Application/pdfPdf文件oooooooooooooooooooooooooo0000000000000000000000000Location:使用Location標題，一個CGI可以使當前用戶轉(zhuǎn)而訪問同一服務器上的另外一個程序,甚至可以訪問另外一個URL,但服務器對他們的處理方式不一樣。使用Location的格式為：Location：Filename/URL,例如：printLocation:/test.htmlnn"這與直接鏈接到test.html的效果是一樣的。printLocation:h

19、ttp:由于該URL并不指向當前服務器，用戶瀏覽器并不會直接鏈接到指定的URL,而是給用戶輸出提示信息。HTTP狀態(tài)碼：表示了請求的結(jié)果狀態(tài)，是CGI程序通過服務器用來通知用戶其請求是否成功執(zhí)行的信息碼，本文不做研究。四.CGI中的信號量和文件鎖因為CGI程序時公用的，而WEB服務器都支持多進程運行，因此可能會發(fā)生同時有多個用戶訪問同一個CGI程序的情況。比如，有2個用戶幾乎同時訪問同一個CGI程序，服務器為他們創(chuàng)建了2個CGI程序進程，設為進程A和進程B。假如進程A首先打開了某個文件，然后由于某種原因被掛起(一般是由于操作系統(tǒng)的進程調(diào)度)；而就在進程A被掛起的這段時間內(nèi)，進程B完成了對文件的

20、整個操作流程：打開，寫入，關閉；進程A再繼續(xù)往下執(zhí)行，但進程A所操作的文件依舊是原來文件的就版本，此時進程A的操作結(jié)果將覆蓋進程B的操作結(jié)果。為了防止這種情況發(fā)生，需要用到文件鎖或者信號量。鑰匙文件？假如有多個不同的HTML可以調(diào)用同一個CGI程序，那么CGI程序如何區(qū)分它們呢？一個是通過隱含的INPUT標簽。不過覺得這個比較麻煩，因為CGI必須經(jīng)過一系列解碼后才能找到這個隱含INPUT的變量和其值。五.設置HTTP服務器以兼容CGI用Perl編寫的CGI程序后綴為：.pl;Python編寫的CGI程序后綴為：.py;而C編寫的CGI程序后綴為：.cgi,如果在win下編譯出來的是.exe,最

21、好將它重命名為.cgi。這些都是為了HTTP服務能夠識別并調(diào)用它們。當使用appchehttpd服務器時，請編輯它的配置文件httpd.conf如下：修改AddHandlercgi-script一句為AddHandlercgi-script.cgi.py.pl六.關于CGI的C語言庫cgihtmlCgihtml是一個應用非常廣泛的C語言編寫的CGI庫。它提供的功能函數(shù)如下：Read_cgi_input():獲取并解析HTML表單輸入，返回一個指向某結(jié)構(gòu)體的指針Cgi_val():獲取每個表單變量的值Html_header():輸出HTML標題欄Html_begin():輸出HTML文檔的開始部

22、分H1():輸出一行字符，字體為H1Html_end():輸出HTML文檔的結(jié)尾部分。#includecgi-lib.h"#includehtml-lib.h"#includestring-lib.h"六.后話有的人認為可以用JavaScript來代替CGI程序，這其實是一個概念上的錯誤。JavaScript只能夠在客戶瀏覽器中運行，而CGI卻是工作在服務器上的。他們所做的工作有一些交集，比如表單數(shù)據(jù)驗證一類的，但是JavaScript是絕對無法取代CGI的。但可以這樣說，如果一項工作即能夠用JavaScript來做，又可以用CGI來做，那么絕對要使用JavaSc

23、ript,在執(zhí)行的速度上，JavaScript比CGI有著先天的優(yōu)勢。只有那些在客戶端解決不了的問題，比如和某個遠程數(shù)據(jù)庫交互，這時就應該使用CGI了。SSI:一種用來動態(tài)輸出HTML文本的特殊程序。網(wǎng)頁里包含有某個變量，提交給服務器后，只有該變量改變。此時我們希望服務器不要把整個頁面內(nèi)容都發(fā)送過來，而只需要告訴客戶端的瀏覽器，哪個變量的值便成什么樣了，瀏覽器會自動更新。SSI在服務器端運行。SSI不需要外部接口，它不像CGI從標準輸入接收信息。你瀏覽你的HTML文檔時看不到SSI標記，因為它已經(jīng)被相應的程序輸出所替代。所有的SSI命令都是嵌入在普通的HTML注釋行中的。當服務器無法解釋SSI

24、時，它將不解釋并直接把文檔傳給瀏覽器，由于命令在注釋中，故瀏覽器將忽略它們。而當服務器識別SSI時，它并不將該命令傳給瀏覽器，相反，服務器將從上到下掃描HTML文檔，執(zhí)行每一個嵌入注釋的命令，并將命令的執(zhí)行結(jié)果代替原注釋。<!注釋文本->。服務器將根本不查看注釋，除非已啟動SSI。與純注釋不同的是，所有的SSI命令都是以#打頭。<!-#commandtagname=parameter"->,command指出服務器做什么，tagname指出參數(shù)類型，parameter是該命令的用戶定義值。Thecurrentdateis<!-#echovar=DATE.LOCAL”->，服務器將向瀏覽器輸出時間。AtypicalHTMLformYou-rirstname:You"lastncme:Clic<heretosjbmtform:c|<formmethod=I,POST,1action=H<p>Yourfirstname:inputtype="text1'name=,firstname,><p>Yourlastname:<inputtype=",texu,name=",lastname,&g