CGI是如何工作的

本文详细解释了CGI程序如何与Web服务器通过环境变量和标准输入/输出进行信息交换,包括CGI程序从标准输入读取客户端信息,向标准输出写入输出结果的过程,以及Web服务器作为中介在两者间传递信息。此外,文章还讨论了不同操作系统环境下CGI程序的适应性和特殊技术,如WIN-CGI规范。

CGI与Web服务器 

一般来说大部分情况下CGI程序都是一些小应用程序,编写CGI程序并不比编写普通的程序难。初次接触CGI程序的人都觉得它很神秘,它怎么就可以处理客户端的表单并进行数据库的检索的呢?在这里最重要的是理解,是对通用网关接口规范CGI的理解。Web服务器和CGI程序之间不仅仅通过环境变量和Web服务器交换信息,大多数的数据交流都是通过标准输入和标准输出进行的。

STDIN和STDOUT是表示标准输入和标准输出的两个文件句柄。一般主机系统所产生的进程都拥有这两个文件句柄,并且都已经被打开。一个程序可以通过向标准输出(STDOUT)实现向屏幕输出信息,通过标准输入(STDIN)从键盘读取输入信息。一个程序如果不从键盘而从其他地方获取输入信息,它的标准输入(STDIN)就被重新定向;一个程序如果不向屏幕而是向其他地方输出信息,那么它的标准输出也被重新定向。

例如在UNIX系统下敲入命令is,进程1s将把它的输出写到标准输出即终端屏幕上。如果敲入命令is>file1,屏幕上将看不到任何信息,因为通过特殊的shell字符“>”,进程1s的标准输出被定向到名称为file1的文件上,以前在屏幕上输出的信息这次将被写到文件file1中去。

一个程序的标准输入/输出(STDIN/STDOUT)也可以和另一个程序的标准输出/输入(STDOUT/STDIN)相连,这通常被称为管道连接。例如在UNIX系统下敲入命令1s | sort就可以将命令1s的标准输出和命令sort的标准输入相连了,命令sort执行时将把命令1s的输出作为它的输入。

对于一个CGI程序来说,当CGI程序被服务器激活以后,它的标准输入(STDIN)被连接到Web服务器的标准输出(STDOUT)上,而CGI程序的标准输出(STDOUT)则被连到服务器的标准输入(STDIN)上,这就形成了完整的管道循环。从CG1程序这一方来看,它从标准输入读取信息也就是从Web服务器的标准输出读信息,而它向标准输出写信息也就是向Web服务器的标准输入写信息。

Web服务器一般将客户端传送来的信息放在它的标准输出和相关环境变量中,而CGI程序则从环境变量和它的标准输入(也就是Web服务器的标准输出)获取所需的信息,程序的最终输出结果则被写向它的标准输出(也就是Web服务器的标准输入)。Web服务器将从它的标准输入(也就是CGI程序的标准输出)获取CGI程序的输出结果并将它传送给客户端。客户端、Web服务器和CGI程序之间的信息交流如图I-4所示,显然,Web服务器就像是客户端和CGI程序间的中介人。

 

Web服务器、CGI程序间的这种标准框架在UNIX系统下和微软Windows环境中的字符方式下可以工作得非常好,因为此时系统所产生的所有进程都可以存取标准输入和标准输出。但对于微软Windows环境图形方式下的程序就不行了,这是由于它们无法存取标准输入和标准输出。为了解决这一问题,微软在WIN32系统中创建了另一类型的标准输入和标准输出,程序可以通过调用WIN32 API函数在图形方式下存取标准输入和标准输出,不过这就意味着使用这类标准输入和标准输出的CGI程序都必须是32位的。

微软Windows环境下的其他一些Web服务器(例如Website)则使用另外一种特殊的技术,即利用INI文件来实现Web服务器和CGI程序间的数据交流。采用这种被称为WIN-CGI规范编写的CGI程序通常只能在部分Web服务器上运行。一般支持WIN-CGI的Web服务器将客户端的输入和有关的状态信息写入一个INI文件中,而CGI程序则从该INI文件获取相关信息。

在进行CGI编程时,您只要使您的CGI程序从标准输入和环境变量中获取客户端提供的信息,把要传送给客户端的输出结果写入标准输出,剩下的信息传递工作Web服务器将自动为您完成。

### CGI脚本的定义 CGI(Common Gateway Interface,通用网关接口)是一种标准协议,允许Web服务器运行外部程序并将它们的结果返回给客户端浏览器。CGI脚本通常是用编程语言编写的程序,比如C、Perl或其他支持动态内容生成的语言[^1]。 ### 工作原理 当用户通过HTML表单提交数据时,这些数据会被打包并通过HTTP请求发送到Web服务器服务器随后将接收到的数据传递给位于`cgi-bin`目录下的CGI脚本进行处理[^3]。以下是具体的工作流程: 1. 用户填写HTML表单并点击“Submit”按钮。 2. 浏览器将表单数据编码后发送至Web服务器。 3. Web服务器解析请求,并调用相应的CGI脚本来处理数据。 4. CGI脚本读取输入数据,对其进行必要的操作(如分析、存储或查询数据库),然后生成响应内容。 5. 响应内容被送回Web服务器,再由服务器转发给用户的浏览器显示[^2]。 此外,还存在另一种交互模式:即从数据库获取信息的过程也可以经由CGI完成。整个循环路径如下所示: - **浏览器 → 服务器CGI Program → 数据库** - **数据库 → CGI Program → 服务器 → 浏览器** 这种双向通信机制使得复杂的网络应用成为可能[^4]。 ### 用途 CGI脚本的主要功能在于增强网站的功能性和互动性。它能够实现以下几种常见应用场景: - 处理在线调查问卷中的用户反馈; - 支持留言板服务让用户发表评论; - 提供搜索引擎界面以便访问者查找特定主题的信息; - 实现个性化推荐系统依据访客偏好定制展示内容等。 例如,在一个典型的搜索场景下,像Lycos这样的门户网站利用其内部开发好的名为“pursuit”的CGI脚本接收来自前端页面传来的关键词参数,并据此检索匹配项最终呈现给终端使用者查看。 ```python #!/usr/bin/perl print "Content-type: text/html\n\n"; print "<html><body>"; print "<h1>Hello, this is a simple Perl-based CGI script!</h1>"; print "</body></html>"; ``` 以上是一段简单的Perl编写的小型CGI示例代码片段,展示了如何设置正确的头部类型以及输出基本HTML结构来回应网页请求。
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