Python3 CGI详解：从环境搭建到实战应用-优快云博客

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本文详细介绍了Python3的CGI（Common Gateway Interface）应用，包括CGI的基本概念、架构，以及在Windows环境下如何搭建Apache服务器。文章还深入讲解了CGI编程，涵盖HTTP头部、CGI环境变量、GET和POST方法处理数据、Checkbox、Radio、Textarea、Dropdown、Cookie的使用以及文件上传和下载。通过实例代码，读者可以全面理解CGI在Python3中的实践操作。

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一、概述

CGI（Common Gateway Interface）也叫通用网关接口，它是一个web服务器主机提供信息服务的标准接口，只要遵循这个接口，web服务器就能获取客户端提交的信息，转交给服务端的CGI程序进行处理，然后将处理结果返回给客户端。
CGI通讯由两部分组成：一部分是用户的浏览器显示的页面，也就是html页面，另一部分是运行在服务器上的CGI程序。

二、CGI架构

CGI是Web服务器和一个独立的进程之间的协议，它会把HTTP请求 Request 的 Header 头设置成进程的环境变量，HTTP 请求的 Body 正文设置成进程的标准输入，进程的标准输出设置为HTTP响应 Response，包含 Header 头和 Body 正文。

三、Web服务器环境搭建(windows)

本例使用Apache2.4.x + Python3.x + windows搭建Web服务器实现CGI编程

3.1、安装Apache2.4.x

官方下载地址：Apache2.4.x下载地址
在这里插入图片描述
需要：VC14 需要下载Microsoft Visual C++ 2015，官方地址为：Microsoft Visual C++ 2015

3.2、 Apache2.4.x配置(配置路径：Apache24–>conf–>httpd.conf)

A、配置Apache文件的根目录：设置SRVROOT根目录为电脑端Apache的存放路径。为方便后期修改方便，可利用引用“${SRVROOT}”的方式来书写配置，即：
在这里插入图片描述
注：Apache2.2.x版本修改“ServerRoot”

B、修改端口配置：默认端口80，此处改为1024
在这里插入图片描述
C、设置python文档的存储路径，以便Python解释器能够找到它们（即设置访问权限），此处路径设置为“D:\Apache24\cgi-bin”，找到如下内容：

修改为：

配置文件：

<Directory "${SRVROOT}/cgi-bin">
   AllowOverride None
   Options Indexes FollowSymLinks ExecCGI
   Require all granted
   Require host ip
</Directory>

注意：httpd.conf里面还有一个标签，此处不用改：
在这里插入图片描述
D、添加.py 后缀：在 AddHandler 中添加 .py 后缀，这样就可以访问 .py 结尾的 python 脚本文件

E、开启cgi_module modules/mod_cgi.so模块（即去掉模块前的注释#）：

F：启动apach服务器(Apache24\bin目录下)
Apache24\bin目录下，使用“httpd -k install -n apache”安装Apache主服务，然后输入“httpd –k start”开启Apache服务(管理员身份运行DOS)
在这里插入图片描述
G：编写.py脚本

#!D:/Python/Python37/python.exe
# -*- coding: utf-8 -*-
print ("Content-type:text/html\n\n")
print                               # 空行，告诉服务器结束头部
print ('<html>')
print ('<head>')
print ('<meta charset="utf-8">')
print ('<title>this ia a CGI program !!!</title>')
print ('</head>')
print ('<body>')
print ('<h2>this ia a CGI program !!!</h2>')
print ('</body>')
print ('</html>')

脚本说明：
1、第一行是申明电脑端解释器的位置，注意一定要写第一行，这是python的格式规范

2、因电脑端安装的是Python3.7，输出语句print("")一定要加括号，一定要注意，不然之后会报500错误

3、第三行的print (“Content-type:text/html\n\n”)，这是声明格式，此处注意，其中的“\n\n”，两个“\n”，一个都不能少，少了也会报500错误
4、ScriptAlias /cgi-bin/ "${SRVROOT}/cgi-bin/"设置了解释器查找.py文件的方法
在这里插入图片描述
H：浏览器输入“http://localhost:1024/cgi-bin/hello.py”即可运行hello.py文件

I：修改cgi-bin中.py文件路径为任意位置：修改httpd.conf中和ScriptAlias下路径

J：修改Apache中.html文件存放路径：修改httpd.conf中DocumentRoot和的配置，即：
在这里插入图片描述

四、CGI编程解析

4.1、 HTTP头部

上文中hello.py文件中的" Content-type:text/html"为HTTP头部的一部分，它会发送给浏览器告诉浏览器文件的内容类型。
HTTP头部格式：HTTP 字段名: 字段内容
如：Content-type:text/html
CGI程序中HTTP头部经常使用的信息如下：

头部信息	描述
Content-type:	请求的与实体对应的MIME信息，例如: Content-type:text/html
Expires: Date	响应过期的日期和时间
Location: URL	用来重定向接收方到非请求URL的位置来完成请求或标识新的资源
Last-modified: Date	请求资源的最后修改时间
Content-length: N	请求的内容长度
Set-Cookie: String	设置Http Cookie

4.2、 CGI环境变量

所有的CGI程序都会接收以下环境变量，这些环境变量在CGI程序中发挥了重要的作用，具体如下：

环境变量名	描述
CONTENT_TYPE	CONTENT_TYPE的值指示所传递来的信息的MIME类型。一般情况下该变量的值是：application/x-www-form-urlencoded，表示数据来自于HTML表单
CONTENT_LENGTH	假如服务器与CGI程序信息的传递方式是POST，这个环境变量即从标准输入STDIN中可以读到的有效数据的字节数。这个环境变量在读取所输入的数据时必须使用。
HTTP_COOKIE	客户机内的 COOKIE 内容
HTTP_USER_AGENT	提供包含了版本数或其他专有数据的客户浏览器信息
PATH_INFO	这个环境变量的值表示紧接在CGI程序名之后的其他路径信息。它常常作为CGI程序的参数出现。
QUERY_STRING	如果服务器与CGI程序信息的传递方式是GET，这个环境变量的值即所传递的信息。这个信息经跟在CGI程序名的后面，两者中间用一个问号’?'分隔。
REMOTE_ADDR	这个环境变量的值是发送请求的客户机的IP地址，例如上面的192.168.1.67。这个值总是存在的。而且它是Web客户机需要提供给Web服务器的唯一标识，可以在CGI程序中用它来区分不同的Web客户机。
REMOTE_HOST	这个环境变量的值包含发送CGI请求的客户机的主机名。如果不支持你想查询，则无需定义此环境变量。
REQUEST_METHOD	提供脚本被调用的方法。对于使用 HTTP/1.0 协议的脚本，仅 GET 和 POST 有意义。
SCRIPT_FILENAME	CGI脚本的完整路径
SCRIPT_NAME	CGI脚本的的名称

SERVER_NAME	这是你的 WEB 服务器的主机名、别名或IP地址。
SERVER_SOFTWARE	这个环境变量的值包含了调用CGI程序的HTTP服务器的名称和版本号。例如，上面的值为Apache/2.2.14(Unix)

#!D:/Python/Python37/python.exe
import os
# -*- coding: utf-8 -*-
print ("Content-type:text/html\n\n")
print                               # 空行，告诉服务器结束头部
print ('<html>')
print ('<head>')
print ('<meta charset="utf-8">')
print ('<title>this ia CGI environment variable</title>')
print ('</head>')
print ('<body>')
print ('<h2>this ia CGI environment variable</h2>')
print ("<ul>")
for key in os.environ.keys():
    print ("<li><span style='color:green'>%30s </span> : %s </li>" % (key,os.environ[key]))
print ("</ul>")
print ('</body>')
print ('</html>')

浏览器输入“http://localhost:9999/cgi-bin/ZX_02_Environment_Variable.py”，结果如下：
在这里插入图片描述

4.3、 CGI使用GET方法传输数据

GET方法发送编码后的用户信息到服务端，数据信息包含在请求页面的URL上，以"?"号分割
GET请求需注意如下内容：
1、GET 请求可被缓存
2、GET 请求保留在浏览器历史记录中
3、GET 请求可被收藏为书签
4、GET 请求不应在处理敏感数据时使用
5、GET 请求有长度限制
6、GET 请求只应当用于取回数据

A、GET方法处理URL链接

步骤：
1、导入cgi库

import cgi

2、创建 FieldStorage 的实例化

form = cgi.FieldStorage()

3、通过表单获取数据

key = form.getvalue('value')

get_url.py文件内容：

#!D:/Python/Python37/python.exe

# 导入cgi处理模块
import cgi

# 实例化FieldStorage，代表整个表单
form = cgi.FieldStorage()

# 通过表单获取数据
name = form.getvalue("name")
pwd = form.getvalue("pwd")

print("Content-type:text/html\n\n")
print
print('<html>'