【Python进阶】04、CGI编程
一、CGI概述
1、CGI简介
CGI(Common Gateway Interface) 是WWW技术中最重要的技术之一，有着不可替代的重要地位。CGI是外部应用程序（CGI程序）与Web服务器之间的接口标准，是在CGI程序和Web服务器之间传递信息的过程。CGI规范允许Web服务器执行外部程序，并将它们的输出发送给Web浏览器，CGI将Web的一组简单的静态超媒体文档变成一个完整的新的交互式媒体。
Common Gateway Interface，简称CGI。在物理上是一段程序，运行在服务器上，提供同客户端HTML页面的接口。这样说大概还不好理解。
那么我们看一个实际例子：
现在的个人主页上大部分都有一个留言本。留言本的工作是这样的：先由用户在客户端输入一些信息，如评论之类的东西。接着用户按一下“发布或提交”（到目前为止工作都在客户端），浏览器把这些信息传送到服务器的CGI目录下特定的CGI程序中，于是CGI程序在服务器上按照预定的方法进行处理。在本例中就是把用户提交的信息存入指定的文件中。然后CGI程序给客户端发送一个信息，表示请求的任务已经结束。此时用户在浏览器里将看到“留言结束”的字样。整个过程结束。
CGI 目前由NCSA维护，NCSA定义CGI如下：
CGI(Common Gateway Interface),通用网关接口,它是一段程序,运行在服务器上如：HTTP服务器，提供同客户端HTML页面的接口。
2、功能
绝大多数的CGI程序被用来解释处理来自表单的输入信息，并在服务器产生相应的处理，或将相应的信息反馈给浏览器。CGI程序使网页具有交互功能。
3、处理步骤
1.浏览器通过HTML表单或超链接请求指向一个CGI应用程序的URL。
2.服务器收发到请求。
3.服务器执行指定CGI应用程序。
4.CGI应用程序执行所需要的操作，通常是基于浏览者输入的内容。
5.CGI应用程序把结果格式化为网络服务器和浏览器能够理解的文档（通常是HTML网页）。
6.网络服务器把结果返回到浏览器中。
4、网页浏览
为了更好的了解CGI是如何工作的，我们可以从在网页上点击一个链接或URL的流程：
- 1、使用你的浏览器访问URL并连接到HTTP web 服务器。
- 2、Web服务器接收到请求信息后会解析URL，并查找访问的文件在服务器上是否存在，如果存在返回文件的内容，否则返回错误信息。
- 3、浏览器从服务器上接收信息，并显示接收的文件或者错误信息。
- CGI程序可以是Python脚本，PERL脚本，SHELL脚本，C或者C++程序等。asp,php,jsp
二、python CGI编程
1、web服务器支持及配置
在你进行CGI编程前，确保您的Web服务器支持CGI及已经配置了CGI的处理程序。
Apache 支持CGI 配置：
设置好CGI目录：
[root@Node3 ~]# yum install httpd
[root@Node3 ~]# cd /var/www/
[root@Node3 www]# ls
cgi-bin error html icons所有的HTTP服务器执行CGI程序都保存在一个预先配置的目录。这个目录被称为CGI目录，并按照惯例，它被命名为/var/www/cgi-bin目录。
CGI文件的扩展名为.cgi，python也可以使用.py扩展名。
默认情况下，Linux服务器配置运行的cgi-bin目录中为/var/www。
如果你想指定其他运行CGI脚本的目录，可以修改httpd.conf配置文件，如下所示：
#
ScriptAlias /cgi-bin/ "/var/www/cgi-bin/"
#
# "/var/www/cgi-bin" should be changed to whatever your ScriptAliased
# CGI directory exists, if you have that configured.
#
<Directory "/var/www/cgi-bin">
AllowOverride None
Options None
Order allow,deny
Allow from all
</Directory>
#找到AddHandler 这一行 添加 .py 后缀，这样我们就可以访问 .py 结尾的 python 脚本文件：
AddHandler cgi-script .cgi .py启动httpd服务：
# service httpd start2、第一个CGI程序
我们使用Python创建第一个CGI程序，文件名为cgi.py，文件位于/var/www/cgi-bin目录中，内容如下：
[root@Node3 cgi-bin]# vim cgi.py
[root@Node3 cgi-bin]# cat cgi.py
#!/usr/local/bin/python2.7
#coding=utf-8
print "Content-type:text/html"
print #空行，告诉服务器结束头部
print '<html>'
print '<head>'
print '<meta charset="utf-8">'
print '<title>Hello Word - 我的第一个CGI程序！</title>'
print '</head>'
print '<body>'
print '<h2>我是来自magedu的第一个CGI程序</h2>'
print '</body>'
print '</html>'
[root@Node3 cgi-bin]# chmod +x cgi.py用浏览器访问：
这个cgi.py脚本是一个简单的Python脚本，脚本第一行的输出内容"Content-type:text/html"发送到浏览器并告知浏览器显示的内容类型为"text/html"。
用 print 输出一个空行用于告诉服务器结束头部信息。
3、HTTP头部
cgi.py文件内容中的" Content-type:text/html"即为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头部的格式如下：
HTTP 字段名: 字段内容例如：
Content-type: text/html以下表格介绍了CGI程序中HTTP头部经常使用的信息：
头 | 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、CGI环境变量
所有的CGI程序都接收以下的环境变量，这些变量在CGI程序中发挥了重要的作用：
变量名 | 描述 |
|---|---|
CONTENT_TYPE | 这个环境变量的值指示所传递来的信息的MIME类型。目前，环境变量CONTENT_TYPE一般都是：application/x-www-form-urlencoded,他表示数据来自于HTML表单。 |
CONTENT_LENGTH | 如果服务器与CGI程序信息的传递方式是POST，这个环境变量即使从标准输入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使所传递的信息。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) |
以下是一个简单的CGI脚本输出CGI的环境变量：
5、GET和POST方法
浏览器客户端通过 GET 方法和 POST 方法向服务器传递信息。
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, 如下所示：
http://www.test.com/cgi-bin/cgi.py?key1=value1&key2=value2有关 GET 请求的其他一些注释：
- GET 请求可被缓存
- GET 请求保留在浏览器历史记录中
- GET 请求可被收藏为书签
- GET 请求不应在处理敏感数据时使用
- GET 请求有长度限制
- GET 请求只应当用于取回数据
使用GET方法向cgi_get.py程序发送两个参数：
[root@Node3 cgi-bin]# cat cgi_get.py
#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
# filename：test.py
# CGI处理模块
import cgi, cgitb
# 创建 FieldStorage 的实例化
form = cgi.FieldStorage()
# 获取数据
site_name = form.getvalue('name')
site_url = form.getvalue('url')
print "Content-type:text/html"
print
print "<html>"
print "<head>"
print "<meta charset=\"utf-8\">"
print "<title> CGI 测试 </title>"
print "</head>"
print "<body>"
print "<h2>%s：%s</h2>" % (site_name, site_url)
print "</body>"
print "</html>"用浏览器访问：
6、简单的表单实例：GET方法
以下是一个通过HTML的表单使用GET方法向服务器发送两个数据，提交的服务器脚本同样是cgi_get.py文件，cgi_get.html 代码如下：
[root@Node3 html]# cat cgi_get.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>菜鸟教程(runoob.com)</title>
</head>
<body>
<form action="/cgi-bin/cgi_get.py" method="get">
站点名称: <input type="text" name="name"> <br />
站点 URL: <input type="text" name="url" />
<input type="submit" value="提交" />
</form>
</body>
</html>默认情况下 cgi-bin 目录只能存放脚本文件，我们将 cgi_get.html 存储在 test 目录下：
[root@Node3 cgi-bin]# mv cgi_get.html /var/www/html/
[root@Node3 cgi-bin]# ls /var/www/html/
cgi_get.html用浏览器访问：
7、使用POST方法传递数据
使用POST方法向服务器传递数据是更安全可靠的，像一些敏感信息如用户密码等需要使用POST传输数据。
以下同样是使用cgi_get.py ，它也可以处理浏览器提交的POST表单数据:
以下为表单通过POST方法（method="post"）向服务器脚本 cgi_get.py 提交数据:
[root@Node3 html]# cat cgi_post.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>菜鸟教程(runoob.com)</title>
</head>
<body>
<form action="/cgi-bin/cgi_get.py" method="post">
站点名称: <input type="text" name="name"> <br />
站点 URL: <input type="text" name="url" />
<input type="submit" value="提交" />
</form>
</body>
</html>用浏览器访问：
前面2张图和GET是一样的，第3张图可以看到，POST方法不会在浏览器中显示参数。