伺服器CGI模式的執行機制
CGI概括：
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定義 |
通用閘道器介面(Common Gateway Interface)是HTTP伺服器與你的或其它機器上的程式進行“交談”的一種工具，其程式須執行在網路伺服器上。 |
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功能 |
絕大多數的CGI程式被用來解釋處理來自表單的輸入資訊，並在服務器產生相應的處理，或將相應的資訊反饋給瀏覽器。CGI程式使網頁具有互動功能。 |
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執行環境 |
CGI程式在UNIX作業系統上CERN或NCSA格式的伺服器上執行。在其它作業系統（如：windows NT及windows95等）的伺服器上也廣泛地使用CGI程式，同時它也適用於各種型別機器。 |
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處理步驟 |
⑴通過Internet把使用者請求送到伺服器。 |
一、基本原理
CGI :通用閘道器介面（Common Gateway Interface）是一個Web伺服器主機提供資訊服務的標準介面。通過CGI介面，WEB伺服器就能夠獲取客戶端提交的資訊，轉交給伺服器端的CGI程式進行處理，最後返回結果給客戶端。
組成CGI通訊系統的是兩部分：一部分是html頁面，另一部分是執行在伺服器上的CGI程式。
它們之間的通訊方式如下圖：
伺服器與客戶端之間的通訊，是客戶端的瀏覽器和伺服器端的http伺服器之間的HTTP通訊，在這裡只需要知道瀏覽器請求執行伺服器上哪個
伺服器和ＣＧＩ程式之間的通訊才是我們關注的。一般情況下，伺服器和ＣＧＩ程式之間是通過標準輸入輸出來進行資料傳遞的，而這個過程需要環境變數的協作方可實現。
１、伺服器將ＵＲＬ指向一個應用程式
２、伺服器為應用程式執行做準備
３、應用程式執行，讀取標準輸入和有關環境變數
４、應用程式進行標準輸出
環境變數在ＣＧＩ中有著重要的地位，每個ＣＧＩ程式只能處理一個使用者請求，所以在啟用一個ＣＧＩ程式程序時建立了屬於該程序的環境變數。
二、環境變數
對於ＣＧＩ程式來說，它繼承了系統的環境變數，ＣＧＩ變數在ＣＧＩ程式啟動時初始化，在結束時銷燬。
當一個ＣＧＩ程式不是被ＨＴＴＰ伺服器呼叫時，它的環境變數幾乎是系統環境變數的複製。當這個ＣＧＩ程式被ＨＴＴＰ伺服器呼叫時，它的環境變數就會多了以下關於ＨＴＴＰ伺服器、客戶端。ＣＧＩ傳輸過程等專案。
與請求相關的環境變數：
REQUEST_METHOD(伺服器與CGI程式之間的資訊傳輸方式)
QUERY_STRING(採用GET時所傳輸的資訊)
CONTNENT_LENGTH(STDIO中的有效資訊長度)
CONTENT_TYPE(指示所傳來的資訊的MIME型別)
CONTENT_FILE(使用windows httpd/wincgi標準時，用來傳送資料的檔名)
....等等
與伺服器有關環境變數：
GATEWAY_INTERFACE(伺服器所實現的CGI版本)
SERVER_NAME(伺服器的IP或名字)
SERVER_PORT(主機的埠號)
SERVER_SOFTWARE(呼叫CGI程式的HTTP伺服器的名稱和版本號)
與客戶端相關的環境變數：
REMOTE_ADDR(客戶機的主機名)
REMOTE_HOST(客戶機的IP地址)
ACCEPT(列出客戶機支援的編碼方式)
ACCEPT_LANGUAGE(表明客戶機可接受語言的ISO程式碼)
AUTORIZATION(表明被證實了的使用者)
FROM(列出客戶機的email地址)
IF_MODIFIED_SINGCE(當用get方式請求並且只有當文件比指定日期更早時才返回資料)
PRAGMA(設定將來要用到的伺服器代理)
REFFERER(指定連線到當前文件的文件的URL)
USER AGENT(客戶端瀏覽器的資訊)
/**
*其實上面的變數在都可以在http報文的訊息頭裡面找到
**/
CONTENT_TYPE:如application/x-www-form-urlencoded，表示資料來自HTML表單，並且經過URL編碼。
ACCEPT:客戶機所支援的MIME型別清單，內容如：’image/gif,image/jpeg’
REQUEST_METHOD:一般包含POST和GET.
環境變數是一個儲存使用者資訊的記憶體區。當客戶端的使用者通過瀏覽器發出CGI請求時，伺服器就尋找本地的相應CGI程式並執行它。在執行CGI程式的同時，伺服器把該使用者的資訊儲存到環境變數裡。接下來，CGI程式的執行流程是這樣的：查詢與該CGI程式程序相應的環境變數：第一步是request_method，如果是POST，就從環境變數的len，然後到該程序相應的標準輸入取出len長的資料。如果是GET，則使用者資料就在環境變數的QUERY_STRING裡.
三．CGI程式實現步驟：
1.從伺服器上獲取資料：
獲取環境變數的時候，“如果先判斷REQUEST_METHOD”是否存在，程式會更健壯，否則在某些情況下可能會造成程式崩潰。因為假若CGI程式不是由伺服器呼叫的，那麼環境變數集裡就沒有與CGI相關的環境變數（如REQUEST_METHOD，REMOTE_ADDR等）新增“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，客戶端瀏覽器傳送給伺服器的資料都不是原始的使用者資料，而是經過URL編碼的。此時，CGI的環境變數Content_type將被設定，如Content_type = application/x-www-form-urlencode就表示伺服器收到的是經過URL編碼的包含有HTML表單變數資料。
編碼的基本規則是：變數之間用“&”分開；
“變數與其對應值用=”連線；“空格用+”代替；
“保留的控制字元則用%”連線對應的16禁止ASCII碼代替；
“某些具有特殊意義的字元也用%”接對應的16進位制ASCII碼代替；空格是非法字元；
任意不可列印的ASCII控制字元均為非法字元。
3.CGI資料輸出：
CGI程式如何將資訊處理結果返回給客戶端？這實際上是CGI格式化輸出。 在CGI程式中的標準輸出stdout是經過重定義了的，它並沒有在伺服器上產生任何的輸出內容，而是被重定向到客戶瀏覽器，這與它是由C，還是Perl或Python實現無關。 所以，我們可以用列印來實現客戶端新的HTML頁面的生成。比如，C的printf是向該程序的標準輸出傳送資料，Perl和Python用print向該程序的標準輸出傳送資料。
（1）CGI標題
CGI的格式輸出內容必須組織成標題/內容的形式。CGI標準規定了CGI程式可以使用的三個HTTP標題。標題必須佔據第一行輸出！而且必須隨後帶有一個空行。
標題描述：
Content_type (內容型別)設定隨後輸出資料所用的MIME型別
Location (地址)設定輸出為另外一個文件（URL）Status (狀態)指定HTTP狀態碼MIME：
向標準輸出傳送網頁內容時要遵守MIME格式規則：
任意輸出前面必須有一個用於定義MIME型別的輸出內容（Content-type）行，而且隨後還必須跟一個空行。如果遺漏了這一條，服務將會返回一個錯誤資訊。（同樣使用於其他標題）
例如Perl和Python：
print “Content-type:text/html\n\n”; //輸出HTML格式的資料
print “<body>welcome<br>”
print “</body>”
C語言：
printf( “Content-type:text/html\n\n”);
printf(“Welcome\n”);
MIME型別以型別/子型別（type/subtype）的形式表示。
其中type表示一下幾種典型檔案格式的一種：
Text、Audio、Video、Image、Application、Mutipart、Message
Subtype則用來描述具體所用的資料格式。
Application/msword微軟的Word檔案
Application/octet-stream一種通用的二進位制檔案格式
Application/zipZip壓縮檔案
Application/pdfPdf檔案
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
Location：
使用Location標題，一個CGI可以使當前使用者轉而訪問同一伺服器上的另外一個程式，甚至可以訪問另外一個URL，但伺服器對他們的處理方式不一樣。
使用Location的格式為：Location：Filename/URL，
例如：print “Location:/test.html\n\n”;
這與直接連結到test.html的效果是一樣的。
print “Location:http://www.chinaunix.com/\n\n”
由於該URL並不指向當前伺服器，使用者瀏覽器並不會直接連結到指定的URL，而是給使用者輸出提示資訊。
HTTP狀態碼：
表示了請求的結果狀態，是CGI程式通過伺服器用來通知使用者其請求是否成功執行的資訊碼，本文不做研究。
四、CGI中的訊號量和檔案鎖
因為CGI程式時公用的，而WEB伺服器都支援多程序執行，因此可能會發生同時有多個使用者訪問同一個CGI程式的情況。比如，有2個使用者幾乎同時訪問同一個CGI程式，伺服器為他們建立了2個CGI程式程序，設為程序A和程序B。假如程序A首先打開了某個檔案，然後由於某種原因被掛起（一般是由於作業系統的程序排程）；而就在程序A被掛起的這段時間內，程序B完成了對檔案的整個操作流程：開啟，寫入，關閉；程序A再繼續往下執行，但程序A所操作的檔案依舊是原來檔案的就版本，此時程序A的操作結果將覆蓋程序B的操作結果。
為了防止這種情況發生，需要用到檔案鎖或者訊號量。
鑰匙檔案？假如有多個不同的HTML可以呼叫同一個CGI程式，那麼CGI程式如何區分它們呢？一個是通過隱含的INPUT標籤。不過覺得這個比較麻煩，因為CGI必須經過一系列解碼後才能找到這個隱含INPUT的變數和其值。
五．設定HTTP伺服器以相容CGI
用Perl編寫的CGI程式字尾為：.pl；Python編寫的CGI程式字尾為：.py；而C編寫的CGI程式字尾為：.cgi，如果在win下編譯出來的是.exe，最好將它重新命名為.cgi。這些都是為了HTTP服務能夠識別並呼叫它們。
當使用appche httpd伺服器時，請編輯它的配置檔案httpd.conf如下：修改AddHandler cgi-script一句為AddHandler cgi-script .cgi .py .pl
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