# 6.1 CGI HTTP協議早期設計是一個通信應答協議，服務器不記錄任何狀態。 簡單來說如下： 客戶端請求服務器上的abc.html，服務器給客戶端返回abc.html，完事兒結束。 想象一下客戶端如果持續請求abc.html 100次，那么服務器傻傻的提供100次，因為服務器根本不記錄任何狀態，所以你要了，我就給就是。 這樣設計的好處是足夠簡單，但是顯然不是那么合理。 但是WWW發展，需要HTTP協議有更加強大的功能，更多需要和服務器的交互。 打個比方，登錄淘寶時，每個用戶進入相同的頁面，但是輸入了不同的用戶名和密碼，然后提交到服務器。 提交到服務器之后，服務器需要對用戶名和密碼進行驗證。這種提交，顯然請求的不能是簡單的請求一個文件資源，而應該是調用服務器的某個方法，某個函數。 這個功能可以通過CGI來實現。 CGI是一個可執行程序，它能響應用戶的請求，這個可執行程序可以使用任何語言來編寫。 ## 6.1 .CGI 通用網關接口（Common Gateway Interface/CGI）描述了客戶端和服務器程序之間傳輸數據的一種標準，可以讓一個客戶端，從網頁瀏覽器向執行在網絡服務器上的程序請求數據。CGI 獨立于任何語言的，CGI 程序可以用任何腳本語言或者是完全獨立編程語言實現，只要這個語言可以在這個系統上運行。Unix shell script, Python, Ruby, PHP, perl, Tcl, C/C++, 和 Visual Basic 都可以用來編寫 CGI 程序。 最初，CGI 是在 1993 年由美國國家超級電腦應用中心（NCSA）為 NCSA HTTPd Web 服務器開發的。這個 Web 服務器使用了 UNIX shell 環境變量 來保存從 Web 服務器傳遞出去的參數，然后生成一個運行 CGI 的獨立的進程。cgi的處理流程如下圖所示：  * step1. web 服務器收到客戶端（瀏覽器）的請求Http Request，啟動CGI程序，并通過環境變量、標準輸入傳遞數據 * step2. cgi進程啟動解析器、加載配置（如業務相關配置）、連接其它服務器（如數據庫服務器）、邏輯處理等 * step3. cgi程將處理結果通過標準輸出、標準錯誤，傳遞給web 服務器 * step4. web 服務器收到cgi返回的結果，構建Http Response返回給客戶端，并殺死cgi進程 web服務器與cgi通過環境變量、標準輸入、標準輸出、標準錯誤互相傳遞數據。 >在遇到用戶連接請求： >1 先要創建cgi子進程，然后cgi子進程處理請求。處理完事退出這個子進程：fork-and-execute >2 cgi方式是客戶端有多少個請求，就開辟多少個子進程，每個子進程都需要啟動自己的解釋器，加載配置，連接其他服務器等初始化工作，這是cgi進程性能低下的主要原因。當用戶請求非常多的時候，會大量的占用內存、cpu等資源。造成性能低下。 ### 環境變量 GET請求，它將數據打包放置在環境變量QUERY_STRING中，CGI從環境變量QUERY_STRING中獲取數據。常見的環境變量如下表所示： | 環境變數 | 內容 | | -- | -- | | AUTH_TYPE |存取認證類型。| | CONTENT_LENGTH | 由標準輸入傳遞給CGI程序的數據長度，以bytes或字元數來計算。 | | CONTENT_TYPE | 請求的MIME類型| | GATEWAY_INTERFACE | 服務器的CGI版本編號。 | | HTTP_ACCEPT |瀏覽器能直接接收的Content-types, 可以有HTTP Accept header定義. | | HTTP_USER_AGENT |遞交表單的瀏覽器的名稱、版本 和其他平臺性的附加信息。 | | HTTP_REFERER| 遞交表單的文本的 URL，不是所有的瀏覽器都發出這個信息，不要依賴它 | | PATH_INFO | 傳遞給cgi程式的路徑信息| | QUERY_STRING |傳遞給CGI程式的請求參數，也就是用"?"隔開，添加在URL后面的字串。| | REMOTE_ADDR | client端的host名稱 | | REMOTE_HOST | client端的IP位址。 | | REMOTE_USER |client端送出來的使用者名稱。 | | REMOTE_METHOD | client端發出請求的方法（如get、post）。 | | SCRIPT_NAME | CGI程式所在的虛擬路徑，如/cgi-bin/echo。 | | SERVER_NAME | server的host名稱或IP地址。 | | SERVER_PORT| 收到request的server端口。 | | SERVER_PROTOCOL |所使用的通訊協定和版本編號。 | | SERVER_SOFTWARE | server程序的名稱和版本。| ## 標準輸入 環境變量的大小是有一定的限制的，當需要傳送的數據量大時，儲存環境變量的空間可能會不足，造成數據接收不完全，甚至無法執行CGI程序。因此后來又發展出另外一種方法：POST，也就是利用I/O重新導向的技巧，讓CGI程序可以由STDIN和STDOUT直接跟瀏覽器溝通。 當我們指定用這種方法傳遞請求的數據時，web 服務器收到數據后會先放在一塊輸入緩沖區中，并且將數據的大小記錄在CONTENT_LENGTH這個環境變數，然后調用CGI程式并將CGI程序的STDIN指向這塊緩沖區，于是我們就可以很順利的通過STDIN和環境變數CONTENT_LENGTH得到所有的資料，再沒有資料大小的限制了。 總結：CGI使外部程序與Web服務器之間交互成為可能。CGI程式運行在獨立的進程中，并對每個Web請求建立一個進程，這種方法非常容易實現，但效率很差，難以擴展。面對大量請求，進程的大量建立和消亡使操作系統性能大大下降。此外，由于地址空間無法共享，也限制了資源重用。