# 3.4.1 CGI ### 3.4.1 CGI CGI即**通用網關接口（Common Gateway Interface）**，1993年由美國NCSA（National Center for Supercomputing Applications）發明。它具有簡單易用、語言無關的特點。雖然今天已經少有人直接使用CGI進行編程，但它仍被主流的Web服務器，如Apache、IIS、Nginx[1](#fn_1)等，所廣泛支持。另外，它還影響了其他一些服務器端技術，如PHP、Python WSGI、Ruby Rack等——在這些技術里你都能看到CGI的影子。所以它仍然值得學習。 先來看一個最簡單的CGI程序[2](#fn_2)： ``` #!/usr/bin/perl print "Content-type: text/plain\n", "\n"; print "Hello, CGI!"; ``` 把這個程序保存到文件hello.pl，并假設它對應的URL是`http://localhost/cgi-bin/hello.pl`。在瀏覽器中訪問這個URL，你就能看到程序的輸出結果——一個普通文本： ``` Hello, CGI! ``` 在前面[HTTP - 服務器應答](response.html)一節我們已經了解了HTTP應答的格式，對照一下，你會發現這個CGI程序的輸出正是如此：首先是若干頭部（header），一個一行（這里僅有一個Content-Type頭）；接著是一個空行（注意Content-Type這一行結尾輸出了兩個”\\n”：第一個是頭部的換行，第二個是分隔頭部和正文的空行）；最后是消息正文。與之前不同的是，這里我們沒有輸出應答狀態行（Status Line）——這有一些特別：如果CGI程序沒有指明，缺省的狀態代碼是200；如果想返回其他代碼，需要用到一個特殊的Status頭部（header），如： ``` print "Status: 404 Not found\n"; ``` CGI程序可以動態產生任何內容，只要按照HTTP應答的格式向標準輸出（stdout）設備輸出這些內容即可。另外，CGI程序也可以由任何語言來編寫，上面的例子只是以Perl為例，你還可以用Python、Ruby、BASH腳本……，以及編譯好的C/C++程序。 在上面的例子中我們還沒有談到程序的輸入（input）。CGI程序使用環境變量作為輸入。下面的例子展示了這一點： ``` #!/usr/bin/perl print "Content-type: text/plain\n", "\n"; foreach my $key (sort keys %ENV) { print "$key => $ENV{$key}\n"; } ``` 這個CGI程序把它的環境變量和值都打印了出來。假設它對應的URL是`http://localhost/cgi-bin/env.pl`。我們在瀏覽器中訪問`http://localhost/cgi-bin/env.pl?name=Bob`，會得到類似如下的結果： ``` GATEWAY_INTERFACE => CGI/1.1 HTTP_ACCEPT => text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8 HTTP_ACCEPT_ENCODING => gzip, deflate, sdch HTTP_ACCEPT_LANGUAGE => zh-CN,zh;q=0.8,en;q=0.6,ja;q=0.4 HTTP_CACHE_CONTROL => max-age=0 HTTP_CONNECTION => keep-alive HTTP_COOKIE => ... HTTP_HOST => localhost HTTP_UPGRADE_INSECURE_REQUESTS => 1 HTTP_USER_AGENT => Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_10_5) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/50.0.2661.86 Safari/537.36 PATH => /usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin QUERY_STRING => name=Bob REMOTE_ADDR => 10.0.0.9 REMOTE_PORT => 50497 REQUEST_METHOD => GET REQUEST_SCHEME => http REQUEST_URI => /cgi-bin/env.pl?name=Bob SCRIPT_FILENAME => /var/www/cgi-bin/env.pl SCRIPT_NAME => /cgi-bin/env.pl SERVER_ADDR => 10.0.0.8 SERVER_ADMIN => webmaster@localhost SERVER_NAME => localhost SERVER_PORT => 80 SERVER_PROTOCOL => HTTP/1.1 SERVER_SIGNATURE => <address>Apache/2.4.7 (Ubuntu) Server at ubuntu-vm Port 80</address> SERVER_SOFTWARE => Apache/2.4.7 (Ubuntu) ... ``` 其中，HTTP\_開頭的變量都是請求頭（request header），其他大部分都是服務器提供的元變量（meta variable），如SERVER\_NAME，REQUEST\_URI和REMOTE\_ADDR等，以及少量關于主機的環境變量，如PATH。這些變量的含義大都不言自明，在此不一一解釋。值得指出的是，我們在URL請求里的查詢部分，即”?name=Bob”，可以通過QUERY\_STRING變量得到。此外，如果請求含有消息正文（message body），如前面“資源與方法”一節的POST的例子，我們可以通過讀取標準輸入設備（stdin）來得到它。 總之，CGI程序通過環境變量和標準輸入獲得請求的各種參數信息，通過標準輸出返回應答；服務器并不關心CGI程序是用什么語言編寫的，它僅通過環境變量和標準輸入、輸出與CGI程序交互。 每當有一個請求對應到一個CGI程序時，服務器就啟動一個進程執行這個CGI程序。因此CGI程序對主機的資源消耗比較大（想想如果有1000個并發請求會怎么樣），同時它的響應速度也會比較慢（進程的啟動比較花時間）。所以人們開始尋找CGI的替代者，這導致了FastCGI等技術的出現。關于CGI的更多信息，可參考[https://en.wikipedia.org/wiki/Common\_Gateway\_Interface](https://en.wikipedia.org/wiki/Common_Gateway_Interface)。 > 1. 嚴格來說Nginx不直接支持CGI，但它支持CGI的變體FastCGI，所以實際上仍然算是支持的。參考：<https://www.nginx.com/resources/wiki/start/topics/examples/simplecgi/>[?](#reffn_1 "Jump back to footnote [1] in the text.") > 2. 以Apache服務器為例，請參考它的文檔來設置好CGI的運行環境： <http://httpd.apache.org/docs/current/howto/cgi.html>[?](#reffn_2 "Jump back to footnote [2] in the text.")