分类： LINUX
2009-12-07 14:36:28
CGI（公用网关接口）规定了Web调用其他可执行程序（CGI程 序）的接口标准。Web通过调用CGI程序实现和Web浏览器的交互，也就是CGI程序接受Web浏览器发送给Web服务器的信息，进行处理，将响应结果再回送给Web服务器及Web浏览器。CGI程序一般完成Web网页中表单（Form）数据的处理、数据库查询和实现与传统应用系统的集成等工作。CGI程序可以用任何程序设计语言编写，如Shell脚本语言、Perl、Fortran、Pascal、C语言等。但是用C语言编写的CGI程序具有执行速度快、安全性高（因为C语言程序是编译执行且不可被修改）等特点。
CGI接口标准包括标准输入、环境变量、标准输出三部分。
1.标准输入CGI程序像其他可执行程序一样，可通过标准输入（stdin）从Web服务器得到输入信息，如Form中的数据，这就是所谓的向CGI程序传递数据的POST方法。这意味着在操作系统命令行状态可执行CGI程序，对CGI程序进行调试。POST方法是常用的方法，本文将以此方法为例，分析CGI程序设计的方法、过程和技巧。
2.环境变量
操作系统提供了许多环境变量，它们定义了程序的执行环境，应用程序可以存取它们。Web服务器和CGI接口又另外设置了自己的一些环境变量，用来向CGI程序传递一些重要的参数。CGI的GET方法还通过 环境变量QUERY-STRING向CGI程序传递Form中的数据。
3.标准输出CGI程序通过标准输出（stdout）将输出信息传送给Web服务器。传送给Web服务器的信息可以用各种格式，通常是以纯文本或者HTML文本的形式，这样我们就可以在命令行状态调试CGI程序，并且得到它们的输出。
下面是一个简单的CGI程序，它将HTML中Form的信息直接输出到We b浏览器。
代码：
| #include #include main() { int,i,n; printf (″Contenttype:text/plain\n\n″); n=0; if(getenv(″CONTENT-LENGTH″)) n=atoi(getenv(CONTENT-LENGTH″)); for (i=0;i putchar (′\n′); fflush(stdout); } |
下面对此程序作一下简要的分析。
代码：
| prinft (″Contenttype:text/plain\n\n″); |
此行通过标准输出将字符串″Contenttype：text/plain\n\n″传送给Web服务器。它是一个MIME头信息，它告诉Web服务器随后的输出是以纯ASCII文本的形式。请注意在这个头信息中有两个新行符，这是因为Web服务器需要在实际的文本信息开始之前先看见一个空行。
代码：
| if (getenv(″CONTENT-LENGTH″)) n=atoi (getenv(″CONTENT-LENGTH″)); |
此行首先检查环境变量CONTENT-LENGTH是否存在。Web服务器在调用使用POST方法的CGI程序时设置此环境变量，它的文本值表示Web服务器传送给CGI程序的输入中的字符数目，因此我们使用函数atoi（） 将此环境变量的值转换成整数，并赋给变量n.请注意Web服务器并不以文件结束符来终止它的输出，所以如果不检查环境变量CONTENT-LENGTH，CGI程序就无法知道什么时候输入结束了。
代码：
| for (i=0;i |
此行从0循环到（CONTENT-LENGTH-1）次将标准输入中读到的每一个字符直接拷贝到标准输出，也就是将所有的输入以ASCII的形式回送给Web服务器。
通过此例，我们可将CGI程序的一般工作过程总结为如下几点。
1.通过检查环境变量CONTENT-LENGTH，确定有多少输入；2.循环使用getchar（）或者其他文件读函数得到所有的输入；3.以相应的方法处理输入；4.通过″Contenttype：″头信息，将输出信息的格式告诉Web服务器；5.通过使用printf（）或者putchar（）或者其他的文件写函数，将输出传送给Web服务器。
总之，CGI程序的主要任务就是从Web服务器得到输入信息，进行处理，然后将输出结果再送回给Web服务器。
二、环境变量环境
变量是文本串（名字/值对），可以被OS Shell或其他程序设置 ，也可以被其他程序访问。它们是Web服务器传递数据给CGI程序的简单手段，之所以称为环境变量是因为它们是全局变量，任何程序都可以存取它们。
下面是CGI程序设计中常常要用到的一些环境变量。
HTTP-REFERER：调用该CGI程序的网页的URL.
REMOTE-HOST：调用该CGI程序的Web浏览器的机器名和域名。
REQUEST-METHOD：指的是当Web服务器传递数据给CGI程序时所采用的方法，分为GET和POST两种方法。GET方法仅通过环境变量（如QUERY-STRING）传递数据给CGI程序，而POST方法通过环境变量和标准输入传递数据给CGI程序，因此POST方法可较方便地传递较多的数据给CGI程序。
SCRIPT-NAME：该CGI程序的名称。
QUERY-STRING：当使用POST方法时，Form中的数据最后放在QUERY-STRING中，传递给CGI程序。
CONTENT-TYPE：传递给CGI程序数据的MIME类型，通常为″applica tion/x-www-form-url encodede″，它是从HTML Form中以POST方法传递数据给CGI程序的数据编码类型，称为URL编码类型。
CONTENT-LENGTH：传递给CGI程序的数据字符数（字节数）。
在C语言程序中，要访向环境变量，可使用getenv（）库函数。例如：
代码：
| if (getenv (″CONTENT-LENGTH″)) n=atoi(getenv (″CONTENT-LENGTH″)); |
请注意程序中最好调用两次getenv（）：第一次检查是否存在该环境变量，第二次再使用该环境变量。这是因为函数getenv（）在给定的环境变量名不存在时，返回一个NULL（空）指针，如果你不首先检查而直接引用它，当该环境变量不存在时会引起CGI程序崩溃。
三、From输入的分析和解码
1.分析名字/值对
当用户提交一个HTML Form时，Web浏览器首先对Form中的数据以名字/值对的形式进行编码，并发送给Web服务器，然后由Web服务器传递给CGI程序。其格式如下：
name1=value1&name2=value2&name3=value3&name4=value4&……
其中名字是Form中定义的INPUT、SELECT或TEXTAREA等标置（Tag）名字，值是用户输入或选择的标置值。这种格式即为URL编码，程序中需要对其进行分析和解码。要分析这种数据流，CGI程序必须首先将数据流分解成一组组的名字/值对。这可以通过在输入流中查找下面的两个字符来完成。
每当找到字符=，标志着一个Form变量名字的结束；每当找到字符& ，标志着一个Form变量值的结束。请注意输入数据的最后一个变量的值不以&结束。一旦名字/值对分解后，还必须将输入中的一些特殊字符转换成相应的ASCII字符。这些特殊字符是：
+：将+转换成空格符；
%xx：用其十六进制ASCII码值表示的特殊字符。根据值xx将其转换成相应的ASCII字符。
对Form变量名和变量值都要进行这种转换。下面是一个对Form数据进行分析并将结果回送给Web服务器的CGI程序。
代码：
| #include #include #include int htoi(char *); main() { int i,n; char c; printf (″Contenttype: text/plain\n\n″); n=0; if (getenv(″CONTENT-LENGTH″)) n=atoi(getenv(″CONTENT-LENGTH″)); for (i=0; i c=getchar(); switch (c){ case ′&′: c=′\n′; break; case ′+′: c=′ ′; break; case ′%′:{ char s[3]; s[0]=getchar(); s[1]=getchar(); s[2]=0; c=htoi(s); i+=2; } break; case ′=′: c=′:′; is-eq=1; break; }; putchar(c); if (is-eq) putchar(′ ′); } putchar (′\n′); fflush(stdout); } /* convert hex string to int */ int htoi(char *s) { char *digits=″0123456789ABCDEF″; if (islower (s[0])) s[0]=toupper(s[0]); if (islower (s[1])) s[1]=toupper(s[1]); return 16 * (strchr(digits, s[0]) -strchr (digits,′0′) ) +(strchr(digits,s[1])-strchr(digits,′0′)); } |
上面的程序首先输出一个MIME头信息给Web服务器，检查输入中的字符数，并循环检查每一个字符。当发现字符为&时，意味着一个名字/值对的结束，程序输出一个空行；当发现字符为+时，将它转换成空格； 当发现字符为%时，意味着一个两字符的十六进制值的开始，调用htoi（）函数将随后的两个字符转换为相应的ASCII字符；当发现字符为=时，意味着一个名字/值对的名字部分的结束，并将它转换成字符：。最后将转换后的字符输出给Web服务器。
四、产生HTML输出
CGI程序产生的输出由两部分组成：MIME头信息和实际的信息。两部分之间以一个空行分开。我们已经看到怎样使用MIME头信息″Cont enttype：text/plain\n\n″和printf（）、put char（）等函数调用来输 出纯ASCII文本给Web服务器。实际上，我们也可以使用MIME头信息″C ontenttype：text/html\n\n″来输出HTML源代码给Web服务器。请注意任何MIME头信息后必须有一个空行。一旦发送这个MIME头信息给We b服务器后，Web浏览器将认为随后的文本输出为HTML源代码，在HTML源代码中可以使用任何HTML结构，如超链、图像、Form，及对其他CGI程 序的调用。也就是说，我们可以在CGI程序中动态产生HTML源代码输出 ，下面是一个简单的例子。
代码：
| #include #include main() { printf(″Contenttype:text/html\n\n″); printf(″\n″); printf(″ printf(″ \n″); printf(″ This is an HTML page generated from with i n a CGI program.. .\n″);printf(″ \n″); |
上面的CGI程序简单地用printf（）函数来产生HTML源代码。请注意在输出的字符串中如果有双引号，在其前面必须有一个后斜字符\， 这是因为整个HTML代码串已经在双引号内，所以HTML代码串中的双引号符必须用一个后斜字符\来转义。
五、结束语
本文详细分析了用C语言进行CGI程序设计的方法、过程和技巧。C语言的CGI程序虽然执行速度快、可靠性高，但是相对于Perl
