CGI技术及其开发(一)

CGI技术及其开发 一 作为Internet 上最主要的信息管理和组织手段 阳W由 系列相应的技术及应用构 成 其 组成技术包括HTTP HTML URL以及CGI 等 WWW服务器本身提供些基本功 能 以 完成客户端的请求和自身的管理 但不同的用户有不同的功能要求 其中许 多功能是WWW 服务器本身不能提供的 比如在线查询等 它必须提供 种扩展手 段 以 允许用户编写扩展应用程序来扩展服务器的功能 CGI CCommonGatewaylnterface 即通 用网关接口 就是这样的种标准扩展技术 下面就CGI 的基本技术及其开发 进行讨 论 CGI 技术 1 1CGI 的提出 CGI 是外部扩展应用程序与WWW服务器交互的个标准接口 按照CGI 标准编写的外 部扩展应用程序可以处理客户端 般是WWW浏览器 输入的协同工作数据 完成 客户端与服务器的交互操作 这在实际应用中非常有用 如可以编写CGI 外部扩展 程序来访问外部数据库 客户端用户可以通过它和WWW服务器来进行数据查询 CGI 般分两种 标准CGI 和缓冲CGI 所有的WWW服务器均应支持标准CGI 按标准 CGI 编写的程序与具体的阳W服务器无关 而按缓冲CGI 编写的程序与WWW服务器有 关 1 2CGI 的工作原理 1 标准CGI 客户端 服务器 CGI 接口与外部程序间的关系可用图1 1表示 如上图所示 服 务器是客户端 如浏览器 与扩展程序之间的通道 当客户端的用户完成了 定 输 入工作 比如填充完HTML文档中的FORM表 之后向服务器发出HTTP请求 称为 CGI 请求 服务器守护进程接收到该请求后 就创建个子进程 称为CGI 进程 该CGI 子进程将CGI 请求的有关数据设置成环境变量 在外部CGI 程序与服务器问建 立两条数据通道 标准 I 川 然后启动URL指定的CGI 程序 并与该子进程保持 同 步 以监测 CGI 程序的执行状态 子进程通过标准输出流将处理结果传递给服务 器 守护进程 守护进程再将处理结果作为应答消息回送到客户端 外部CGI 程序通 过 环境变量 命令行参数 标准输入输出与WWW服务器进行通讯 传递有关参数和 处 理结果 士环境变量 当服务器守护进程创建子进程运行CGI 程序时 设置相应 的 环境变量和命令行参数 以传递客户端和服务器的有关信息给该子进程 士命令 行 参数 命令行参数仅在有HTML文档中有 ISINDEX查询的情况下使用 士标准输入 输 出 当HTTP请求模式采用POST方式时 CGI 程序通过标准输入流和有关环境变 量来 获取客户端传输数据 如采用GET 方式时 CGI 程序直接通过环境变量获取客户 端传 输数据 当 CGI 程序要返回处理结果 一般为HTML文档 给客户端时 它通过标 准 输出流将该结果数据传递给服务器守护进程 2 缓冲 CGI 标准CGI 使用 Stdin Stdout 来进行数据通讯 这是由其最初开发环境 CUnix操作 系统 所决定的 但是许多Windows环境下的编程工具 如VB和De1phi 等 是不 支 持这种 I O方式的 这时就不能用它们来开发基于标准CGI 的应用程序 于是有些 服务器提出了缓冲CGI 的概念 缓冲CGI 亦称为 WinCGI 此时 CGI 扩展程序与服务 器 问通过缓冲 CGI 而不是标准 CGI 进行通讯 而缓冲CGI 与服务器间的通讯还是通 过标 准CGI 接口 后者由WWW服务器的内置缓冲处理程序实现 这几部分的关系 可用图 1 2表示 缓冲CGI 的工作原理与标准CGI相似 不同的是当服务器守护进程接 收 到客户端的 CGI 请求时 所建立的CGI 子进程将 CGI 请求的有关数据设置成环境 变量 外 还将它们保存在输入缓冲区中 通过缓冲处理程序在外部CGI 程序与服 务器问 建立两条数据通道 输入 输出缓冲区 0 CGI 子进程通过输出缓冲区将处理结果 传递给服务器守护进程 此处外部CGI 程序通过环境变量和输入 输出缓冲区与WWW 服务器进行通讯 传递有关参数和处理结果 此处环境变量的意义同上 不过这 些环境变量及其相应值保存在输入缓冲区中 此外 输入缓冲区中还存放客户端 的传输数据 如采用POST模式的话 输出缓冲区用来存放扩展程序的处理结果 3 标准CGI 与缓冲CGI 的区别 对CGI 扩展程序而言 最主要差别在于数据的 I 不同 对缓冲CGI 服务器与CGI 扩展程序间的数据交换是通过缓冲区 而标准CGI 是通过标准 I O 使用缓冲CGI 可 选择更多的开发工具 可以开发Windows95和JWindowsNT下的GUI 扩展程序 而使用 标准CGI所选用的开发工具必须支持标准 I O 只有少数几种WWW服务器支持缓冲 CGI 因此基于它的扩展程序兼容性不如标准CGI好 1 3CGI 与其他WWW技术的关系 CGI 作为WWW服务器的标准扩展技术 由上面CGI 的基本原理可知 它和许多其它的 WWW技术密切相关 如HTTP HTML MIME和URL等 下面主要就它与前两种技术的关 系进行研究 1 CGI 与HTTP协议 CGI 通过HTTP协议在客户端和服务端进行通讯 士客户端用户代理向服务器发送的 请求是HTTP请求消息 该消息中含有处理用户输入的CGI 扩展程序的URL值 士 CGI 扩展程序在处理结束后 返回给客户端的应答是HTTP应答消息 因此CGI 程序的输 出数据必须符合HTTP应答消息的语法格式 这在基于CGI标准的开发中非常重要 2 CGI 与HTML语言 CGI 扩展程序的输出数据 HTTP应答消息 一般有两种 符合MIME类型的文档 最 普遍的是HTML文档 表示为text htm1 指向其它文档的URL链接 这两种方式 都与HTML语言有关 数据的组织须符合HTML语法格式 1 4CGI 开发的几个问题 基于WWW的人机交互一般有两种情况 本地交互和通过网络传输的交互 前者是指 客户端用户的输入数据在客户端本地进行处理 然后将处理结果返回给用户 常 见的开发工具有 avaScript Netscape开发 和VBScript Microsoft 开发 后 者 是指客户端用户输入的数据通过网络传输到WWW服务器 服务器处理结束后将处 理结 果返回给客户端用户 常见的开发技术是WWW服务器扩展技术优DCGI API 等 此 处主要讨论基于标准CGI 技术的通过网络进行数据传输的交互实现 对这种人机 交互 的实现 主要有三个环节需要解决 如何获取客户端传输的数据 如何提取有 效数据并处理这些数据 如何向客户端返回应答 下面分别结合有关技术 谈谈这 三方面问题的解决 1 客户端传输数据的获取 由第三章CGI 的原理可知 当服务端守护进程接收到客户端用户代理 如浏览器 提交的CGI 请求时 所创建的CGI 子进程会设置与CGI 请求内容有关的环境变量 并 建立服务器与外部CGI 程序之间通讯的通道 即标准1 0 0 CGI 程序可以通过环 境 变量 标准 I O或命令行参数获取客户端用户输入的数据 数据的获取与请求所 采 用的HTTP方法 Method 和用户所使用的请求方式有关 用户通过CGI 请求数 据一 般有三种方式 HTMLFORM表 ISINDEX 可点击图片 ISMAP或Imagemaps 后两 种方式是通过命令行参数传递用户的输入数据 在C语言中 下面的举例 亦然 CGI 程序可以用argc和argv int 获得这些参数值 而前一种方式则取 决于HTTP请 求方法 但不管采用何种方法 都将用到环境变量来传递有关请求内 容 获取环境变量 环境变量的类别很多 包含客户端和服务端的详细信息 在一 般CGI 程序开发中 下述几个环境变量在数据传递中起着重要作用 士 GATEWAY INTERFACE CGI 程序所使用的CGI标准接口的版本号 如使用的CGI 1 1版 该变量表示为 CGI 1 1 士 REQUEST METHOD HTTP请求方法 根据该变量值可判断CGI 请求所采用的请求方法 以决定是通过Stdin 还是通过环境变量QUERY STRING获取客户端传输数据 士 QUERY STRING QUERY STRING是CGI 程序URL中 I I 之后的数据 当使用ISINDEX查询或FORM表使 用GET 方法时 客户端传输数据可以通过读取该变量而获得 士 CONTENT LENGTH NTENT LENGTH表示客户端传输数据的字节数 古 CONTENT TYPE NTENT TYPE表示客户端传输数据的数据编码类型 利用 environ int 函数可以获得所有的环境变量及其值 利用getenv constchar 士 函数可以获得指定环境变量的相应值 HTTP请求方法 客户端用户代理提交的CGI 请求是HTTP请求 其中包括HTTP请求方法 HTTP协议定义 的请求方法中常用的主要有GET和POST 客户端FORM表的METHOD属性用来设置请求方法 其缺省值为GET 如果在FORM中使用 GET方法 CGI 程序通过环境变量QUERY STRING获取客户端传输数据 如果在FORM中 使用POST方法 CGI 程序通过通过CONTENT LENGTH获取客户端传输数据的字节数 通过Stdin读取客户端传输数据 2 有效数据的提取和处理 通过上述方式获取的客 户端传输数据的般格式为 name 1 J 二value 1 J val ue i J 表示变量 值 它是用户在FORM表中某输入域中输入的值 客户端传输数据的每对 I Name二Value 串由 PurveyorWebserver 和 Microsoft IIS提供的是ISAPI 利用这些API 编写程序的流程和最后生成的文件类型也不样 比 如用ISAPI 编写程序时必须依照它的特定框架 最后建立的文件可以是EXE文件和DLL 文件 下表 图3 3 列出了CGI SSI 和API 三种技术在主要性能方面的比较 SSI CGI API 实现的灵活性差好好可实现的功能差强大强大对程序员的要求低 般较高 开发与测试时间短 般较长花费低 般较高操作的风险性低低较大移植性 较好较好差 CPU的负载高高较低CGUDAPI 都需要编程实现 利用它们可访问更 多的数