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Python CGI编程

高洛峰original: 2016-11-23 14:05:531232parcourir

什么是CGI

CGI 目前由NCSA维护，NCSA定义CGI如下：

CGI(Common Gateway Interface),通用网关接口,它是一段程序,运行在服务器上如：HTTP服务器，提供同客户端HTML页面的接口。

网页浏览

为了更好的了解CGI是如何工作的，我们可以从在网页上点击一个链接或URL的流程：

1、使用你的浏览器访问URL并连接到HTTP web 服务器。

2、Web服务器接收到请求信息后会解析URL，并查找访问的文件在服务器上是否存在，如果存在返回文件的内容，否则返回错误信息。

3、浏览器从服务器上接收信息，并显示接收的文件或者错误信息。

CGI程序可以是Python脚本，PERL脚本，SHELL脚本，C或者C++程序等。

CGI架构图

Web服务器支持及配置

在你进行CGI编程前，确保您的Web服务器支持CGI及已经配置了CGI的处理程序。

所有的HTTP服务器执行CGI程序都保存在一个预先配置的目录。这个目录被称为CGI目录，并按照惯例，它被命名为/var/www/cgi-bin目录。

CGI文件的扩展名为.cgi，python也可以使用.py扩展名。

默认情况下，Linux服务器配置运行的cgi-bin目录中为/var/www。

如果你想指定其他运行CGI脚本的目录，可以修改httpd.conf配置文件，如下所示：

AllowOverride None

Options ExecCGI

Order allow,deny

Allow from all

Options All

第一个CGI程序

我们使用Python创建第一个CGI程序，文件名为hellp.py，文件位于/var/www/cgi-bin目录中，内容如下，修改文件的权限为755：

#!/usr/bin/python

print "Content-type:text/html\r\n\r\n"

print ''

print 'Hello Word - First CGI Program'

print ''

print '

Hello Word! This is my first CGI program

print ''

以上程序在浏览器访问显示结果如下：

Hello Word! This is my first CGI program

这个的hello.py脚本是一个简单的Python脚本，脚本第一的输出内容"Content-type:text/html\r\n\r\n"发送到浏览器并告知浏览器显示的内容类型为"text/html"。

HTTP头部

hello.py文件内容中的" Content-type:text/html\r\n\r\n"即为HTTP头部的一部分，它会发送给浏览器告诉浏览器文件的内容类型。

HTTP头部的格式如下：

HTTP 字段名: 字段内容

例如

Content-type: text/html\r\n\r\n

以下表格介绍了CGI程序中HTTP头部经常使用的信息：

头

描述

Content-type: 请求的与实体对应的MIME信息。例如: Content-type:text/html

Expires: Date 响应过期的日期和时间

Location: URL 用来重定向接收方到非请求URL的位置来完成请求或标识新的资源

Last-modified: Date 请求资源的最后修改时间

Content-length: N 请求的内容长度

Set-Cookie: String 设置Http Cookie

CGI环境变量

所有的CGI程序都接收以下的环境变量，这些变量在CGI程序中发挥了重要的作用：

变量名

描述

CONTENT_TYPE 这个环境变量的值指示所传递来的信息的MIME类型。目前，环境变量CONTENT_TYPE一般都是：application/x-www-form-urlencoded,他表示数据来自于HTML表单。

CONTENT_LENGTH 如果服务器与CGI程序信息的传递方式是POST，这个环境变量即使从标准输入STDIN中可以读到的有效数据的字节数。这个环境变量在读取所输入的数据时必须使用。

HTTP_COOKIE 客户机内的 COOKIE 内容。

HTTP_USER_AGENT 提供包含了版本数或其他专有数据的客户浏览器信息。

PATH_INFO 这个环境变量的值表示紧接在CGI程序名之后的其他路径信息。它常常作为CGI程序的参数出现。

QUERY_STRING 如果服务器与CGI程序信息的传递方式是GET，这个环境变量的值即使所传递的信息。这个信息经跟在CGI程序名的后面，两者中间用一个问号'?'分隔。

REMOTE_ADDR 这个环境变量的值是发送请求的客户机的IP地址，例如上面的192.168.1.67。这个值总是存在的。而且它是Web客户机需要提供给Web服务器的唯一标识，可以在CGI程序中用它来区分不同的Web客户机。

REMOTE_HOST 这个环境变量的值包含发送CGI请求的客户机的主机名。如果不支持你想查询，则无需定义此环境变量。

REQUEST_METHOD 提供脚本被调用的方法。对于使用 HTTP/1.0 协议的脚本，仅 GET 和 POST 有意义。

SCRIPT_FILENAME CGI脚本的完整路径

SCRIPT_NAME CGI脚本的的名称

SERVER_NAME 这是你的 WEB 服务器的主机名、别名或IP地址。

SERVER_SOFTWARE 这个环境变量的值包含了调用CGI程序的HTTP服务器的名称和版本号。例如，上面的值为Apache/2.2.14(Unix)

以下是一个简单的CGI脚本输出CGI的环境变量：

#!/usr/bin/python

import os

print "Content-type: text/html\r\n\r\n";

print "Environment<\br>";

for param in os.environ.keys():

print "%20s: %s<\br>" % (param, os.environ[param])

GET和POST方法

浏览器客户端通过两种方法向服务器传递信息，这两种方法就是 GET 方法和 POST 方法。

使用GET方法传输数据

GET方法发送编码后的用户信息到服务端，数据信息包含在请求页面的URL上，以"?"号分割, 如下所示：

http://www.test.com/cgi-bin/hello.py?key1=value1&key2=value2

有关 GET 请求的其他一些注释：

GET 请求可被缓存

GET 请求保留在浏览器历史记录中

GET 请求可被收藏为书签

GET 请求不应在处理敏感数据时使用

GET 请求有长度限制

GET 请求只应当用于取回数据

简单的url实例：GET方法

以下是一个简单的URL，使用GET方法向hello_get.py程序发送两个参数：

/cgi-bin/hello_get.py?first_name=ZARA&last_name=ALI

以下为hello_get.py文件的代码：

#!/usr/bin/python

# CGI处理模块

import cgi, cgitb

# 创建 FieldStorage 的实例化

form = cgi.FieldStorage()

# 获取数据

first_name = form.getvalue('first_name')

last_name = form.getvalue('last_name')

print "Content-type:text/html\r\n\r\n"

print ""

print "Hello - Second CGI Program"

print ""

print "

Hello %s %s

" % (first_name, last_name)

print ""

浏览器请求输出结果：

Hello ZARA ALI

简单的表单实例：GET方法

以下是一个通过HTML的表单使用GET方法向服务器发送两个数据，提交的服务器脚本同样是hello_get.py文件，代码如下：

使用POST方法传递数据

使用POST方法向服务器传递数据是更安全可靠的，像一些敏感信息如用户密码等需要使用POST传输数据。

以下同样是hello_get.py ，它也可以处理浏览器提交的POST表单数据:

#!/usr/bin/python

# 引入 CGI 模块

import cgi, cgitb

# 创建 FieldStorage 实例

form = cgi.FieldStorage()

# 获取表单数据

first_name = form.getvalue('first_name')

last_name = form.getvalue('last_name')

print "Content-type:text/html\r\n\r\n"

print ""

print "Hello - Second CGI Program"

print ""

print "

Hello %s %s

" % (first_name, last_name)

print ""

以下为表单通过POST方法向服务器脚本hello_get.py提交数据:

通过CGI程序传递checkbox数据

checkbox用于提交一个或者多个选项数据，HTML代码如下：

以下为 checkbox.cgi 文件的代码：

#!/usr/bin/python

# 引入 CGI 处理模块

import cgi, cgitb

# 创建 FieldStorage的实例

form = cgi.FieldStorage()

# 接收字段数据

if form.getvalue('maths'):

math_flag = "ON"

else:

math_flag = "OFF"

if form.getvalue('physics'):

physics_flag = "ON"

else:

physics_flag = "OFF"

print "Content-type:text/html\r\n\r\n"

print ""

print "Checkbox - Third CGI Program"

print ""

print "

CheckBox Maths is : %s

" % math_flag

print "

CheckBox Physics is : %s

" % physics_flag

print ""

通过CGI程序传递Radio数据

Radio只向服务器传递一个数据，HTML代码如下：

radiobutton.py 脚本代码如下：

#!/usr/bin/python

# Import modules for CGI handling

import cgi, cgitb

# Create instance of FieldStorage

form = cgi.FieldStorage()

# Get data from fields

if form.getvalue('subject'):

subject = form.getvalue('subject')

else:

subject = "Not set"

print "Content-type:text/html\r\n\r\n"

print ""

print "Radio - Fourth CGI Program"

print ""

print "

Selected Subject is %s

" % subject

print ""

通过CGI程序传递 Textarea 数据

Textarea向服务器传递多行数据，HTML代码如下：

textarea.cgi脚本代码如下：

#!/usr/bin/python

# Import modules for CGI handling

import cgi, cgitb

# Create instance of FieldStorage

form = cgi.FieldStorage()

# Get data from fields

if form.getvalue('textcontent'):

text_content = form.getvalue('textcontent')

else:

text_content = "Not entered"

print "Content-type:text/html\r\n\r\n"

print ""

print "";

print "Text Area - Fifth CGI Program"

print ""

print "

Entered Text Content is %s

" % text_content

print ""

通过CGI程序传递下拉数据

HTML下拉框代码如下：

dropdown.py 脚本代码如下所示：

#!/usr/bin/python

# Import modules for CGI handling

import cgi, cgitb

# Create instance of FieldStorage

form = cgi.FieldStorage()

# Get data from fields

if form.getvalue('dropdown'):

subject = form.getvalue('dropdown')

else:

subject = "Not entered"

print "Content-type:text/html\r\n\r\n"

print ""

print "Dropdown Box - Sixth CGI Program"

print ""

print "

Selected Subject is %s

" % subject

print ""

CGI中使用Cookie

在http协议一个很大的缺点就是不作用户身份的判断，这样给编程人员带来很大的不便，

而cookie功能的出现弥补了这个缺憾。

所有cookie就是在客户访问脚本的同时，通过客户的浏览器，在客户硬盘上写入纪录数据，当下次客户访问脚本时取回数据信息，从而达到身份判别的功能，cookie常用在密码判断中。

cookie的语法

http cookie的发送是通过http头部来实现的，他早于文件的传递，头部set-cookie的语法如下：

Set-cookie:name=name;expires=date;path=path;domain=domain;secure

name=name: 需要设置cookie的值(name不能使用"；"和"，"号),有多个name值时用"；"分隔例如：name1=name1;name2=name2;name3=name3。

expires=date: cookie的有效期限,格式： expires="Wdy,DD-Mon-YYYY HH:MM:SS"

path=path: 设置cookie支持的路径,如果path是一个路径，则cookie对这个目录下的所有文件及子目录生效，例如： path="/cgi-bin/"，如果path是一个文件，则cookie指对这个文件生效，例如：path="/cgi-bin /cookie.cgi"。

domain=domain: 对cookie生效的域名，例如：domain="www.chinalb.com"

secure: 如果给出此标志，表示cookie只能通过SSL协议的https服务器来传递。

cookie的接收是通过设置环境变量HTTP_COOKIE来实现的，CGI程序可以通过检索该变量获取cookie信息。

Cookie设置

Cookie的设置非常简单，cookie会在http头部单独发送。以下实例在cookie中设置了UserID 和 Password：


#!/usr/bin/python
 
print "Set-Cookie:UserID=XYZ;\r\n"
print "Set-Cookie:Password=XYZ123;\r\n"
print "Set-Cookie:Expires=Tuesday, 31-Dec-2007 23:12:40 GMT";\r\n"
print "Set-Cookie:Domain=www.ziqiangxuetang.com;\r\n"
print "Set-Cookie:Path=/perl;\n"
print "Content-type:text/html\r\n\r\n"
...........Rest of the HTML Content....
   

以上实例使用了 Set-Cookie 头信息来设置Cookie信息，可选项中设置了Cookie的其他属性，如过期时间Expires，域名Domain，路径Path。这些信息设置在 "Content-type:text/html\r\n\r\n"之前。
检索Cookie信息
Cookie信息检索页非常简单，Cookie信息存储在CGI的环境变量HTTP_COOKIE中，存储格式如下：


key1=value1;key2=value2;key3=value3....
   

以下是一个简单的CGI检索cookie信息的程序：


#!/usr/bin/python
 
# Import modules for CGI handling 
from os import environ
import cgi, cgitb
 
if environ.has_key('HTTP_COOKIE'):
   for cookie in map(strip, split(environ['HTTP_COOKIE'], ';')):
      (key, value ) = split(cookie, '=');
      if key == "UserID":
         user_id = value
 
      if key == "Password":
         password = value
 
print "User ID  = %s" % user_id
print "Password = %s" % password
   

以上脚本输出结果如下：


User ID = XYZ
Password = XYZ123
   

文件上传实例：
HTML设置上传文件的表单需要设置enctype 属性为multipart/form-data，代码如下所示：




   
                     action="save_file.py" method="post">
   
File: 

   

   



   

save_file.py脚本文件代码如下：


#!/usr/bin/python
 
import cgi, os
import cgitb; cgitb.enable()
 
form = cgi.FieldStorage()
 
# 获取文件名
fileitem = form['filename']
 
# 检测文件是否上传
if fileitem.filename:
   # 设置文件路径 
   fn = os.path.basename(fileitem.filename)
   open('/tmp/' + fn, 'wb').write(fileitem.file.read())
 
   message = 'The file "' + fn + '" was uploaded successfully'
   
else:
   message = 'No file was uploaded'
   
print """\
Content-Type: text/html\n


   
%s



""" % (message,)
   

如果你使用的系统是Unix/Linux，你必须替换文件分隔符，在window下只需要使用open()语句即可：


fn = os.path.basename(fileitem.filename.replace("\\", "/" ))
   

文件下载对话框
如果我们需要为用户提供文件下载链接，并在用户点击链接后弹出文件下载对话框，我们通过设置HTTP头信息来实现这些功能，功能代码如下：


#!/usr/bin/python
 
# HTTP Header
print "Content-Type:application/octet-stream; name=\"FileName\"\r\n";
print "Content-Disposition: attachment; filename=\"FileName\"\r\n\n";
 
# Actual File Content will go hear.
fo = open("foo.txt", "rb")
 
str = fo.read();
print str
 
# Close opend file
fo.close()

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