為什么要進(jìn)行CGI編程?
在HTML中，當(dāng)客戶填寫了表單，并按下了發(fā)送（submit）按鈕后，表單的內(nèi)容被發(fā)送到了服務(wù)器端，一般的，這時就需要有一個服務(wù)器端腳本來對表單的內(nèi)容進(jìn)行一些處理，或者是把它們保存起來，或者是按內(nèi)容進(jìn)行一些查詢，或者是一些別的什么。沒有了CGI，WEB的世界就完全失去了它的交互性，所有的信息都變成單向的了，而不能夠有任何的反饋。
有的人認(rèn)為可以用JavaScript來代替CGI程序，這其實(shí)是一個概念上的錯誤。JavaScript只能夠在客戶瀏覽器中運(yùn)行，而CGI卻是工作在服務(wù)器上的。他們所做的工作有一些交集，比如表單數(shù)據(jù)驗(yàn)證一類的，但是JavaScript是絕對無法取代CGI的。但可以這樣說，如果一項(xiàng)工作即能夠用JavaScript來做，又可以用CGI來做，那么絕對要使用JavaScript，在執(zhí)行的速度上，JavaScript比CGI有著先天的優(yōu)勢。只有那些在客戶端解決不了的問題，比如和某個遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫交互，這時就應(yīng)該使用CGI了。
簡單的說來，CGI是用來溝通HTML表單和服務(wù)器端程序的接口（interface）。說它是接口，也就是說CGI并不是一種語言，而是可以被其他語言所應(yīng)用的一個規(guī)范集。理論上講，你可以用任何的程序語言來編寫CGI程序，只要在編程的時候符合CGI規(guī)范所定義的一些東西就可以了。由于C語言在平臺無關(guān)性上表現(xiàn)不錯（幾乎在任何的系統(tǒng)平臺下都有其相應(yīng)編譯器），而且對大多數(shù)程序員而言都算得上很熟悉（不像Perl），因此，C是CGI編程的首選語言之一。這兒我們介紹的，就是如何使用C來編寫CGI程序。
作為CGI編程的最為簡單的例子，就是進(jìn)行表單的處理。因而在這篇文章中，我們主要介紹的就是如何用C來編寫CGI程序來進(jìn)行表但處理。
GET表單的處理
對于那些使用了屬性“METHOD=GET”的表單（或者沒有METHOD屬性，這時候GET是其缺省值），CGI定義為：當(dāng)表單被發(fā)送到服務(wù)器斷后，表單中的數(shù)據(jù)被保存在服務(wù)器上一個叫做QUERY_STRING的環(huán)境變量中。這種表單的處理相對簡單，只要讀取環(huán)境變量就可以了。這一點(diǎn)對不同的語言有不同的做法。在C語言中，你可以用庫函數(shù)getenv（定義在標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)stdlib中）來把環(huán)境變量的值作為一個字符串來存取。你可以在取得了字符串中的數(shù)據(jù)后，運(yùn)用一些小技巧進(jìn)行類型的轉(zhuǎn)換，這都是比較簡單的了。在CGI程序中的標(biāo)準(zhǔn)輸出（output）（比如在C中的stdout文件流）也是經(jīng)過重定義了的。它并沒有在服務(wù)器上產(chǎn)生任何的輸出內(nèi)容，而是被重定向到客戶瀏覽器。這樣，如果編寫一個C的CGI程序的時候，把一個HTML文檔輸出到它的stdout上，這個HTML文檔會被在客戶端的瀏覽器中顯示出來。這也是CGI程序的一個基本原理。
我們來看看具體的程序?qū)崿F(xiàn)，下面是一段HTML表單：
< FORM ACTION="/cgi-bin/mult.cgi" >
< P >請?jiān)谙旅嫣钊氤藬?shù)和被乘數(shù)，按下確定后可以看到結(jié)果。
< INPUT NAME="m" SIZE="5" >
< INPUT NAME="n" SIZE="5" >< BR >
< INPUT TYPE="SUBMIT" VALUE="確定" >
< /FORM >
我們要實(shí)現(xiàn)的功能很簡單，就是把表單中輸入的數(shù)值乘起來，然后輸出結(jié)果。其實(shí)這個功能完全可以用JavaScript來實(shí)現(xiàn)，但為了讓程序盡量的簡單易懂，我還是選擇了這個小小的乘法來作為示例。
下面就是處理這個表單的CGI程序，對應(yīng)于FORM標(biāo)簽中的ACTION屬性值。
#include < stdio.h >
#include < stdlib.h >
int main(void)
{
char *data;
long m,n;
printf("%s%c%c ","Content-Type:text/html;charset=gb2312",13,10);
printf("< TITLE >乘法結(jié)果< /TITLE > ");
printf("< H3 >乘法結(jié)果< /H3 > ");
data = getenv("QUERY_STRING");
if(data == NULL)
printf("< P >錯誤！數(shù)據(jù)沒有被輸入或者數(shù)據(jù)傳輸有問題");
else if(sscanf(data,"m=%ld&n=%ld",&m,&n)!=2)
printf("< P >錯誤！輸入數(shù)據(jù)非法。表單中輸入的必須是數(shù)字。");
else
printf("< P >%ld和%ld的成績是：%ld。",m,n,m*n);
return 0;
}
具體的C語法就不多講了，我們來看看它作為CGI程序所特殊的地方。
前面已經(jīng)提到標(biāo)準(zhǔn)輸出的內(nèi)容就是要被顯示在瀏覽器中的內(nèi)容。第一行的輸出內(nèi)容是必須的，也是一個CGI程序所特有的：printf("%s%c%c ","Content-Type:text/html",13,10)，這個輸出是作為HTML的文件頭。因?yàn)镃GI不僅可以像瀏覽器輸出HTML文本，而且可以輸出圖像，聲音之類的東西。這一行告訴瀏覽器如何處理接受到的內(nèi)容。在Content-Type的定義后面跟有兩行的空行，這也是不可缺少的。因?yàn)樗蠧GI程序的頭部輸出都是相近的，因而可以為其定義一個函數(shù)，來節(jié)省編程的時間。這是CGI編程常用的一個技巧。
程序在后面調(diào)用了用了庫函數(shù)getevn來得到QUERY_STRING的內(nèi)容，然后使用sscanf函數(shù)把每個參數(shù)值取出來，要注意的是sscanf函數(shù)的用法。其他的就沒有什么了，和一般的C程序沒有區(qū)別。
把程序編譯后，改名為mult.cgi放在/cgi-bin/目錄下面，就可以被表單調(diào)用了。這樣，一個處理GET方式表單的CGI程序就大功告成了。
POST表單處理
下面我們來考慮另外一種表單傳送方法：POST。假設(shè)我們要實(shí)現(xiàn)的任務(wù)是這樣的：把表單中客戶輸入的一段文本內(nèi)容添加到服務(wù)器上的一個文本文件的后面。這可以看作是一個留言版程序的雛形。顯然，這個工作是無法用JavaScript這種客戶端腳本來實(shí)現(xiàn)，也算得上真正意義上的CGI程序了。
看起來這個問題和上面講的內(nèi)容很相近，僅僅是用不同的表單和不同的腳本（程序）而已。但實(shí)際上，這中間是有一些區(qū)別的。在上面的例子中，GET的處理方法可以看作是“純查詢（pure query）”類型的，也就是說，它與狀態(tài)無關(guān)。同樣的數(shù)據(jù)可以被提交任意的次數(shù)，而不會引起任何的問題（除了服務(wù)器的一些小小的開銷）。但是現(xiàn)在的任務(wù)就不同了，至少它要改變一個文件的內(nèi)容。因而，可以說它是與狀態(tài)有關(guān)的。這也算是POST和GET的區(qū)別之一。而且，GET對于表單的長度是有限制的，而POST則不然，這也是在這個任務(wù)中選用POST方法的主要原因。但相對的，對GET的處理速度就要比POST快一些。
在CGI的定義中，對于POST類型的表單，其內(nèi)容被送到CGI程序的標(biāo)準(zhǔn)輸入（在C語言中是stdin），而被傳送的長度被放在環(huán)境變量CONTENT_LENGTH中。因而我們要做的就是，在標(biāo)準(zhǔn)輸入中讀入CONTENT_LENGTH長度的字符串。從標(biāo)準(zhǔn)輸出讀入數(shù)據(jù)聽起來似乎要比從環(huán)境變量中讀數(shù)據(jù)來的要容易一些，其實(shí)則不然,有一些細(xì)節(jié)地方要注意，這在下面的程序中可以看到。特別要注意的一點(diǎn)就是：CGI程序和一般的程序有所不同，一般的程序在讀完了一個文件流的內(nèi)容之后，會得到一個EOF的標(biāo)志。但在CGI程序的表單處理過程中，EOF是永遠(yuǎn)不會出現(xiàn)的，所以千萬不要讀多于CONTENT_LENGTH長度的字符，否這會有什么后果，誰也不知道（CGI規(guī)范中沒有定義，一般根據(jù)服務(wù)器不同而有不同得處理方法）。
我們來看看到底如何從POST表單收集數(shù)據(jù)到CGI程序，下面給出了一個比較簡單的C源代碼:
#include < stdio.h >
#include < stdlib.h >
#define MAXLEN 80
#define EXTRA 5
/* 4個字節(jié)留給字段的名字"data", 1個字節(jié)留給"=" */
#define MAXINPUT MAXLEN+EXTRA+2
/* 1個字節(jié)留給換行符，還有一個留給后面的NULL */
#define DATAFILE "../data/data.txt"
/* 要被添加數(shù)據(jù)的文件 */
void unencode(char *src, char *last, char *dest)
{
for(; src != last; src++, dest++)
if(*src == "+")
*dest = " ";
else if(*src == "%") {
int code;
if(sscanf(src+1, "%2x", &code) != 1) code = "?";
*dest = code;
src +=2; }
else
*dest = *src;
*dest = " ";
*++dest = "";
}
int main(void)
{
char *lenstr;
char input[MAXINPUT], data[MAXINPUT];
long len;
printf("%s%c%c ",
"Content-Type:text/html;charset=gb2312",13,10);
printf("< TITLE >Response< /TITLE > ");
lenstr = getenv("CONTENT_LENGTH");
if(lenstr == NULL || sscanf(lenstr,"%ld",&len)!=1 || len > MAXLEN)
printf("< P >表單提交錯誤");
else {
FILE *f;
fgets(input, len+1, stdin);
unencode(input+EXTRA, input+len, data);
f = fopen(DATAFILE, "a");
if(f == NULL)
printf("< P >對不起，意外錯誤，不能夠保存你的數(shù)據(jù) ");
else
fputs(data, f);
fclose(f);
printf("< P >非常感謝，您的數(shù)據(jù)已經(jīng)被保存< BR >%s",data);
}
return 0;
}
從本質(zhì)上來看，程序先從CONTENT_LENGTH環(huán)境變量中得到數(shù)據(jù)的字長，然后讀取相應(yīng)長度的字符串。因?yàn)閿?shù)據(jù)內(nèi)容在傳輸?shù)倪^程中是經(jīng)過了編碼的，所以必須進(jìn)行相應(yīng)的解碼。編碼的規(guī)則很簡單，主要的有這幾條:
1. 表單中每個每個字段用字段名后跟等號，再接上上這個字段的值來表示，每個字段之間的內(nèi)容用&連結(jié)；
2. 所有的空格符號用加號代替，所以在編碼碼段中出現(xiàn)空格是非法的；
3. 特殊的字符比如標(biāo)點(diǎn)符號，和一些有特定意義的字符如“+”，用百分號后跟其對應(yīng)的ACSII碼值來表示。
例如：如果用戶輸入的是：
Hello there!
那么數(shù)據(jù)傳送到服務(wù)器的時候經(jīng)過編碼，就變成了data=Hello+there%21 上面的unencode（）函數(shù)就是用來把編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的。在解碼完成后，數(shù)據(jù)被添加到data.txt文件的尾部，并在瀏覽其中回顯出來。
把文件編譯完成后，把它改名為collect.cgi后放在CGI目錄中就可以被表單調(diào)用了。下面給出了其相應(yīng)的表單：
< FORM ACTION="/cgi-bin/collect.cgi" METHOD="POST" >
< P >請輸入您的留言（最多80個字符）：< BR >< INPUT NAME="data" SIZE="60" MAXLENGTH="80" >< BR >
< INPUT TYPE="SUBMIT" VALUE="確定" >
< /FORM >
事實(shí)上，這個程序只能作為例子，是不能夠正式的使用的。它漏掉了很關(guān)鍵的一個問題：當(dāng)有多個用戶同時像文件寫入數(shù)據(jù)是，肯定會有錯誤發(fā)生。而對于一個這樣的程序而言，文件被同時寫入的幾率是很大的。因此，在比較正式的留言版程序中，都需要做一些更多的考慮，比如加入一個信號量，或者是借助于一個鑰匙文件等。因?yàn)槟侵皇蔷幊痰募记蓡栴}，在這兒就不多說了。
最后，我們來寫一個瀏覽data.txt文件的的CGI程序，這只需要把內(nèi)容輸出到stdout就可以了：
#include < stdio.h >
#include < stdlib.h >
#define DATAFILE "../data/data.txt"
int main(void)
{
FILE *f = fopen(DATAFILE,"r");
int ch;
if(f == NULL) {
printf("%s%c%c ",
"Content-Type:text/html;charset=gb2312",13,10);
printf("< TITLE >錯誤 < /TITLE > ");
printf("< P >< EM >意外錯誤，無法打開文件< /EM >"); }
else {
printf("%s%c%c ",
"Content-Type:text/plain",13,10);
while((ch=getc(f)) != EOF)
putchar(ch);
fclose(f); }
return 0;
}
這個程序唯一要注意的是：它并沒有把data.txt 包裝成HTML格式后再輸出，而是直接作為簡單文本（plain text）輸出，這只要在輸出的頭部用text/plain類型代替text/html就可以了，瀏覽器會根據(jù)Content-Type的類型自動的選擇相應(yīng)的處理方法。
要觸發(fā)這個程序也很簡單，因?yàn)闆]有數(shù)據(jù)要輸入，所以只需一個按鈕就可以搞定了：
< FORM ACTION="/cgi-bin/viewdata.cgi" >
< P >< INPUT TYPE="SUBMIT" VALUE="察看" >
< /FORM >
到這兒，一些基本的用C編寫CGI程序的原理就將完了。當(dāng)然，就憑講的這些內(nèi)容，還很難編寫出一個好的CGI程序，這需要進(jìn)一步的學(xué)習(xí)CGI的規(guī)范定義，以及一些其他的CGI編程特有的技巧。
這篇文章的目的，也就是要你了解一下CGI編程的概念。事實(shí)上，現(xiàn)在的一些主流的服務(wù)器端腳本編程語言如ASP，PHP，JSP等，都基本上具備了CGI編程的大部分的功能，但他們在使用上的，確實(shí)是比無論用什么語言進(jìn)行CGI編程都要容易的多。所以在進(jìn)行服務(wù)器端編程的時候，一般都會首先考慮使用這些腳本編程語言。只有當(dāng)他們也解決不了，比如要進(jìn)行一些更為底層的編程的時候，才會用到CGI。
