【Web学习笔记】浅析CGI概念及用法
1. CGI是什么
CGI是Common Gateway Interface的简写,它提供了一种标准方法使得位于WebServer后端的web应用可以根据client的请求动态生成网页内容。在互联网应用常见的C-S模式中,从Server角度来看,CGI提供了WebServer和生成具体内容的Web程序之间的接口,具体实现CGI标准协议的程序称为CGI脚本(因为它们通常是用脚本语言实现的)或简称CGI。
可见,严格意义上的CGI其实是一个标准(详见CGI-RFC-Doc),而我们经常听到的CGI其实是指实现CGI标准的CGI程序(可能由脚本语言实现,也可能由C/C++实现)。
对于新手来说,有必要搞清楚CGI的这两重概念,否则可能由于概念不清而导致一头雾水。
关于初学者对CGI的困惑,StackOverflow上有篇有趣且经典的帖子,强烈建议围观:I never really understood: what is CGI? ,相信对理解CGI的两重概念有帮助。
2. 引入CGI的目的
CGI标准定义了一系列被称为meta-variables的抽象参数,这些meta-variables可描述来自客户端的http请求,从而实现了一个WebServer和后端CGI程序的接口,这个接口是与平台无关的。
由于CGI的存在,WebServer与后端程序得以各司其职:
1) WebServer负责处理HTTP连接、数据传输、网络事件等与客户端请求相关但与具体应用无关的逻辑
2) 后端程序处理应用相关逻辑,根据请求参数动态生成数据并由WebServer返回给客户端
一个典型C-S交互的完整流程如下所述:
WebServer接收来自client的请求并将其请求参数转换为CGI的meta-variables和message-body(如HTTP POST的body数据),接着,根据URI参数来选择合适的CGI程序并调用之以处理用户请求,然后,接收CGI程序返回的结果数据,最后,将数据返回给client。
需要说明的是:在处理client request过程中,WebServer负责实现协议级或传输层的安全认证(如https认证)。
3. 实例说明
以client的http GET请求http://somehost.com/cgi-bin/somescript/this%2eis%2epath%3binfo?param1=hello¶m2=world为例,其可以被抽象为如下格式:
<scheme> "://" <server-name> ":" <server-port> <script-path> <extra-path> "?" <query-string>
根据CGI标准,位于WebServer下游的CGI程序会将该http请求转换为CGI标准定义的一系列meta-variables,例如:
<scheme>:值为"http",对应meta-variables中的SERVER_PROTOCOL
<server-name>:值为"somehost.com",对应SERVER_NAME
<server-port>:默认值80,对应SERVER_PORT
<script-path>:值为"/cgi-bin/somescript/",对应SCRIPT_NAME
<extra-path>:值为"this%2eis%2epath%3binfo",实际上,它是另一个meta变量PATH_INFO的url-encoded形式
<query-string>:值为param1=hello¶m2=world,对应QUERY_STRING
由于CGI程序已经将http请求转换为标准的CGI meta varialbes,故不管后端业务模块是什么语言实现的,它不用再去关心具体的http请求需要怎么解析,只需访问这些meta变量并做对应处理即可。这正是CGI标准及CGI程序的意义所在。
4. 关于CGI的补充说明
传统CGI脚本其实是一段可执行程序,每次执行都会创建新进程。这样就引起一个问题:webserver每次响应client请求,均需创建并运行CGI进程后才能返回结果。在Linux系统中,创建进程的代价是比较高的,尤其是生产环境要求高并发且低延时的情况下,新建进程对系统性能的影响会更加明显。
在这种现实驱动下,出现了两种常见的优化思路:
1) 预先创建(prefork)一系列CGI进程,从而避免每次新建进程。典型代表:FastCGI
2) 业务代码直接以扩展模块的形式嵌入WebServer执行。典型代表:Apache或Nginx的mod_php扩展等
5. CGI实际部署示例
以lighttpd为例,只需在lighttpd.conf中做两处配置即可:
1) 在webserver要加载的扩展模块中指定"mod_proxy_backend_fastcgi",示例如下:
$HTTP["url"] =~ "\.php" { proxy-core.balancer = "static" proxy-core.allow-x-sendfile = "enable" proxy-core.protocol = "fastcgi" }
【参考资料】
1. wikipedia - Common Gateway Interface
2. RFC3875 - The Common Gateway Interface (CGI) Version 1.1
3. CGI Programming Is Simple!
4. StackOverflow - I never really understood: what is CGI?
5. wikipedia - FastCGI
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