CGI

1 什么是CGI

通用网关接口(Common Gateway Interface、CGI)描述了客户端和服务器程序之间传输数据的一种标准，可以让一个客户端，从网页浏览器向执行在网络服务器上的程序请求数据。

CGI独立于任何语言的，CGI 程序可以用任何脚本语言或者是完全独立编程语言实现，只要这个语言可以在这个系统上运行。Unix shell script、Python、 Ruby、PHP、 perl、Tcl、 C/C++和 Visual Basic 都可以用来编写 CGI 程序。

最初，CGI 是在 1993 年由美国国家超级电脑应用中心(NCSA)为 NCSA HTTPd Web 服务器开发的。这个 Web 服务器使用了 UNIX shell 环境变量来保存从 Web 服务器传递出去的参数，然后生成一个运行 CGI 的独立的进程。

2 CGI处理流程

web服务器收到客户端(浏览器)的请求Http Request，启动CGI程序，并通过环境变量、标准输入传递数据

CGI进程启动解析器、加载配置(如业务相关配置)、连接其它服务器(如数据库服务器)、逻辑处理等

CGI进程将处理结果通过标准输出、标准错误，传递给web服务器

web服务器收到CGI返回的结果，构建Http Response返回给客户端，并杀死CGI进程

web服务器与CGI通过环境变量、标准输入、标准输出、标准错误互相传递数据。在遇到用户连接请求：

先要创建CGI子进程，然后CGI子进程处理请求，处理完事退出这个子进程：fork-and-execute

CGI方式是客户端有多少个请求，就开辟多少个子进程，每个子进程都需要启动自己的解释器、加载配置，连接其他服务器等初始化工作，这是CGI进程性能低下的主要原因。当用户请求非常多的时候，会占用大量的内存、cpu等资源，造成性能低下。

CGI使外部程序与Web服务器之间交互成为可能。CGI程序运行在独立的进程中，并对每个Web请求建立一个进程，这种方法非常容易实现，但效率很差，难以扩展。面对大量请求，进程的大量建立和消亡使操作系统性能大大下降。此外，由于地址空间无法共享，也限制了资源重用。

3 环境变量

GET请求，它将数据打包放置在环境变量QUERY_STRING中，CGI从环境变量QUERY_STRING中获取数据。

常见的环境变量如下表所示：

4 标准输入

环境变量的大小是有一定的限制的，当需要传送的数据量大时，储存环境变量的空间可能会不足，造成数据接收不完全，甚至无法执行CGI程序。

因此后来又发展出另外一种方法：POST，也就是利用I/O重新导向的技巧，让CGI程序可以由stdin和stdout直接跟浏览器沟通。

当我们指定用这种方法传递请求的数据时，web服务器收到数据后会先放在一块输入缓冲区中，并且将数据的大小记录在CONTENT_LENGTH这个环境变量，然后调用CGI程序并将CGI程序的stdin指向这块缓冲区，于是我们就可以很顺利的通过stdin和环境变数CONTENT_LENGTH得到所有的信息，再没有信息大小的限制了。