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    Python CGI編程

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    Python CGI編程

    什么是CGI

    CGI 目前由NCSA維護，NCSA定義CGI如下：

    CGI(Common Gateway Interface),通用網關接口,它是一段程序,運行在服務器上如：HTTP服務器，提供同客戶端HTML頁面的接口。

    網頁瀏覽

    為了更好的了解CGI是如何工作的，我們可以從在網頁上點擊一個鏈接或URL的流程：

    • 1、使用你的瀏覽器訪問URL并連接到HTTP web 服務器。
    • 2、Web服務器接收到請求信息后會解析URL，并查找訪問的文件在服務器上是否存在，如果存在返回文件的內容，否則返回錯誤信息。
    • 3、瀏覽器從服務器上接收信息，并顯示接收的文件或者錯誤信息。

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

    CGI架構圖

    CGI構架圖

    Web服務器支持及配置

    在你進行CGI編程前，確保您的Web服務器支持CGI及已經配置了CGI的處理程序。

    Apache 支持CGI 配置：

    設置好CGI目錄：

    ScriptAlias /cgi-bin/ /var/www/cgi-bin/

    所有的HTTP服務器執(zhí)行CGI程序都保存在一個預先配置的目錄。這個目錄被稱為CGI目錄，并按照慣例，它被命名為/var/www/cgi-bin目錄。

    CGI文件的擴展名為.cgi，python也可以使用.py擴展名。

    默認情況下，Linux服務器配置運行的cgi-bin目錄中為/var/www。

    如果你想指定其他運行CGI腳本的目錄，可以修改httpd.conf配置文件，如下所示：

    <Directory "/var/www/cgi-bin">
   AllowOverride None
   Options +ExecCGI
   Order allow,deny
   Allow from all
</Directory>

    在 AddHandler 中添加 .py 后綴，這樣我們就可以訪問 .py 結尾的 python 腳本文件：

    AddHandler cgi-script .cgi .pl .py

    第一個CGI程序

    我們使用Python創(chuàng)建第一個CGI程序，文件名為hellp.py，文件位于/var/www/cgi-bin目錄中，內容如下，修改文件的權限為755：

    #coding=utf-8
#!/usr/bin/python

print "Content-type:text/html\r\n\r\n"
print '<html>'
print '<head>'
print '<title>Hello Word - First CGI Program</title>'
print '</head>'
print '<body>'
print '<h2>Hello Word! This is my first CGI program</h2>'
print '</body>'
print '</html>'

    以上程序在瀏覽器訪問顯示結果如下：

    Hello Word! This is my first CGI program

    這個的hello.py腳本是一個簡單的Python腳本，腳本第一行的輸出內容"Content-type:text/html\r\n\r\n"發(fā)送到瀏覽器并告知瀏覽器顯示的內容類型為"text/html"。

    HTTP頭部

    hello.py文件內容中的" Content-type:text/html\r\n\r\n"即為HTTP頭部的一部分，它會發(fā)送給瀏覽器告訴瀏覽器文件的內容類型。

    HTTP頭部的格式如下：

    HTTP 字段名: 字段內容

例如
Content-type: text/html\r\n\r\n

    以下表格介紹了CGI程序中HTTP頭部經常使用的信息：

    頭描述
    Content-type:請求的與實體對應的MIME信息。例如: Content-type:text/html
    Expires: Date響應過期的日期和時間
    Location: URL用來重定向接收方到非請求URL的位置來完成請求或標識新的資源
    Last-modified: Date請求資源的最后修改時間
    Content-length: N請求的內容長度
    Set-Cookie: String設置Http Cookie

    CGI環(huán)境變量

    所有的CGI程序都接收以下的環(huán)境變量，這些變量在CGI程序中發(fā)揮了重要的作用：

    變量名描述
    CONTENT_TYPE這個環(huán)境變量的值指示所傳遞來的信息的MIME類型。目前，環(huán)境變量CONTENT_TYPE一般都是：application/x-www-form-urlencoded,他表示數據來自于HTML表單。
    CONTENT_LENGTH如果服務器與CGI程序信息的傳遞方式是POST，這個環(huán)境變量即使從標準輸入STDIN中可以讀到的有效數據的字節(jié)數。這個環(huán)境變量在讀取所輸入的數據時必須使用。
    HTTP_COOKIE客戶機內的 COOKIE 內容。
    HTTP_USER_AGENT提供包含了版本數或其他專有數據的客戶瀏覽器信息。
    PATH_INFO這個環(huán)境變量的值表示緊接在CGI程序名之后的其他路徑信息。它常常作為CGI程序的參數出現(xiàn)。
    QUERY_STRING如果服務器與CGI程序信息的傳遞方式是GET，這個環(huán)境變量的值即使所傳遞的信息。這個信息經跟在CGI程序名的后面，兩者中間用一個問號'?'分隔。
    REMOTE_ADDR這個環(huán)境變量的值是發(fā)送請求的客戶機的IP地址，例如上面的192.168.1.67。這個值總是存在的。而且它是Web客戶機需要提供給Web服務器的唯一標識，可以在CGI程序中用它來區(qū)分不同的Web客戶機。
    REMOTE_HOST這個環(huán)境變量的值包含發(fā)送CGI請求的客戶機的主機名。如果不支持你想查詢，則無需定義此環(huán)境變量。
    REQUEST_METHOD提供腳本被調用的方法。對于使用 HTTP/1.0 協(xié)議的腳本，僅 GET 和 POST 有意義。
    SCRIPT_FILENAMECGI腳本的完整路徑
    SCRIPT_NAMECGI腳本的的名稱
    SERVER_NAME這是你的 WEB 服務器的主機名、別名或IP地址。
    SERVER_SOFTWARE這個環(huán)境變量的值包含了調用CGI程序的HTTP服務器的名稱和版本號。例如，上面的值為Apache/2.2.14(Unix)

    以下是一個簡單的CGI腳本輸出CGI的環(huán)境變量：

    #coding=utf-8
#!/usr/bin/python

import os

print "Content-type: text/html\r\n\r\n";
print "<font size=+1>Environment</font><\br>";
for param in os.environ.keys():
  print "<b>%20s</b>: %s<\br>" % (param, os.environ[param])

    GET和POST方法

    瀏覽器客戶端通過兩種方法向服務器傳遞信息，這兩種方法就是 GET 方法和 POST 方法。

    使用GET方法傳輸數據

    GET方法發(fā)送編碼后的用戶信息到服務端，數據信息包含在請求頁面的URL上，以"?"號分割, 如下所示：

    http://www.test.com/cgi-bin/hello.py?key1=value1&key2=value2
    有關 GET 請求的其他一些注釋：
    • GET 請求可被緩存
    • GET 請求保留在瀏覽器歷史記錄中
    • GET 請求可被收藏為書簽
    • GET 請求不應在處理敏感數據時使用
    • GET 請求有長度限制
    • GET 請求只應當用于取回數據

    簡單的url實例：GET方法

    以下是一個簡單的URL，使用GET方法向hello_get.py程序發(fā)送兩個參數：

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

    以下為hello_get.py文件的代碼：

    #coding=utf-8
#!/usr/bin/python

# CGI處理模塊
import cgi, cgitb 

# 創(chuàng)建 FieldStorage 的實例化
form = cgi.FieldStorage() 

# 獲取數據
first_name = form.getvalue('first_name')
last_name  = form.getvalue('last_name')

print "Content-type:text/html\r\n\r\n"
print "<html>"
print "<head>"
print "<title>Hello - Second CGI Program</title>"
print "</head>"
print "<body>"
print "<h2>Hello %s %s</h2>" % (first_name, last_name)
print "</body>"
print "</html>"

    瀏覽器請求輸出結果：

    Hello ZARA ALI

    簡單的表單實例：GET方法

    以下是一個通過HTML的表單使用GET方法向服務器發(fā)送兩個數據，提交的服務器腳本同樣是hello_get.py文件，代碼如下：

    <form action="/cgi-bin/hello_get.py" method="get">
First Name: <input type="text" name="first_name">  <br />

Last Name: <input type="text" name="last_name" />
<input type="submit" value="Submit" />
</form>

    使用POST方法傳遞數據

    使用POST方法向服務器傳遞數據是更安全可靠的，像一些敏感信息如用戶密碼等需要使用POST傳輸數據。

    以下同樣是hello_get.py ，它也可以處理瀏覽器提交的POST表單數據:

    #coding=utf-8
#!/usr/bin/python

# 引入 CGI 模塊 
import cgi, cgitb 

# 創(chuàng)建 FieldStorage 實例
form = cgi.FieldStorage() 

# 獲取表單數據
first_name = form.getvalue('first_name')
last_name  = form.getvalue('last_name')

print "Content-type:text/html\r\n\r\n"
print "<html>"
print "<head>"
print "<title>Hello - Second CGI Program</title>"
print "</head>"
print "<body>"
print "<h2>Hello %s %s</h2>" % (first_name, last_name)
print "</body>"
print "</html>"

    以下為表單通過POST方法向服務器腳本hello_get.py提交數據:

    <form action="/cgi-bin/hello_get.py" method="post">
First Name: <input type="text" name="first_name"><br />
Last Name: <input type="text" name="last_name" />

<input type="submit" value="Submit" />
</form>

    通過CGI程序傳遞checkbox數據

    checkbox用于提交一個或者多個選項數據，HTML代碼如下：

    <form action="/cgi-bin/checkbox.cgi" method="POST" target="_blank">
<input type="checkbox" name="maths" value="on" /> Maths
<input type="checkbox" name="physics" value="on" /> Physics
<input type="submit" value="Select Subject" />
</form>

    以下為 checkbox.cgi 文件的代碼：

    #coding=utf-8
#!/usr/bin/python

# 引入 CGI 處理模塊 
import cgi, cgitb 

# 創(chuàng)建 FieldStorage的實例 
form = cgi.FieldStorage() 

# 接收字段數據
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 "<html>"
print "<head>"
print "<title>Checkbox - Third CGI Program</title>"
print "</head>"
print "<body>"
print "<h2> CheckBox Maths is : %s</h2>" % math_flag
print "<h2> CheckBox Physics is : %s</h2>" % physics_flag
print "</body>"
print "</html>"

    通過CGI程序傳遞Radio數據

    Radio只向服務器傳遞一個數據，HTML代碼如下：

    <form action="/cgi-bin/radiobutton.py" method="post" target="_blank">
<input type="radio" name="subject" value="maths" /> Maths
<input type="radio" name="subject" value="physics" /> Physics
<input type="submit" value="Select Subject" />
</form>

    radiobutton.py 腳本代碼如下：

    #coding=utf-8
#!/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 "<html>"
print "<head>"
print "<title>Radio - Fourth CGI Program</title>"
print "</head>"
print "<body>"
print "<h2> Selected Subject is %s</h2>" % subject
print "</body>"
print "</html>"

    通過CGI程序傳遞 Textarea 數據

    Textarea向服務器傳遞多行數據，HTML代碼如下：

    <form action="/cgi-bin/textarea.py" method="post" target="_blank">
<textarea name="textcontent" cols="40" rows="4">
Type your text here...
</textarea>
<input type="submit" value="Submit" />
</form>

    textarea.cgi腳本代碼如下：

    #coding=utf-8
#!/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 "<html>"
print "<head>";
print "<title>Text Area - Fifth CGI Program</title>"
print "</head>"
print "<body>"
print "<h2> Entered Text Content is %s</h2>" % text_content
print "</body>"

    通過CGI程序傳遞下拉數據

    HTML下拉框代碼如下：

    <form action="/cgi-bin/dropdown.py" method="post" target="_blank">
<select name="dropdown">
<option value="Maths" selected>Maths</option>
<option value="Physics">Physics</option>
</select>
<input type="submit" value="Submit"/>
</form>

    dropdown.py 腳本代碼如下所示：

    #coding=utf-8
#!/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 "<html>"
print "<head>"
print "<title>Dropdown Box - Sixth CGI Program</title>"
print "</head>"
print "<body>"
print "<h2> Selected Subject is %s</h2>" % subject
print "</body>"
print "</html>"

    CGI中使用Cookie

    在http協(xié)議一個很大的缺點就是不作用戶身份的判斷，這樣給編程人員帶來很大的不便，

    而cookie功能的出現(xiàn)彌補了這個缺憾。

    所有cookie就是在客戶訪問腳本的同時，通過客戶的瀏覽器，在客戶硬盤上寫入紀錄數據 ，當下次客戶訪問腳本時取回數據信息，從而達到身份判別的功能，cookie常用在密碼判斷中 。

    　

    cookie的語法

    http cookie的發(fā)送是通過http頭部來實現(xiàn)的，他早于文件的傳遞，頭部set-cookie的語法如下：

    Set-cookie:name=name;expires=date;path=path;domain=domain;secure
    • name=name: 需要設置cookie的值(name不能使用"；"和"，"號),有多個name值時用"；"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: 設置cookie支持的路徑,如果path是一個路徑，則cookie對這個目錄下的所有文件及子目錄生效，例如： path="/cgi-bin/"，如果path是一個文件，則cookie指對這個文件生效，例如：path="/cgi-bin/cookie.cgi"。
    • domain=domain: 對cookie生效的域名，例如：domain="www.chinalb.com"
    • secure: 如果給出此標志，表示cookie只能通過SSL協(xié)議的https服務器來傳遞。
    • cookie的接收是通過設置環(huán)境變量HTTP_COOKIE來實現(xiàn)的，CGI程序可以通過檢索該變量獲取cookie信息。

    Cookie設置

    Cookie的設置非常簡單，cookie會在http頭部單獨發(fā)送。以下實例在cookie中設置了UserID 和 Password：

    <pre>
#coding=utf-8
#!/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.w3cschool.cn;\r\n"
print "Set-Cookie:Path=/perl;\n"
print "Content-type:text/html\r\n\r\n"
...........Rest of the HTML Content....

    以上實例使用了 Set-Cookie 頭信息來設置Cookie信息，可選項中設置了Cookie的其他屬性，如過期時間Expires，域名Domain，路徑Path。這些信息設置在 "Content-type:text/html\r\n\r\n"之前。

    檢索Cookie信息

    Cookie信息檢索頁非常簡單，Cookie信息存儲在CGI的環(huán)境變量HTTP_COOKIE中，存儲格式如下：

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

    以下是一個簡單的CGI檢索cookie信息的程序：

    #coding=utf-8
#!/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

    以上腳本輸出結果如下：

    User ID = XYZ
Password = XYZ123

    文件上傳實例：

    HTML設置上傳文件的表單需要設置enctype 屬性為multipart/form-data，代碼如下所示：

    <html>
<body>
   <form enctype="multipart/form-data"                       action="save_file.py" method="post">
   <p>File: <input type="file" name="filename" /></p>
   <p><input type="submit" value="Upload" /></p>
   </form>
</body>
</html>

    save_file.py腳本文件代碼如下：

    #coding=utf-8
#!/usr/bin/python

import cgi, os
import cgitb; cgitb.enable()

form = cgi.FieldStorage()

# 獲取文件名
fileitem = form['filename']

# 檢測文件是否上傳
if fileitem.filename:
   # 設置文件路徑 
   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
<html>
<body>
   <p>%s</p>
</body>
</html>
""" % (message,)

    如果你使用的系統(tǒng)是Unix/Linux，你必須替換文件分隔符，在window下只需要使用open()語句即可：

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

    文件下載對話框

    如果我們需要為用戶提供文件下載鏈接，并在用戶點擊鏈接后彈出文件下載對話框，我們通過設置HTTP頭信息來實現(xiàn)這些功能，功能代碼如下：

    #coding=utf-8
#!/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()
    關閉
    程序員人生
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