雜記 | 我看 CGI

王偉廷發(fā)布于2019-07-31 12:21 / 1060人閱讀

摘要：腳本與服務(wù)器通信服務(wù)器與腳本通信是通過標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出和環(huán)境變量完成的。應(yīng)用程序執(zhí)行所需要的操作，通常是基于瀏覽者輸入的內(nèi)容。服務(wù)器把結(jié)果返回到瀏覽器中。當(dāng)用戶請(qǐng)求數(shù)量非常多時(shí)，會(huì)大量擠占系統(tǒng)的資源如內(nèi)存，時(shí)間等，造成效能低下。

寫點(diǎn)舊東西，最近一直再看 django 源代碼，發(fā)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行機(jī)制還是蠻感興趣的（太懶了，這塊一直沒有深入研究過），因?yàn)槌兜搅?wsgi 規(guī)范，就想到了原始的 cgi 接口規(guī)范, 這里就先寫寫我對(duì) cgi 接口規(guī)范 的認(rèn)知，同時(shí)也為了下次組內(nèi)分享預(yù)留個(gè)開頭。

1 遠(yuǎn)古時(shí)代

1991年8月6日，這是個(gè)偉大的日子，web 頁面首次在因特網(wǎng)上登場(chǎng)，回去早期，web 服務(wù)器主要是用來共享靜態(tài)數(shù)據(jù)，只是簡(jiǎn)單的響應(yīng)瀏覽器發(fā)來的 http 請(qǐng)求，并將存儲(chǔ)在服務(wù)器上的靜態(tài)文件返給瀏覽器。所以早期的 web 服務(wù)器的結(jié)構(gòu)如下：

因?yàn)樵缙诘挠脩糁挥懈叽笊系目茖W(xué)家，這樣的架構(gòu)無可厚非，畢竟只是為了共享自己的一些資料，方便交流。

2 CGI 時(shí)代

隨著時(shí)間的推移，互聯(lián)網(wǎng)逐漸平民化，技術(shù)在進(jìn)化，網(wǎng)站越來越復(fù)雜，遠(yuǎn)古時(shí)代的架構(gòu)已經(jīng)不能滿足用戶的需求。針對(duì)用戶強(qiáng)烈的動(dòng)態(tài)交互需求，另外一方面，服務(wù)器自己并不能運(yùn)行類似 python 腳本文件，既然服務(wù)器沒法做，只能聯(lián)合第三方一起搞，此時(shí)與第三方通信還是需要有個(gè)約定的，服務(wù)器給第三方參數(shù)，第三方返回給服務(wù)器結(jié)果，最后服務(wù)器把結(jié)果返回給客戶端，此后名揚(yáng)江湖的 CGI(Common Gateway Interface) 誕生了。

CGI 定義了 Web服務(wù)器 與外部應(yīng)用程序之間的通信接口標(biāo)準(zhǔn)，因此 Web服務(wù)器 可以通過 CGI 執(zhí)行外部程序，讓外部程序根據(jù)Web請(qǐng)求內(nèi)容生成動(dòng)態(tài)的內(nèi)容。Perl 因?yàn)榭绮僮飨到y(tǒng)和易于修改的特性成為 CGI 的主要編寫語言。當(dāng)然，CGI 可以用任何支持標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出和環(huán)境變量的語言編寫，比如 Shell 腳本, C/C++ 語言，只要符合接口標(biāo)準(zhǔn)即可。比如你用C 語言編寫 CGI 程序，你把希望返回的 HTML 內(nèi)容通過 printf 輸出就可以發(fā)送給Web服務(wù)器，進(jìn)而返回給用戶。

CGI 腳本與服務(wù)器通信

服務(wù)器與 CGI 腳本通信是通過標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出和環(huán)境變量完成的。

CGI 腳本工作流程

瀏覽器通過HTML表單或超鏈接請(qǐng)求指向一個(gè) CGI 應(yīng)用程序的 URL。

服務(wù)器收發(fā)到請(qǐng)求。

服務(wù)器執(zhí)行所指定的 CGI 應(yīng)用程序。

CGI 應(yīng)用程序執(zhí)行所需要的操作，通常是基于瀏覽者輸入的內(nèi)容。

CGI 應(yīng)用程序把結(jié)果格式化為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和瀏覽器能夠理解的文檔（通常是 HTML網(wǎng)頁）。

web 服務(wù)器 把結(jié)果返回到瀏覽器中。

CGI 模式性能
CGI 的跨平臺(tái)性能極佳，幾乎可以在任何操作系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。CGI 方式在遇到連接請(qǐng)求（用戶請(qǐng)求）先要?jiǎng)?chuàng)建 CGI 的子進(jìn)程，激活一個(gè) CGI 進(jìn)程，然后處理請(qǐng)求，處理完后結(jié)束這個(gè)子進(jìn)程。這就是 fork-and-execute 模式。所以用 CGI 方式的服務(wù)器有多少連接請(qǐng)求就會(huì)有多少 CGI 子進(jìn)程，子進(jìn)程反復(fù)加載是 CGI 性能低下的主要原因。當(dāng)用戶請(qǐng)求數(shù)量非常多時(shí)，會(huì)大量擠占系統(tǒng)的資源如內(nèi)存，CPU 時(shí)間等，造成效能低下。

3 例子

web 服務(wù)器： lighttpd，腳本語言: python，平臺(tái): mac

腳本代碼

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-

import os

print "Content-Type: text/plain;charset=utf-8
"

print os.environ.get("SERVER_PROTOCOL")
print os.environ.get("QUERY_STRING")
print "Hello World!"

瀏覽器端

輸入 url 如下：

http://127.0.0.1:8080/cgi-bin/test.py?name=kycool&id=0989238423

返回結(jié)果：

HTTP/1.1
name=kycool&id=0989238423
Hello World!

debug 工具中打開

4 小結(jié)

通過例子就會(huì)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行模式如下：

例子較為簡(jiǎn)單，復(fù)雜的業(yè)務(wù)如果寫完，估計(jì)自己可以造個(gè)框架輪子了，因?yàn)?CGI 性能低下的原因，python 相關(guān)的 wsgi 出現(xiàn)了......

參考文章
https://www.w3.org/CGI/
https://en.wikipedia.org/wiki/Common_Gateway_Interface
http://www.tianmaying.com/blog/8ab3eda84daf4e54014daf68ff09000b