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  • 【python教程】Python CGI编程

    栏目: python 发布于: 2014-11-25 07:06:58

    Python CGI编程


    什么是CGI

    CGI 目前由NCSA维护,NCSA定义CGI如下:

    CGI(Common Gateway Interface),通用网关接口,它是一段程序,运行在服务器上如:HTTP服务器,提供同客户端HTML页面的接口。


    网页浏览

    为了更好的了解CGI是如何工作的,我们可以从在网页上点击一个链接或URL的流程:

    • 1、使用你的浏览器访问URL并连接到HTTP web 服务器。
    • 2、Web服务器接收到请求信息后会解析URL,并查找访问的文件在服务器上是否存在,如果存在返回文件的内容,否则返回错误信息。
    • 3、浏览器从服务器上接收信息,并显示接收的文件或者错误信息。

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


    CGI架构图

    cgiarch


    Web服务器支持及配置

    在你进行CGI编程前,确保您的Web服务器支持CGI及已经配置了CGI的处理程序。

    所有的HTTP服务器执行CGI程序都保存在一个预先配置的目录。这个目录被称为CGI目录,并按照惯例,它被命名为/var/www/cgi-bin目录。

    CGI文件的扩展名为.cgi,python也可以使用.py扩展名。

    默认情况下,Linux服务器配置运行的cgi-bin目录中为/var/www。

    如果你想指定其他运行CGI脚本的目录,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>
    
    <Directory "/var/www/cgi-bin">
    Options All
    </Directory>
    

    第一个CGI程序

    我们使用Python创建第一个CGI程序,文件名为hellp.py,文件位于/var/www/cgi-bin目录中,内容如下,修改文件的权限为755:

    #!/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>'
    

    以上程序在浏览器访问显示结果如下:

    Hello Word! This is my first CGI program
    

    这个的hello.py脚本是一个简单的Python脚本,脚本第一的输出内容"Content-type:text/html\r\n\r\n"发送到浏览器并告知浏览器显示的内容类型为"text/html"。


    HTTP头部

    hello.py文件内容中的" Content-type:text/html\r\n\r\n"即为HTTP头部的一部分,它会发送给浏览器告诉浏览器文件的内容类型。

    HTTP头部的格式如下:

    HTTP 字段名: 字段内容
    
    例如
    Content-type: text/html\r\n\r\n
    

    以下表格介绍了CGI程序中HTTP头部经常使用的信息:

    描述
    Content-type: 请求的与实体对应的MIME信息。例如: Content-type:text/html
    Expires: Date 响应过期的日期和时间
    Location: URL 用来重定向接收方到非请求URL的位置来完成请求或标识新的资源
    Last-modified: Date请求资源的最后修改时间
    Content-length: N请求的内容长度
    Set-Cookie: String 设置Http Cookie

    CGI环境变量

    所有的CGI程序都接收以下的环境变量,这些变量在CGI程序中发挥了重要的作用:

    变量名描述
    CONTENT_TYPE这个环境变量的值指示所传递来的信息的MIME类型。目前,环境变量CONTENT_TYPE一般都是:application/x-www-form-urlencoded,他表示数据来自于HTML表单。
    CONTENT_LENGTH如果服务器与CGI程序信息的传递方式是POST,这个环境变量即使从标准输入STDIN中可以读到的有效数据的字节数。这个环境变量在读取所输入的数据时必须使用。
    HTTP_COOKIE客户机内的 COOKIE 内容。
    HTTP_USER_AGENT提供包含了版本数或其他专有数据的客户浏览器信息。
    PATH_INFO这个环境变量的值表示紧接在CGI程序名之后的其他路径信息。它常常作为CGI程序的参数出现。
    QUERY_STRING如果服务器与CGI程序信息的传递方式是GET,这个环境变量的值即使所传递的信息。这个信息经跟在CGI程序名的后面,两者中间用一个问号'?'分隔。
    REMOTE_ADDR这个环境变量的值是发送请求的客户机的IP地址,例如上面的192.168.1.67。这个值总是存在的。而且它是Web客户机需要提供给Web服务器的唯一标识,可以在CGI程序中用它来区分不同的Web客户机。
    REMOTE_HOST这个环境变量的值包含发送CGI请求的客户机的主机名。如果不支持你想查询,则无需定义此环境变量。
    REQUEST_METHOD提供脚本被调用的方法。对于使用 HTTP/1.0 协议的脚本,仅 GET 和 POST 有意义。
    SCRIPT_FILENAMECGI脚本的完整路径
    SCRIPT_NAMECGI脚本的的名称
    SERVER_NAME这是你的 WEB 服务器的主机名、别名或IP地址。
    SERVER_SOFTWARE这个环境变量的值包含了调用CGI程序的HTTP服务器的名称和版本号。例如,上面的值为Apache/2.2.14(Unix)

    以下是一个简单的CGI脚本输出CGI的环境变量:

    #!/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

    浏览器客户端通过两种方法向服务器传递信息,这两种方法就是 GET 方法和 POST 方法。

    使用GET方法传输数据

    GET方法发送编码后的用户信息到服务端,数据信息包含在请求页面的URL上,以"?"号分割, 如下所示:

    
    http://www.rocksun.cn/cgi-bin/hello.py?key1=value1&key2=value2
    
    
    有关 GET 请求的其他一些注释:
    • GET 请求可被缓存
    • GET 请求保留在浏览器历史记录中
    • GET 请求可被收藏为书签
    • GET 请求不应在处理敏感数据时使用
    • GET 请求有长度限制
    • GET 请求只应当用于取回数据

    简单的url实例:GET方法

    以下是一个简单的URL,使用GET方法向hello_get.py程序发送两个参数:

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

    以下为hello_get.py文件的代码:

    #!/usr/bin/python
    
    # CGI处理???
    import cgi, cgitb 
    
    # 创建 FieldStorage 的实例化
    form = cgi.FieldStorage() 
    
    # 获取数据
    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>"
    

    浏览器请求输出结果:

    Hello ZARA ALI
    

    简单的表单实例:GET方法

    以下是一个通过HTML的表单使用GET方法向服务器发送两个数据,提交的服务器脚本同样是hello_get.py文件,代码如下:

    <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方法传递数据

    使用POST方法向服务器传递数据是更安全可靠的,像一些敏感信息如用户密码等需要使用POST传输数据。

    以下同样是hello_get.py ,它也可以处理浏览器提交的POST表单数据:

    #!/usr/bin/python
    
    # 引入 CGI ???
    import cgi, cgitb 
    
    # 创建 FieldStorage 实例
    form = cgi.FieldStorage() 
    
    # 获取表单数据
    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>"
    

    以下为表单通过POST方法向服务器脚本hello_get.py提交数据:

    <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>
    

    通过CGI程序传递checkbox数据

    checkbox用于提交一个或者多个选项数据,HTML代码如下:

    <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>
    

    以下为 checkbox.cgi 文件的代码:

    #!/usr/bin/python
    
    # 引入 CGI 处理???
    import cgi, cgitb 
    
    # 创建 FieldStorage的实例 
    form = cgi.FieldStorage() 
    
    # 接收字段数据
    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>"
    

    通过CGI程序传递Radio数据

    Radio只向服务器传递一个数据,HTML代码如下:

    <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 脚本代码如下:

    #!/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>"
    

    通过CGI程序传递 Textarea 数据

    Textarea向服务器传递多行数据,HTML代码如下:

    <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脚本代码如下:

    #!/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>"
    

    通过CGI程序传递下拉数据

    HTML下拉框代码如下:

    <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 脚本代码如下所示:

    #!/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协议一个很大的缺点就是不作用户身份的判断,这样给编程人员带来很大的不便,

    而cookie功能的出现弥补了这个缺憾。

    所有cookie就是在客户访问脚本的同时,通过客户的浏览器,在客户硬盘上写入纪录数据 ,当下次客户访问脚本时取回数据信息,从而达到身份判别的功能,cookie常用在密码判断中 。

     

    cookie的语法

    http cookie的发送是通过http头部来实现的,他早于文件的传递,头部set-cookie的语法如下:

    Set-cookie:name=name;expires=date;path=path;domain=domain;secure 
    
    • name=name: 需要设置cookie的值(name不能使用";"和","号),有多个name值时用";"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: 设置cookie支持的路径,如果path是一个路径,则cookie对这个目录下的所有文件及子目录生效,例如: path="/cgi-bin/",如果path是一个文件,则cookie指对这个文件生效,例如:path="/cgi-bin/cookie.cgi"。
    • domain=domain: 对cookie生效的域名,例如:domain="www.chinalb.com"
    • secure: 如果给出此标志,表示cookie只能通过SSL协议的https服务器来传递。
    • cookie的接收是通过设置环境变量HTTP_COOKIE来实现的,CGI程序可以通过检索该变量获取cookie信息。

    Cookie设置

    Cookie的设置非常简单,cookie会在http头部单独发送。以下实例在cookie中设置了UserID 和 Password:

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

    以上实例使用了 Set-Cookie 头信息来设置Cookie信息,可选项中设置了Cookie的其他属性,如过期时间Expires,域名Domain,路径Path。这些信息设置在 "Content-type:text/html\r\n\r\n"之前。


    检索Cookie信息

    Cookie信息检索页非常简单,Cookie信息存储在CGI的环境变量HTTP_COOKIE中,存储格式如下:

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

    以下是一个简单的CGI检索cookie信息的程序:

    #!/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
    

    以上脚本输出结果如下:

    User ID = XYZ
    Password = XYZ123
    

    文件上传实例:

    HTML设置上传文件的表单需要设置enctype 属性为multipart/form-data,代码如下所示:

    <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脚本文件代码如下:

    #!/usr/bin/python
    
    import cgi, os
    import cgitb; cgitb.enable()
    
    form = cgi.FieldStorage()
    
    # 获取文件名
    fileitem = form['filename']
    
    # 检测文件是否上传
    if fileitem.filename:
       # 设置文件路径 
       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,)
    

    如果你使用的系统是Unix/Linux,你必须替换文件分隔符,在window下只需要使用open()语句即可:

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

    文件下载对话框

    如果我们需要为用户提供文件下载链接,并在用户点击链接后弹出文件下载对话框,我们通过设置HTTP头信息来实现这些功能,功能代码如下:

    #!/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()
    

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