CGI для программиста
Благодаря Всемирной паутине, почти любой может дать информацию в Интернете в приятном для глаз и пригодном для широкого распространения виде. Вы несомненно путешествовали по Интернету и видели другие сайты, и теперь вероятно знаете, что пугающие сокращения типа "HTTP" и "HTML" - просто своеобразные сокращения для "Веб" и "способ выражения информацим в Интернете". Возможно у Вас уже есть некоторый опыт представления информации в Интернете.
Интернет доказал, что является идеальной средой для распределения информации, как видно по его огромной популярности и масштабного развития. Хотя кое-кто подвергает сомнению полезность Интернета и приписывают ее широкое развитие и популярность главным образом навязчивой рекламе, Интернет бесспорно является важным средством представления всевозможных видов информации. Мало того, что существует множество услуг по предоставлению самой свежей информации (новости, погода, спортивные события в реальном времени) и материалов справочного характера в электронном виде, предлагаются также значительные объемы данных другого рода. Налоговое управление США, которое распространило все свои бланки налоговых деклараций в 1995 году и другую информацию через Всемирную паутину, недавно призналось о получении писем от поклонников своего Веб-сайта. Кто бы мог подумать, что Налоговое управление когда-нибудь будет получать письма от поклонников? Это произошло не от того, что его сайт был хорошо оформлен, а потому что он оказался по-настоящему полезным инструментом для тысяч, а возможно и миллионов людей.
Что делает Веб уникальным и таким привлекательным информационным сервисом? Прежде всего тем, что он предоставляет интерфейс гиперсреды для данных. Вспомните дисковод жесткого диска своего компьютера. Как правило, данные выражаются в линейном виде, аналогично файловой системе. Например, Вы имеете ряд папок, а внутри каждой папки находятся либо документы либо другие папки. Веб использует разную парадигму для выражения информации называемой гиперсредой. Гипертекстовый интерфейс состоит из документа и связей. Связи - это слова, на которые кликают, чтобы увидеть другие документы или отыскать другие виды информации. Веб расширяет концепцию гипертекста, включив другие типы носителей, например графику, звуки, видео (отсюда имя "гиперсреда"). Выделение текста или графики на документе позволяет увидеть связанную информацию о выделенном элементе в любом количестве форм.
Почти каждый человек может извлечь выгоду из этого простого и уникального способа представления и распределения информации, начиная от академиков, которые хотят немедленно использовать данные вместе со своими коллегами, и кончая деловыми людьми, которые дают информацию о своей компании всем желающим. Однако, хотя дать информацию чрезвычайно важно, в последние несколько лет многие ощутили, что не менее важным процессом является получение информации.
Хотя Веб предоставляет для информации уникальный интерфейс гиперсреды, имеется много других эффективных способов распределения данных. Например, сетевые услуги типа Протокола передачи файлов (FTP) и группа новостей "Gopher" существовали намного раньше появления Всемирной паутины. Электронная почта была первичной средой для связи и обмена информацией по Интернету и большинством других сетей почти с самого начала функционирования этих сетей. Почему Интернет стал таким популярным способом распределения информации? Мультимедийный аспект Интернета внес ощутимый вклад в его небывалый успех, но для того, чтобы Интернет стал наиболее эффективным он должен быть интерактивным.
Без способности получать ввод от пользователей и давать информацию, Веб был бы полностью статической средой. Информация была бы доступна только в формате, определенном автором. Это подорвало бы одну из вычислительных возможностей вообще: интерактивную информацию. Например, вместо того, чтобы принуждать пользователя к просмотру нескольких документов, как если бы он или она просматривали книгу или словарь, будет лучше позволить пользователю определить ключевые слова по интересующей их тематике. Пользователи могут настраивать представление данных, а не полагаться на жесткую структуру, определенную поставщиком содержимого.
Термин "сервер Веб" может ввести в заблуждение, потому что он может относиться и к физической машине и программному обеспечению, используемому в ней для взаимодействия с Интернет-браузерами. Когда браузер запрашивает заданный адрес Веб, он сначала подключается к машине через Интернет, посылая программному обеспечению Веб-сервера запрос о документе. Это программное обеспечение работает непрерывно, ожидая поступления таких запросов и отвечая соответствующим образом.
Хотя серверы могут посылать и получать данные, у самого сервера функциональные возможности ограничены. Например, наиболее примитивный сервер может только отослать требуемый файл на браузер. Сервер обычно не знает, что делать с тем или иным дополнительным вводом. Если Интернет-провайдер не сообщает серверу, как обработать такую дополнительную информацию, вероятнее всего сервер проигнорирует ввод.
Для того, чтобы сервер смог выполнять и другие операции, помимо поиска и пересылки файлов на Интернет-браузер , нужно знать, как расширить функциональные возможности сервера. Например, сервер Веб не может производить поиск в базе данных, на основе ключевого слова, введенного пользователем, и возвращать несколько документов соответствия, если такая способность не была каким-то образом запрограммирована для сервера.
Что такое CGI?
Общешлюзовой интерфейс (CGI) является интерфейсом к серверу, который позволяет расширить функциональные возможности сервера. Используя CGI, можно работать в диалоговом режиме с пользователями, которые обращаются к вашему сайту. На теоретическом уровне, CGI позволяет расширить возможности сервера в отношении анализа (интерпретации) ввода, поступающего от браузера, и возвращать информацию, основанную на введенной информации пользователя. На практическом уровне, CGI - это интерфейс, позволяющий программисту записать программы, которые легко связываются с сервером.
Обычно, для расширения возможностей сервера, Вам пришлось бы самому модифицировать сервер. Такое решение нежелательно, потому что это требует понимания нижнего уровня сетевого программирования по протоколу Интернета. Это также требовало бы редактирования и перекомпиляции исходного кода сервера или записи пользовательского сервера для каждой задачи. Допустим, нужно расширить возможности сервера так, чтобы он действовал как шлюз Web-to-e-mail (от Веб к эл.почте), отбирая информацию, введенную пользователем, из браузера и посылая ее по электронной почте другому пользователю. В сервер пришлось бы вставить код для анализа ввода от браузера, пересылки бы его по электронной почте другому пользователю, и пересылке ответа назад в браузер через сетевое соединение.
Во-первых, такая задача требует наличия доступа к коду сервера, что не всегда возможно.
Во-вторых, это трудно и требует обширных технических знаний.
В-третьих, это применимо только для конкретного сервера. Если нужно переместить ваш сервер на другую платформу, придется запустить или по крайней мере потратить много времени, занимаясь переносом кода на эту платформу.
Почему CGI?
CGI предлагает переносимое и простое решение этих проблем. Протокол CGI определяет стандартный способ для программ, чтобы связаться с сервером Веб. Без каких-либо специальных знаний, можно записать программу на любом машинном языке, который сопрягается и связывается с сервером Веб. Эта программа будет работать со всеми серверами Веб, которые понимают протокол CGI.
Связь CGI осуществляется стандартным вводом и выводом, что означает, что, если Вы знаете, как печатать и читать данные, используя свой язык программирования, можно написать приложение сервера Веб. Помимо анализа ввода и вывода, программирование приложений CGI почти эквивалентно программированию любого другого приложения. Например, для программирования программы "Hello, World!", используются функции печати вашего языка и формат, определенный для программ CGI, чтобы напечатать соответствующее сообщение.
Выбор языка програмирования
Поскольку CGI - универсальный интерфейс, Вы не ограничены каким-либо определенным машинным языком. Часто задают важный вопрос: какие языки программирования можно использовать для программирования CGI? Вы можете использовать любой язык, который позволяет делать следующее:
- Печатать в стандартном выводе
- Читать со стандартного ввода
- Читать с переменных режимов
Почти все языки программирования и много языков описания сценария выполняют эти три действия, и можно использовать любой из них.
Языки подпадают под один из следующих двух классов: транслируемый и интерпретируемый. Транслируемый язык -например, C или C++ обычно меньше и быстрее, в то время как интерпретируемые языки, такие как Perl или Rexx, иногда требуют загрузки большого интерпретатора после запуска. Дополнительно, Вы можете распределять двоичные коды (код, транслируемый в машинный язык) без исходного кода, если ваш язык транслируемый. Распределение интерпретируемых сценариев обычно означает распределение исходнго кода.
Перед тем, как выбрать язык, сначала нужно рассмотреть свои приоритеты. Нужно оценить выгоды от скорости и эффективности одного языка программирования с легкостью программирования другого. Если у Вас есть желание изучить другой язык, вместо использования того, который Вы уже знаете, тщательно взвести преимущества и недостатки обоих языков.
Два наиболее часто используемых языка для программирования CGI - это C и Perl (оба из которых рассматриваются в настоящей книге). У обоих имеются четкие преимущества и недостатки. Perl - язык очень высокого уровня, и в то же время мощный язык, особенно пригодный для синтаксического анализа текста. Хотя легкость использования, гибкость, и мощность делает его языком, привлекательным для программирования CGI, его относительно большой размер и более медленная работа иногда делает его неподходящим для некоторых приложений. Программы C меньше по размеру, более эффективны и обеспечивают контроль за системой более низкого уровня, но более сложны для программирования, не имеют легких встроенных подпрограмм обработки текста, и их труднее отладить.
Какой язык является наиболее подходящим для программирования CGI? Тот, который Вы считаете для себя более удобным с точки зрения программирования. Оба одинаково эффективны для программирования приложений CGI, и с надлежащими библиотеками, оба имеют схожие возможности. Однако, если Вы имеете труднодоступный сервер, можно использовать меньшие транслируемые программы C. Если Вы должны быстро написать приложение, которое требует значительной работы по обработке текста, можно вместо него использовать Perl.
Предостережения
Имеются некоторые важные альтернативы к приложениям CGI. Много серверов теперь включают API-программирование, которое облегчает программирование прямых расширений сервера в противоположность отдельным приложениям CGI. Серверы API обычно более эффективны, чем программы CGI. Другие серверы включают встроенные функциональные возможности, которые могут обрабатывать специальные элементы без CGI, например, сопряжение баз данных. И наконец, некоторые приложения могут быть обработаны некоторыми новыми клиентскими (а не серверными) технологиями типа Java. Быстро ли устареет CGI в условиях таких быстрых изменений в технологии,?
Вряд ли. CGI имеет несколько преимуществ перед более новыми технологиями.
- Он универсален и переносим. Вы можете написать приложение CGI, используя практически любой язык программирования на любой платформе. Некоторые из альтернатив, такие как API сервера, ограничивают Вас некоторыми языками и намного сложны для изучения.
- Маловероятно что, клиентские технологии типа Java, заменят CGI, потому что имеются некоторые приложения, для которых серверные приложения намного лучше подходят для выполнения.
- Многие из ограничений CGI - это ограничения HTML или HTTP. По мере развития стандартов Интернета в целом, развиваются и возможности CGI.
Резюме
Общешлюзовой интерфейс - это протокол, в соответствии с которым программы взаимодействуют с серверами Веб. Универсальность CGI дает программистам возможность написать шлюзовые программы почти на любом языке, хотя имеются много компромиссных решений, связанных с различными языками. Без этой способности, создание интерактивных страниц Веб было бы затруднено, в лучшем случае, потребовалась бы модификациия сервера, и интерактивность оказалась бы недоступной для большинства пользователей, которые не являются администраторами сайта.
Глава 2. Основы
Несколько лет назад, я создавал для колледжа в Гарварде страницу, куда бы можно было представлить свои комментарии о них. В то время, Интернет был молод, а документации было мало. Я, подобно многим другим, опирался на краткую документацию и систему программирования, созданную другими, чтобы научиться программированию CGI. Хотя этот метод изучения потребовал определенного поиска, множества экспериментов, и создавал много вопросов, он был очень эффективным. Настоящая глава - плод моей работы с CGI на ранних этапах (с несколькими уточнениями, разумеется).
Хотя для того, чтобы, полностью понять общешлюзовой интерфейс и достичь мастерства при работе с ним требуется некоторое время, сам протокол довольно прост. Любой человек, у которого есть некоторые основные навыки программирования, и который знаком с Веб, может быстро научиться программированию довольно сложных приложений CGI так же как я и другие научились этому несколько лет назад.
Цель этой главы состоит в том, чтобы представить основы CGI в комплексном, хотя и сжатом виде. Каждая концепция, рассматриваемая здесь, подробно представлена в последующих главах. Однако, после изучения этой главы, можно сразу же начать программирование приложений CGI. Как только Вы достигнете этого уровня, можно изучить тонкости CGI, либо прочитав остальную часть этой книги, либо просто экспериментируя самостоятельно.
Вы можете свести программирование CGI к двум задачам: к получению информации от браузера Веб и отсылке информации назад на браузер. Это делается достаточно интуитивно, как только Вы усвоите обычное использование приложений CGI. Часто пользователю предлагают заполнить какую-либо форму, например, вставить свое имя. Как только пользователь заполняет форму и нажимает Enter, эта информация посылается программе CGI. Программа CGI должна затем преобразовать эту информацию в то, что она понимает, соответственно обработать ее, и затем послать назад браузеру, будь то простое подтверждение или результат поиска в многоцелевой базе данных.
Другими словами, для программирования CGI требуется понять , как получить ввод от Интернет-браузера и как отослать вывод назад. Что происходит между стадиями ввода и вывода программы CGI, зависит от цели разработчика. Вы обнаружете, что главная сложность программирования CGI заключается в этой промежуточной стадии; после того, как Вы узнаете, как работать с вводом и выводом, этого будет, по существу, достасточно, чтобы стать разработчиком CGI.
В настоящей Главе , Вы изучите принципы, лежащие в основе ввода и вывода CGI, а также другие элементарные навыки, которые потребуются, чтобы записывать и использовать CGI, включая такие моменты, как создание форм HTML и присвоение имени вашим программам CGI. В данной главе рассматриваются следующие темы:
- Традиционная программа " Hello, World!";
- Вывод CGI: отсылка информации назад для отображения в Интернет-браузере;
- Конфигурирование, установка, и выполнение приложения. Вы узнаете о различных платформах и серверах Веб;
- Ввод CGI: интерпретация информации, посланной браузером Веб. Ознакомление с некоторыми полезными библиотеками программирования для анализа такого ввода;
- Простой пример: он охватывает все уроки данной главы;
- Стратегия программирования .
Из-за характера данной главы, я только слегка касаюсь некоторых тем. Не волнуйтесь; все эти темы рассматриваются гораздо глубже в других главах.
Hello, World!
Вы начинаете с традиционной вводной задачи программирования. Вы напишете программу, которая отобразит "Hello, World!" на вашем браузере Веб. Прежде, чем написать эту программу, Вы должны понять, какую информацию браузер Веб ожидает получить от программ CGI. Вы также должны знать, как выполнить эту программу, так чтобы увидеть ее в действии.
CGI независит от языка, так что Вы можете реализовать эту программу на любом языке. Здесь используется несколько различных языков , чтобы продемонстрировать независимость каждого языка. В языке Perl, программа " Hello,World!" показана в листинге 2.1.
Листинг 2.1. Hello, World! в Perl. #!/usr/local/bin/perl # Hello.cgi - Моя первая программа CGI print "Content-Type: text/html\n\n"; print "<html> <head>\n"; print "<title>Hello, World!</title>"; print "</head>\n"; print "<body>\n"; print "<h1>Hello, World!</h1>\n"; print "</body> </html>\n";
Сохраните эту программу как hello.cgi, и установите ее в соответствующем месте. (Если Вы не уверены, где оно находится, не беспокойтесь; Вы узнаете это в разделе "Установка и выполнение программы CGI " ниже в данной главе.) Для большинства серверов нужный каталог называется cgi-bin. Теперь, вызовите программу из вашего браузера Веб. Для большинства, это означает открыть следующий универсальный указатель ресурса (URL):
http://hostname/directoryname/hello.cgi
Hostname - имя вашего сервера Веб, и directoryname - каталог, в который Вы помещаете hello.cgi (вероятно cgi-bin).
Разбиение hello.cgi
Следует отметить несколько моментов относительно hello.cgi.
Во-первых, вы используете простые команды печати. Программы CGI не требуют никаких специальных дескрипторов файла или описателей вывода. Чтобы послать вывод браузеру, просто печатают на stdout.
Во-вторых, обратите внимание на то, что содержание первого оператора печати (Content-Type: text/html) не появляется на вашем браузере Веб. Вы можете отослать любую информацию, по Вашему усмотрению, назад на браузер (страницу HTML, графику или звук), но сначала, нужно сообщить браузеру какого вида данные вы ему посылаете. Эта строка сообщает браузеру какой вид информации ожидать - в данном случае, страницу HTML.
В-третьих, программа называется hello.cgi. Не всегда нужно использовать расширение .cgi с именем вашей программы CGI. Хотя исходный код для многих языков также использует расширение .cgi, оно не используется для обозначения типа языка, а является для сервера способом идентификации файла как исполняемого файла, а не графического файла, файла HTML или текстового файла. Серверы часто конфигурируются так, чтобы только попытаться выполнить те файлы, которые имеют это расширение, отображая содержание всех других. Хотя использование расширения .cgi не обязательно, это все еще считается хорошей практикой.
В общем, hello.cgi состоит из двух основных частей:
- сообщает браузеру какую информацию ожидать (Content-Type: text/html)
- сообщает браузеру, что отобразить (Hello, World!)
Hello, World! в C
Чтобы показать независимость программ CGI от языков, в листинг 2.2 показан эквивалент программы hello.cgi , написанной в C.
Листинг 2.2. Hello, World! в C.
/* hello.cgi.c - Hello, World CGI */
#include <stdio.h>
int main() {
printf("Content-Type: text/html\r\n\r\n");
printf("<html> <head>\n");
printf("<title>Hello, World!</title>\n");
printf("</head>\n");
printf("<body>\n");
printf("<h1>Hello, World!</h1>\n");
printf("</body> </html>\n");
}
Примечание
Обратите внимание на то, что версия Perl hello.cgi использует Content-Type print ": text/html\n\n "; В то время как версия C использует Printf (" Content-Type: text/html\r\n\r\n ");
Почему Perl печатает операторный конец с двумя символами новой строки (\n), в то время как C printf заканчивается двумя символами возврата каретки и новой строки(\r\n)?
Формально, заголовки (весь вывод перед пустой строкой) как предполагается, будут отделены символом возрата каретки и новой строки. К сожалению, на машинах DOS и Windows, Perl транслирует \r как другую новую строку, а не как перевод каретки.
Хотя исключение \rs в Perl технически неправильно, она будет работать почти во всех протоколах и так же переноситься всеми платформами. Поэтому, во всех примерах Perl в этой книге я использую новую строку, отделяющие заголовки , а не символы возврата каретки и новой строки.
Соответствующее решение этой проблемы представлено в Главе 4, "Вывод".
Ни серверу Веб, ни браузеру не важно, какой язык используется для записи программы. Хотя каждый язык имеет преимущества и недостатки в качестве языка программирования CGI, лучше использовать язык, с которым Вам удобнее всего работать. (Более детально выбор языка программирования обсуждается в Главе 1 "Общешлюзовой интерфейс (CGI) ").
Выведение CGI
Теперь можно внимательнее изучить вопрос отправки информации на браузер Веб. Из примера " Hello, World!", видно, что браузеры Веб ожидают два набора данных: заголовок, который содержит информацию, например какую информацию отобразить (например Content-Type: line) и фактическую информацию (что отображается на браузере Веб). Эти два блока информации отделены пустой строкой.
Заголовок называется заголовком HTTP. Он дает важные сведения об информации, которую браузер собирается получать. Имеются несколько различных типов заголовков HTTP, и наиболее универсальным является тот, который Вы использовали раньше: Content-Type: заголовок. Вы можете использовать различные комбинации заголовков HTTP, отделяя их символами возврата каретки и новой линии (\r\n). Пустая строка, отделяющая заголовок от данных, также состоит из возврата каретки и новой строки (почему нужны оба, кратко описано в предшествующем примечании и подробно в Главе 4). Вы узнаете о других заголовках HTTP в Главе 4; в данный момент Вы занимаетесь Content-Type: заголовок.
Content-Type: заголовок описывает тип данных, которые возвращает CGI. Соответствующим форматом для этого заголовка является:
Content-Type: subtype/type
Где subtype/type - правильный тип многоцелевых расширений почты Интернета (MIME). Наиболее распространенным типом MIME является тип HTML: text/html. В таблице 2.1 приведено еще несколько распространненых типов MIME, которые будут рассмотрены; более полный перечень и анализ типов MIME приводится в Главе 4.
Примечание
MIME было первоначально изобретено для описания содержания тел сообщений почты. Оно стало довольно распространненым способом представления информации о Content-Type . Вы можете узнать больше о MIME в RFC1521. RFCs в Интернете обозначают "Просьбы о комментариях", которые представляют собой резюме решений, принятых группами в Интернете, пытающимися установить стандарты. Можно посмотреть результаты RFC1521 на следующем адресе: http://andrew2.andrew.cmu.edu/rfc/rfc1521.html
Таблица 2.1. Некоторые общие типы MIME. Тип MIME Описание Text/html Язык разметки гипертекста (HTML) Text/plain Простые текстовые файлы Image/gif Графические файлы GIF Image/jpeg Сжатые графические файлы JPEG Audio/basic Аудио - файлы Sun *.au Audio/x-wav Файлы Windows *.wav
После заголовка и пустой строки, Вы просто печатаете данные в нужном для Вас виде. Если Вы посылаете HTML, то печатайте теги HTML и данные к stdout после заголовка. Вы можете послать также графику, звук и другие двоичные файлы, просто печатая содержимое файла в stdout. Несколько примеров этого приведено в Главе 4.
Установка и выполнение программы CGI
Данный раздел несколько отклоняется от программирования CGI и рассказывает о конфигурирования вашего сервера Веб для использования CGI, об установке и выполнении программ. Вы ознакомитесь с различными серверами для различных платформ более или менее подробно, но Вам придется глубже изучить документацию своего сервера с целью нахождения оптимального варианта.
Все серверы требуют пространства для файлов сервера и пространства для документов HTML. В настоящей книге, область сервера называется ServerRoot, а область документа - DocumentRoot. На машинах UNIX ServerRoot - обычно в /usr/local/etc/httpd/, а DocumentRoot - обычно в /usr/local/etc/httpd/htdocs/. Однако, это не имеет никакого значения для вашей системы, поэтому замените все ссылки на ServerRoot и DocumentRoot на ваши собственные ServerRoot и DocumentRoot.
Когда Вы обращаетесь к файлам, используя ваш браузер Веб, Вы определяете файл в URL относительно DocumentRoot. Например, если адрес вашего сервера mymachine.org, то Вы обращаетесь к этому файлу со следующим URL: http://mymachine.org/index.html
Конфигурирование сервера для CGI
Большинство серверов Веб имеет такую предварительную конфигурацию, которая позволяет использовать программы CGI. Обычно два параметра указывают серверу о том, является ли файл приложением CGI или нет:
- Обозначенный каталог. Некоторые серверы позволяют определить, что все файлы в обозначенном каталоге (обычно, по умолчанию, называемый cgi-bin) являются CGI.
- Расширения имени файла. Много серверов имеют такую предварительную конфигурацию, которая позволяет определять все файлы заканчивающиеся на .cgi, как CGI.
Метод обозначенного каталога - это своего рода пережиток прошлого (самые первые серверы использовали его как единственный метод для определения того, какие файлы были программами CGI), но он имеет несколько преимуществ.
- Он сохраняет программы CGI в централизованном виде, препятствуя загромождению других каталогов.
- Вы не ограничены каким-либо определенным расширением имени файла, так что можете называть файлы так, как хотите. Некоторые серверы позволяют обозначить несколько различных каталогов в качестве каталогов CGI.
- Он также дает больше возможностей в отношении контроля над теми, кто может записывать CGI. Например, если Вы имеете сервер и поддерживаете систему с несколькими пользователями и не хотите, чтобы они использовали свои собственные сценарии CGI без предварительной ревизии программы из соображений безопасности, можно обозначить только эти файлы в ограниченном,централизованном каталоге как CGI. Пользователи тогда должны будут предоставить Вам программы CGI для установки и Вы сможете сначала провести ревизию кода, чтобы удостовериться, что у программы нет каких-либо крупных проблем с защитой.
Обозначение CGI через расширение имени файла может быть полезно благодаря его гибкости. Вы не ограничены одним единственным каталогом для программ CGI. Большинство серверов может быть конфигурировано, чтобы распознать CGI через расширение имени файла, хотя по умолчанию не все из них конфигурированы таким образом.
Предостережение
Помните о важности вопросов защиты, когда Вы конфигурируете ваш сервер для CGI. Некоторые подсказки будут рассмотрены здесь, а в Главе 9 "Защита CGI" эти аспекты рассматриваются более подробно.
Установка CGI на серверах UNIX
Независимо от того, как конфигурирован ваш сервер UNIX, нужно предпринять несколько шагов, чтобы удостовериться в том, что ваши приложения CGI выполняются должным образом. Ваш сервер Веб обычно будет работать как несуществующий пользователь (то есть пользователь UNIX nobody - учетная запись, которая не имеет прав доступа к файлу и не может быть зарегистрирована). Сценарии CGI (написанные на Perl, оболочке Bourne или на другом языке описания сценария) должны быть, выполнимы и читаемы по всему миру.
Подсказка
Чтобы сделать ваши файлы читаемыми и выполнимым по всему миру, используйте следующую команду UNIX права доступа: chmod 755 имени файла.
Если Вы используете язык описания сценария типа Perl или Tcl, укажите полный путь вашего интерпретатора в первой строке вашего сценария. Например, сценарий Perl, использующий perl в каталоге /usr/local/bin должен начинаться со следующей строки:
#!/usr/local/bin/perl
Предостережение
Никогда не помещайте интерпретатор (perl, или двоичный код Tcl Wish в каталог /cgi-bin. Это создает опасность для защиты в Вашей системе. Более подробно это описано в Главе 9.
Некоторые универсальные cерверы UNIX
Серверы NCSA и Apache имеют файлы со сходной конфигурацией, потому что сервер Apache был первоначально основан на коде NCSA. По умолчанию, они конфигурированы таким образом, чтобы любой файл в каталоге cgi-bin (расположенный по умолчанию в ServerRoot) являлся программой CGI. Чтобы изменить местоположение каталога cgi-bin, можно отредактировать файл конфигурации conf/srm.conf. Форматом для конфигурирования этого каталога является
ScriptAlias fakedirectoryname realdirectoryname
где fakedirectoryname - псевдо-имя каталога (/cgi-bin), и realdirectoryname - полный путь, где программы CGI фактически сохранены. Вы можете конфигурировать более одного ScriptAlias, добавляя еще строки ScriptAlias.
Заданная по умолчанию конфигурация достаточна для потребностей большинства пользователей. Нужно отредактировать строку в файле srm.conf в любом случае, чтобы определить правильное realdirectoryname. Если, например, Ваши программы CGI расположены в /usr/local/etc/httpd/cgi-bin, строка ScriptAlias в вашем файле srm.conf должна походить на следующую:
ScriptAlias /cgi-bin/ /usr/local/etc/httpd/cgi-bin/
Чтобы обращаться или ссылаться на программы CGI, расположенные в этом каталоге, используется следующий URL:
http://hostname/cgi-bin/programname
Где hostname - имя хозяина вашего сервера Веб, и programname - имя Вашего CGI.
Например, допустим, что Вы скопировали программу hello.cgi в Ваш каталог cgi-bin (например, /usr/local/etc/httpd/cgi-bin) на Вашем сервере Веб, называемом www.company.com. Чтобы обратиться к вашему CGI, используйте следующий URL: http://www.company.com/cgi-bin/hello.cgi
Если нужно конфигурировать сервер NCSA или Apache так, чтобы распознавать любой файл с расширением .cgi как CGI, нужно отредактировать два файла конфигурации. Сначала, в файле srm.conf, не комментируйте следующую строку:
AddType application/x-httpd-cgi .cgi
Это свяжет CGI типа MIME с расширением .cgi. Теперь, нужно изменить файл access.conf, чтобы можно было выполнить CGI в любом каталоге. Для этого, добавьте опцию ExecCGI к строке Option. Это будет выглядеть примерно как следующая строка:
Option Indexes FollowSymLinks ExecCGI
Теперь, любой файл с расширением .cgi считается CGI; обращайтесь к нему, как обращались бы к любому файлу на вашем сервере.
Сервер CERN конфигурирован так же, как и серверы Apache и NCSA. Вместо ScriptAlias, сервер CERN использует команду Exec. Например, в файле httpd.conf, Вы увидете следующую строку:
Exec /cgi-bin/* /usr/local/etc/httpd/cgi-bin/*
Другие серверы UNIX можно конфигурировать таким же способом; более подробно об этом описано в документации сервера.
Установка CGI на Windows
Большинство серверов, доступных для Windows 3.1, Windows 95 и Windows NT конфигурировано с помощью метода "расширение имени файла" для распознавания CGI. Вообще, изменение конфигурации сервера на базе Windows просто требует выполнения программы конфигурации сервера и внесения соответствующих изменений.
Иногда конфигурирование сервера для правильного выполнения сценарий (типа Perl) представляется сложным делом. В DOS или Windows, Вы не сможете определить интерпретатор на первой строке сценария, как это происходит при работе с UNIX. Некоторые серверы имеют заранее заданную конфигурацию, чтобы связать некоторые расширения имени файла с интерпретатором. Например, многие Веб-серверы Windows предполагают, что файлы, оканчивающиеся на .pl, являются сценариями Perl.
Если сервер не выполняет такой тип ассоциации файла, можно определить пакетный файл упаковщика, который вызывает как иинтерпретатор, так и сценарий. Как и с сервером UNIX, не устанавливайте интерпретатор ни в каталоге cgi-bin ни в каком-либо Веб-доступном каталоге.
Установка CGI на Macintosh
Две наиболее известные опции сервера для Macintosh - это WebStar StarNine и его предшественник MacHTTP. Оба распознают CGI по расширению имени файла.
MacHTTP понимает два различных расширения: .cgi и .acgi, который обозначает асинхронный CGI. Регулярные программы CGI, установленные на Macintosh (с расширением .cgi), будут поддерживать Веб-сервер в состоянии занятости, пока не закончится выполнение CGI, вынуждая сервер приостановить выполнение всех других запросов. Асинхронный CGI, с другой стороны, позволяет серверу принимать запросы даже во время своей работы.
Разработчик CGI Macintosh, использующий любой из этих Веб-серверов, должен, по возможности, использовать просто расширение .acgi, а не расширение .cgi. Оно должно работать с большинством программ CGI; если оно не работает, переименуйте программу на .cgi.
Выполнение CGI
После того, как вы установили CGI, имеются несколько способов выполнить его. Если ваш CGI -программа, работающая только с выводом, типа программы Hello,World!, тогда Вы может выполнять ее, просто обращаясь к ее URL.
Большинство программ выполняется как серверное приложение к форме HTML. Прежде, чем научиться, как получать информацию от этих форм, сначала прочтите краткое введение о создании таких форм.
Быстрая обучающая программа по формам HTML
Два наиболее важных тега в форме HTML - это теги <form> и <input>. Можно создавать большинство форм HTML, используя только эти два тега. В данной главе, Вы изучите эти теги и небольшое подмножество возможных типов или атрибутов <input>. Полное руководство и ссылка на формы HTML находятся в Главе 3 " HTML и формы" .
Тег <form>
Тег <form> используется для определения того, какая часть файла HTML должна быть использована для информации, введенной пользователем. Здесь имеется в виду, как большинство страниц HTML вызывает программу CGI. Атрибуты тега определяют имя программы и местоположение - либо локально, либо как полный URL, тип используемого кодирования, и метод перемещения данных, используемых программой.
Следующая строка показывает спецификации для тега <form>:
< ACTION FORM = "url" METHOD = [POST |GET] ENCTYPE = "..." >
Атрибут ENCTYPE не играет особой роли и обычно не включается с тегом <form>. Подробная информация относительно тега ENCTYPE дана в Главе 3. Один из способов использования ENCTYPE, показан в Главе 14 "Фирменные расширения. "
Атрибут ACTION ссылается на URL программы CGI. После того, как пользователь заполнит форму и предоставит информацию, вся информация кодируется и передается программе CGI. Программа CGI решает сама вопрос о декодировании и обработке информации; этот аспект рассматривается в "Принятие ввода от браузера, " ниже в настоящей главе.
Наконец, атрибут METHOD описывает, как программа CGI должна получать ввод. Эти два методы - GET и POST - отличаются в отношении того, как передавать информацию программе CGI. Оба обсуждены в "Принятие ввода от браузера. "
Чтобы браузер смог позволить введение информации пользователем, все теги форм и информация должны быть окружены тегом <form>. Не забудьте заключительный тег </form> для обозначения конца формы. Нельзя иметь форму внутри формы, хотя Вы можете установить форму, которая позволяет представлять части информации в различные местах; этот аспект широко рассматривается в Главе 3.
Тег <input>
Вы можете создавать полоски ввода текста, кнопки "radio", окна флажков, и другие средства принятия ввода, используя тег<input>. В данном разделе рассматриваются только поля текстового ввода. Для реализации этого поля, используйте тег <input> со следующими атрибутами:
< INPUT TYPE=text NAME = "... " VALUE = "... " SIZE = MAXLENGTH = >
NAME - символическое имя переменной, которая содержит значение, введенное пользователем. Если Вы включаете текст в атрибут VALUE, этот текст будет помещен как заданный по умолчанию в поле текстового ввода. Атрибут SIZE позволяет Вам определить горизонтальную длину поля ввода, поскольку он будет появляться в окне браузера. И наконец, MAXLENGTH определяет максимальное число символов которые, пользователь может ввести в поле. Обратите внимание, что атрибуты VALUE, SIZE, MAXLENGTH являются необязательными.
Представление формы
Если Вы имеете только одно текстовое поле в пределах формы, пользователь может представить форму, просто набирая информацию на клавиатуре и нажимая Enter. В противном случае, должен быть какой-то другой способ представления информации пользователем. Пользователь представляет информацию, используя кнопку для представления со следующим тегом:
< Input type=submit >
Этот тег создает внутри вашей формы кнопку Submit. Когда пользователь закончивает заполнение формы, он или она может отправить ее содержание по адресу URL, указанному атрибутом ACTION формы, кликая кнопку Submit.
Принятие ввода от браузера
Выше были даны примеры записи программы CGI, которая посылает информацию с сервера на браузер. В действительности, программа CGI, которая лишь выводит данные, не имеет много приложений (некоторые примеры даны в Главе 4 ). Более важной способностью CGI является получение информации от браузера - особенность, которая придает Веб интерактивный характер.
Программа CGI получает два вида информации от браузера.
- Во-первых, она получает различные части информации о браузере (его тип, что он может просматривать, хост хозяина, и так далее), сервера (его имя и версия, порт его выполнения, и так далее), и непосредственно о программе CGI (имя программы и где она расположена). Сервер дает всю эту информацию программе CGI через переменные среды.
- Во-вторых, программа CGI может получать информацию, введенную пользователем. Эта информация, после кодирования браузером, посылается либо через переменную среду (метод GET), либо через стандартный ввод (stdin- метод POST).
Переменные среды
Полезно знать, какие переменные среды являются доступными для программы CGI, как в процессе обучения, так и для отладки. В таблице 2.2 приведены некоторые из доступных переменных среды CGI. Можно также записать программу CGI, которая выводит переменные среды и их значения на браузер Веб.
Таблица 2.2. Некоторые важные переменные среды CGI
Переменная среды Цель
REMOTE_ADDR Адрес IP машины клиента.
REMOTE_HOST Хост хозяина машины клиента.
HTTP _ACCEPT Перечисляет типы MIME данных, которые
браузер умеет интерпретировать.
HTTP _USER_AGENT Информация браузера ( тип браузера, номер
версии, операционная система, и т.д.).
REQUEST_METHOD GET или POST.
CONTENT_LENGTH Размер ввода, если он послан через POST.
Если не имеется никакого ввода или если используется
метод GET, этот параметр не определен.
QUERY_STRING Содержит вводимую информацию, когда она передается
с помощью метода GET.
PATH_INFO Позволяет пользователю определить путь от командной строки CGI
(например, http://hostname/cgi-bin/programname/path).
PATH_TRANSLATED Транслирует относительный путь в PATH_INFO в
фактический путь в системе.
Чтобы записать приложение CGI, которое отображает переменные среды, нужно знать, как выполнить две вещи:
- Определить все переменные среды и их соответствующие значения.
- Вывести результаты для браузера.
Вы уже знаете, как выполнять последнюю операцию. В Perl переменные среды сохраняются в ассоциативном массиве %ENV, который вводится именем переменной среды. Листинг 2.3 содержит env.cgi, программу Perl, которая служит для достижения нашей цели.
Листинг 2.3. Программа Perl, env.cgi, которая выводит все переменные среды CGI.
#!/usr/local/bin/perl
print "Content-type: text/html\n\n";
print "<html> <head>\n";
print "<title>CGI Environment</title>\n";
print "</head>\n";
print "<body>\n";
print "<h1>CGI Environment</h1>\n";
foreach $env_var (keys %ENV) {
print "<B>$env_var</B> = $ENV{$env_var}<BR>\n";
}
print "</body> </html>\n";
Подобная программа может быть написана в C; полный код находится в Листинге 2.4.
Листинг 2.4. Env.cgi.c в C.
/* env.cgi.c */
#include <stdio.h>
extern char **environ;
int main()
{
char **p = environ;
printf("Content-Type: text/html\r\n\r\n");
printf("<html> <head>\n");
printf("<title>CGI Environment</title>\n");
printf("</head>\n");
printf("<body>\n");
printf("<h1>CGI Environment</h1>\n");
while(*p != NULL)
printf("%s<br>\n",*p++);
printf("</body> </html>\n");
}
GET или POST ?
Какая разница между методами GET и POST? GET передает закодированную входную строку через переменную среды QUERY_STRING, а POST передает ее через stdin. POST - более предпочтительный метод, особенно для форм с большим количеством данных, потому-что здесь нет каких-либо ограничений в отношении объема посылаемой информации, а при методе GET объем пространства среды ограничен. GET имеет однако определенное полезное свойство; это подробно рассматривается в Главе 5 "Ввод".
Чтобы определить, который метод используется, программа CGI проверяет переменную среду REQUEST_METHOD, которая будет установлена либо в GET, либо в POST. Если она установлена в POST, длина закодированной информации сохранена в переменной среды CONTENT_LENGTH.
Закодированный Ввод
Когда пользователь передает форму, браузер сначала кодирует информацию перед посылкой ее на сервер, а затем на приложение CGI. Когда Вы используете тег <input>, каждому полю присваивают символическое имя. Значение, введенное пользователем, представляется как значение переменной.
Чтобы определить это, браузер использует кодирующую спецификацию URL, которая может быть описана следующим образом:
- Отделяет различные поля амперсандом (&).
- Отделяет имя и значения знаками равенства (=), с именем слева и значением справа.
- Заменяет пробелы знаками "плюс" (+).
- Заменяет все "ненормальные" символы знаком процента (%), за которым следует двузначный шестнадцатеричный код символа.
Ваша конечная закодированная строка будет похожа на следующую:
name1=value1&name2=value2&name3=value3 ...
Примечание: Спецификации для кодирования URL находятся в RFC1738.
Например, предположим, что у вас была форма, которая запросила имя и возраст. Код HTML, который использовался для отображения этой формы, представлен в листинге 2.5.
Листинг 2.5. Код HTML для отображения формы имени и возраста.
<html> <head> <title>Name and Age</title> </head> <body> <form action="/cgi-bin/nameage.cgi" method=POST> Enter your name: <input type=text name="name"><p> Enter your age: <input type=text name="age"><p> <input type=submit> </form> </body> </html>
Предположим, что пользователь вводит Joe Schmoe в поле имени, и 20 - в поле возраста. Ввод будет закодирован во входной строке.
name=Joe+Schmoe&age=20
Синтаксический анализ ввода
Для того чтобы эта информация была полезной, нужно использовать информацию на что-то такое, что может быть использовано вашими программами CGI. Стратегии синтаксического анализа ввода рассматриваются в Главе 5. Практически, Вам никогда не придется думать о том, как анализировать ввод, потому что несколько специалистов уже написали доступные для всех библиотеки, которые производят синтаксический анализ. Две такие библиотеки представлены в настоящей главе в следующих разделах: cgi -lib.pl для Perl (написаны Стивом Бреннером) и cgihtml для C (написаны мной).
Общая цель большинства библиотек, написанных на различных языках, состоит в том, чтобы анализировать закодированную строку и помещать пары имен и значений в структуру данных. Имеется очевидное преимущество в использовании языка, который имеет встроенные структуры данных типа Perl; однако, большинство библиотек для языков низшего уровня типа C и C++ включает выполнение структуры данных и подпрограммы.
Не обязательно добиваться полного понимания библиотек; гораздо важнее научиться использовать их как инструментальные средства, чтобы упростить работу программиста CGI.
Cgi -lib.pl
Cgi -lib.pl использует ассоциативные массивы Perl. Функция &ReadParse анализирует входную строку и вводит каждую пару "имя / значение" по имени. Например, соответствующими строками Perl, необходимыми для декодирования только что представленной вводной строки "имя / возраст", были бы
&ReadParse(*input);
Теперь, чтобы увидеть значение, введенное для "имени", можно обращаться к ассоциативному массиву $input {"имя"}. Точно так же, чтобы обратиться к значению "возраста", нужно посмотреть на переменную $input {"возраст"}.
Cgihtml
C не имеет никаких встроенных структур данных, так что cgihtml осуществляет свой собственный список связей для использования со своими анализирующими подпрограммами CGI. Это определяет структуру entrytype следующим образом:
Typedef struct {
Char *name;
Char *value;
} Entrytype;
Чтобы проанализировать вводную строку "name / age" ("имя / возраст") в C, используя cgihtml, используется следующее:
/* объявить связанный список, называемый вводом */ Llist input; /* анализировть ввод и место в связанном списке */ read_cgi_input(&input);
Чтобы обратиться к информации о возрасте, можно либо проанализировать список вручную, либо использовать имеющуюся функцию cgi _val ().
#include <Stdlib.h> #include <String.h> Char *age = malloc (sizeof (char) * strlen (cgi _val (input, "age")) + 1); Strcpy (age, cgi _val (input, "age"));
Значение "возраста" теперь сохранено в строке age.
Примечание: Вместо использования простого массива (подобно char age [5];), я занимаюсь динамическим распределением пространства памяти для строки age. Хотя это усложняет программирование, тем не менее это важно с точки зрения безопасности. Более подробно о этом говорится в Главе 9.
Простая программа CGI
Вы собираетесь записать программу CGI, называемую nameage.cgi, которая обрабатывает форму "имя / возраст". Обработка данных (что я обычно называю "промежуточным материалом") минимальна. Nameage.cgi просто декодирует ввод и отображает имя пользователя и возраст. Хотя не особенно много пользы от такого инструмента, он демонстрирует наиболее критический аспект программирования CGI: ввод и вывод.
Вы используете ту же самую форму, как описано выше, вызывая поля "имя и возраст". Пока не стоит беспокоиться об ошибкоустойчивости и эффективности; решите имеющуюся задачу простейшим образом. Решения в Perl и C показаны соответственно в листингах 2.6 и 2.7.
Листинг 2.6. Nameage.cgi в Perl
#!/usr/local/bin/perl
# nameage.cgi
require 'cgi-lib.pl'
&ReadParse(*input);
print "Content-Type: text/html\r\n\r\n";
print "<html> <head>\n";
print "<title>Name and Age</title>\n";
print "</head>\n";
print "<body>\n";
print "Hello, " . $input{'name'} . ". You are\n";
print $input{'age'} . " years old.<p>\n";
print "</body> </html>\n";
Листинг 2.7. nameage.cgi в C
/* nameage.cgi.c */
#include <stdio.h>
#include "cgi-lib.h"
int main()
{
llist input;
read_cgi_input(&input);
printf("Content-Type: text/html\r\n\r\n");
printf("<html> <head>\n");
printf("<title>Name and Age</title>\n");
printf("</head>\n");
printf("<body>\n");
printf("Hello, %s. You are\n",cgi_val(input,"name"));
printf("%s years old.<p>\n",cgi_val(input,"age"));
printf("</body> </html>\n");
}
Обратите внимание на то, что эти две программы почти эквивалентны. Они обе содержат подпрограммы синтаксического анализа, которые занимают только одну строку и обрабатывают весь ввод (благодаря соответствующим библиотечным подпрограммам). Вывод, по существу, является измененной версией вашей основной программы Hello, World!.
Попытайтесь выполнить программу, заполняя форму и нажимая кнопку Submit.
Общая стратегия программирования
Вы теперь знаете все основные принципы, необходимые для программирования CGI. Когда Вы понимаете, как CGI получает информацию и как он отсылает ее назад браузеру, фактическое качество вашего конечного продукта зависит от ваших общих способностей к программированию. А именно, когда Вы программируете CGI (или вообще что - нибудь, если уж на то пошло), помните о следующих качествах:
- Простота
- Эффективность
- Универсальность
Первые два качества достаточно распространены: старайтесь сделать код как можно более читаемым и эффективным. Универсальность больше относится к программам CGI, чем к другим приложениям. Когда Вы начнете разрабатывать свои собственные программы CGI, Вы узнаете, что имеется несколько основных приложений, которые хочет сделать каждый. Например, одна из наиболее распространенных и очевидных задач программы CGI является обработка формы и посылка по электронной почте результатов определенному получателю. Вы могли бы иметь несколько отдельных обработанных форм, каждая с различным получателем. Вместо записи программы CGI для каждой отдельной формы, Вы можете съэкономить время, написав более общую программу CGI, которая годится для всех форм.
Затронув все основные аспекты CGI, я обеспечил Вас достаточными сведениями, чтобы начать программирование CGI. Однако чтобы стать эффективным разработчиком CGI, нужно иметь более глубокое понимание того, как CGI связывается с сервером и браузером. В оставшейся части настоящей книги подробно рассматриваются те вопросы, о которых вскользь было упомянуто в данной главе, а также вопросы стратегии разработки приложений, преимущества и ограничения протокола.
Резюме
В настоящей главе вкратце были описаны основы программирования CGI. Вы создаете вывод, правильно форматируя ваши данные и печатая в stdout. Получение ввода CGI является несколько более сложным делом, потому что он должен быть проанализирован до своего использования. К счастью, уже существуют несколько библиотек, которые осуществляют синтаксический анализ.
К данному моменту Вы должны достаточно легко справиться с программированием приложений CGI. Оставшаяся часть настоящей книги посвящена более подробному изложению спецификации, подсказкам и стратегии программирования более продвинутых и сложных приложений.
Оставить комментарий
Комментарии
Хорошая статья, мне она очень помогла! Спасибо!
2TaHaToC:
CGI.pm хорош, но он медленно работает. При очень большом количестве обращений к CGI-программе сервер может не справиться с нагрузкой. В таких случаях очень полезно переписывать перловые скрипты на C.
Да и на Перле иногда просто незачем подцеплять целый модуль для элементарного выдергивания параметров из QUERY_STRING.
вы пишете print header; Модуль поддерживает куки, параметры, и все что нужно для Веб-программирования...