公共网关接口（Common Gateway Interface, CGI）简介

陪她去流浪 桃子 2019年06月06日 编辑 阅读次数：3971

这篇文章简要地介绍一下古老的 CGI（Common Gateway Interface，公共网关接口）。

静态文件服务

在互联网的早期一个时期，那时候的 WWW 网页服务还只是简单的静态页面服务。它的工作过程是这样的：

  • 浏览器向服务器发起文件请求，比如：GET /a.txt
  • 服务器找到a.txt文件
  • 服务器读取文件内容
  • 服务器返回内容给浏览器
  • 浏览器展示返回的内容

就像下面这张图描绘的那样：

静态文件请求.svg

动态内容服务

不过，人们很快就觉得，直接返回文件内容的方式太单调了，因为内容完全是固定不变的，不能动态地生成内容，看到不同的页面。 所以，如果想要每次的请求内容都不一样（比如：显示当前时间，显示登陆者的用户名），怎么办？ 很简单，人们马上就想到了新的办法。

当服务器接收到浏览器的请求时，把请求的路径当成一个可执行文件，执行它，并把可执行文件的标准输出返回给浏览器。

它的工作过程是这样的：

  • 浏览器向服务器发起一个请求，比如：GET /cgi-bin/echo
  • 服务器找到/cgi-bin/echo这个可执行文件
  • 服务器把请求路径，HTTP头部等值作为环境变量传递给可执行文件
  • 服务器把HTTP请求BODY作为标准输出传递给可执行文件
  • 服务器执行可执行文件
  • 可执行文件执行内部逻辑并把输出写入标准输出，然后退出
  • 服务器读取可执行文件的标准输出
  • 服务器把标准输出返回给浏览器
  • 浏览器展示返回的内容

就像下面这张图描绘的那样：

CGI脚本.svg

由于可执行文件拥有自己的逻辑，所以它可以输出任意的内容。而不像静态文件那样，内容永远是固定不变的。这样一样，浏览器就可以看到动态的内容了。

我们通常把由静态文件生成的网页叫作静态网站，而把后端可执行文件动态生成的网页叫作动态网站。

后端的这个可执行文件通常叫作网关程序。而服务器与网关程序之间的这个通信协议，叫作公共网关接口（Common Gateway Interface, CGI）。

关于HTTP请求路径

先说点题外话。

几年前我用 C++ 写过一个 HTTP Web 服务器（这里），它也简单地支持CGI，（实现代码），包含但不限于常见的 lua、php。

它甚至支持把 Windows 的批处理脚本文件(.bat文件)、可执行文件(.exe文件)也当成网关程序来使用：

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if(std::regex_match(uri, matches, std::regex(R"(/cgi-bin/([^/]+\.bat))", std::regex_constants::icase))) {
    auto script = file_system::exe_dir() + '/' + matches[1].str();
    auto command_line = '"' + script + '"';

    ssmap_t env;

    exec(command_line, env, [&](const char* buf, int size) {
        send(buf, size);
    });

    close();

    return true;
}

实现这个功能，它至少改变了我对HTTP的一些“习惯性”的错误看法。那就是：

HTTP的服务器对请求路径拥有完全的解释权，跟请求的路径并没有绝对的关系。

什么意思？比如我发起一个GET /a.txt的请求，很多人会认为它是打开一个TXT文件；发起一个GET /b.exe，也会认为是下载一个程序文件。不会是执行，浏览器怎么可能执行EXE文件？

所以，其实并不是那样。有很多人这里都有误解，至少我当年是这样。

那么怎样决定呢？有很多方式，也不是都靠谱。多数时候，靠 HTTP 的 Content-Type 来猜测是靠谱的。

就是这样。

关于CGI的性能

对于现在的后端开发来说，纯使用CGI作为后端已经极其少见了。因为它有很多比较致命的不足：

  • 对于每一个请求都要新启动一个进程来处理请求

    新启动一个进程对操作系统来说开销特别大，必然造成性能不好。对于服务器的性能，一个简单的比较：同步 < 多进程 < 多线程 < 异步。

  • 进程处理完请求就立即退出

    立即退出意味着请求与请求之间很难产生联系，连简单的数据共享都做不到。所以后来出现了FastCGI，进程不用退出了。

所以，后来的服务器就不怎么再支持CGI了。比如 nginx。

参考

标签：HTTP · nginx · CGI

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