CGI（通用網關接口）是一種標準化的協議，定義了?Web服務器?與?外部程序（如腳本或可執行文件）之間的數據交互方式。它允許服務器動態生成網頁內容，而不僅僅是返回靜態文件。
1. CGI 的核心作用
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動態內容生成：早期的Web服務器只能返回靜態HTML文件，CGI的出現使得服務器可以運行程序生成動態內容（如用戶登錄、數據庫查詢等）。
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跨語言支持：可以用任何編程語言編寫（如Perl、Python、PHP、C、Bash等），只要程序能讀取環境變量和標準輸入（
stdin），并輸出到標準輸出（stdout）。 -
無狀態處理：每次HTTP請求都會啟動一個新的CGI進程，處理完畢后立即退出（現代方案如FastCGI優化了這一點）。
2. CGI 的工作原理
當用戶訪問一個CGI程序時（如?http://example.com/cgi-bin/script.py），流程如下：
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客戶端發送HTTP請求（如GET或POST）到Web服務器（如Apache/Nginx）。
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服務器識別CGI請求（通常放在
/cgi-bin/目錄或特定擴展名如.cgi）。 -
服務器啟動CGI程序（如Python腳本），并設置環境變量（如
QUERY_STRING、REQUEST_METHOD）。 -
CGI程序執行：
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讀取環境變量（如
$_SERVER?in PHP、os.environ?in Python）。 -
處理輸入數據（GET參數從環境變量讀取，POST數據從
stdin讀取）。 -
生成動態內容，輸出到
stdout（必須包含HTTP頭，如Content-Type: text/html）。
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服務器捕獲輸出，并返回HTTP響應給客戶端。
3. CGI 的關鍵組成部分
(1) 環境變量（由服務器傳遞給CGI程序）
| 變量名 | 說明 |
|---|---|
REQUEST_METHOD | HTTP方法（GET/POST/PUT等） |
QUERY_STRING | URL中?后的查詢參數（如name=foo&age=20） |
CONTENT_TYPE | POST/PUT請求的Body類型（如application/x-www-form-urlencoded） |
CONTENT_LENGTH | POST數據的字節長度 |
HTTP_USER_AGENT | 客戶端瀏覽器信息（如Mozilla/5.0） |
REMOTE_ADDR | 客戶端IP地址 |
SCRIPT_NAME | CGI腳本的路徑（如/cgi-bin/hello.py） |
(2) 輸入數據
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GET請求：參數通過
QUERY_STRING傳遞（如?id=123）。 -
POST請求：數據通過標準輸入（
stdin）傳遞，需讀取CONTENT_LENGTH字節。
(3) 輸出規范
CGI程序必須：
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先輸出HTTP頭（如
Content-Type: text/html）。 -
空一行（
\n\n），之后才是響應內容（HTML/JSON等）。
示例（Python CGI）：
#!/usr/bin/env python
print("Content-Type: text/html\n\n") # 必須的空行
print("<h1>Hello, CGI!</h1>")
4. CGI 的優缺點
優點
??簡單通用：任何語言都能寫，適合小型動態網頁。
??跨平臺：所有主流Web服務器（Apache/Nginx/IIS）均支持。
??無依賴：不要求特定框架或運行時（如PHP-FPM、uWSGI）。
缺點
??性能差：每次請求都啟動新進程，高并發時資源消耗大。
??無持久化：無法保持數據庫連接等長期狀態。
??安全性風險：需謹慎處理用戶輸入（如Shell注入）。
5. 現代替代方案
由于CGI的性能問題，現在更多使用：
| 技術 | 說明 |
|---|---|
| FastCGI | 持久化進程處理多個請求（PHP-FPM基于此）。 |
| SCGI | 簡化版FastCGI，性能接近但協議更簡單。 |
| WSGI | Python的Web服務器網關接口（如Flask/Django使用）。 |
| PHP-FPM | PHP的FastCGI進程管理器，替代mod_php。 |
| 嵌入式 | 如Apache的mod_php、Nginx的uWSGI，直接與服務器集成。 |
6. 示例：用不同語言實現CGI
(1) Bash CGI
#!/bin/bash echo "Content-Type: text/plain" echo "" echo "Hello from Bash CGI!"
(2) Python CGI
#!/usr/bin/env python
import osprint("Content-Type: text/html\n\n")
print(f"<p>QUERY_STRING: {os.environ.get('QUERY_STRING')}</p>")
(3) PHP CGI
<?php
header("Content-Type: text/html");
echo "<h1>Hello, " . ($_GET['name'] ?? 'Guest') . "!</h1>";
?>
7. 總結
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CGI是早期動態網頁的核心技術，定義了Web服務器與外部程序的交互標準。
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雖然性能較低，但所有Web開發語言都支持CGI模式（包括PHP、Python、Perl等）。
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現代Web開發已轉向更高效的方案（如FastCGI、WSGI），但理解CGI仍有助于掌握底層HTTP交互機制。
如果你的目標是高性能Web應用，建議使用PHP-FPM或Python WSGI；如果只是簡單腳本，CGI仍然可用。
