一、Python CGI编程
CGI（Common Gateway Interface）是一种用于Web服务器与应用程序之间进行通信的协议。使用CGI，你可以编写脚本（通常是Python脚本）来处理Web请求，并生成动态网页内容。
下面是一个简单的Python CGI示例，用于处理GET请求并显示一个欢迎消息：
- 首先，确保你的Web服务器支持CGI。常见的Web服务器如Apache和Nginx都支持CGI。
- 创建一个Python脚本文件，例如
hello.py，并添加以下内容：
#!/usr/bin/env python3
print("Content-type: text/html")
print()
print("<html>")
print("<head>")
print("<title>Hello World</title>")
print("</head>")
print("<body>")
print("<h1>Hello, World!</h1>")
print("</body>")
print("</html>")
这个脚本首先输出一个Content-type头部，告诉Web服务器它要发送的内容类型是HTML。然后，它输出一个简单的HTML页面，其中包含一个标题为"Hello, World!"的标题。
- 将
hello.py脚本文件放置在你的Web服务器的CGI目录中。这个目录通常是一个特定的文件夹，用于存放CGI脚本。具体的位置取决于你的Web服务器配置。 - 配置你的Web服务器以允许执行CGI脚本。这通常涉及编辑Web服务器的配置文件，并指定CGI目录的路径。具体的配置方法取决于你使用的Web服务器。
- 在Web浏览器中访问你的CGI脚本的URL。例如，如果你的Web服务器是Apache，并且CGI目录位于
/var/www/cgi-bin/，那么你可以通过访问http://yourserver.com/cgi-bin/hello.py来执行hello.py脚本。
这只是一个简单的示例，用于演示如何使用Python编写CGI脚本。你可以根据需要扩展这个示例，处理更复杂的Web请求，生成更复杂的网页内容，并与数据库进行交互等。
请注意，CGI是一种较老的Web编程技术，现在通常被更现代的框架和工具（如Flask、Django等）所取代。如果你正在开始一个新的Web项目，建议考虑使用这些更现代的工具。
二、HTTP头部
HTTP头部（HTTP Headers）是HTTP请求和响应中的重要组成部分，它们包含了关于HTTP请求或响应的附加信息。这些头部信息以键值对的形式出现，用于描述HTTP消息（请求或响应）的特性，如内容类型、发送方、接收方、缓存指令、编码方式等。
以下是一些常见的HTTP头部字段及其描述：
请求头部（Request Headers）
- Host: 指定请求的目标主机名和端口号。
- User-Agent: 标识发出请求的浏览器或客户端类型。
- Accept: 客户端愿意接收的媒体类型（如text/html, application/json等）。
- Accept-Language: 客户端偏好的自然语言版本。
- Accept-Encoding: 客户端支持的内容编码类型（如gzip, deflate等）。
- Connection: 控制是否应保持网络连接。
- Referer: 发起请求的页面的URL，用于追踪请求来源。
- Authorization: 认证信息，如用户名和密码，用于身份验证。
- Cookie: 存储在客户端的会话或持久性数据。
响应头部（Response Headers）
- Content-Type: 响应内容的媒体类型（如text/html, application/json等）。
- Content-Length: 响应内容的长度（以字节为单位）。
- Server: 响应的服务器类型。
- Last-Modified: 资源最后修改的时间。
- Cache-Control: 控制缓存行为的指令。
- Expires: 响应的过期时间。
- Set-Cookie: 服务器发送给客户端的cookie。
- Location: 用于重定向的URL。
- WWW-Authenticate: 认证方式，用于响应401未授权请求。
示例
以下是一个HTTP请求和响应中包含头部的简单示例：
请求（Request）
GET /hello.html HTTP/1.1
Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.110 Safari/537.3
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch, br
Accept-Language: en-US,en;q=0.8
Connection: keep-alive
响应（Response）
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Length: 132
Connection: keep-alive
Server: Apache/2.4.25 (Unix) OpenSSL/1.0.2j
Last-Modified: Tue, 12 Dec 2017 03:24:29 GMT
ETag: "5a2d1c4d-84"
Accept-Ranges: bytes
在实际应用中，HTTP头部字段可以非常多样化和复杂，具体取决于使用的HTTP版本、协议扩展以及特定应用的需求。在编写CGI脚本时，你可以使用Python的print函数来输出所需的HTTP头部，然后发送实际的HTML内容。例如：
#!/usr/bin/env python3
# 设置HTTP头部
print("Content-type: text/html")
print() # 空行标志着头部的结束和正文的开始
# 输出HTML内容
print("<html>")
print("<head>")
print("<title>CGI Example</title>")
print("</head>")
print("<body>")
print("<h1>Hello, CGI!</h1>")
print("</body>")
print("</html>")
在这个例子中，Content-type: text/html头部告诉浏览器响应的内容是HTML文档。空行之后是HTML文档的实际内容。
三、CGI环境变量
CGI（Common Gateway Interface）环境变量是Web服务器传递给CGI脚本的一系列变量，这些变量包含了关于HTTP请求和服务器环境的信息。CGI脚本可以使用这些环境变量来获取关于客户端请求、服务器状态以及其他重要信息的数据。
以下是一些常见的CGI环境变量及其描述：
- CONTENT_TYPE:
- 描述：表示客户端发送的数据的MIME类型（例如，
application/x-www-form-urlencoded表示表单数据）。 - 用途：CGI脚本可以使用这个变量来确定如何解析客户端发送的数据。
- CONTENT_LENGTH:
- 描述：表示客户端发送的数据的长度（字节数）。
- 用途：用于读取和处理来自客户端的数据时，知道需要读取多少字节。
- REQUEST_METHOD:
- 描述：表示客户端使用的HTTP请求方法（如GET、POST等）。
- 用途：CGI脚本可以使用这个变量来决定如何处理请求，因为不同的请求方法可能需要不同的处理逻辑。
- QUERY_STRING:
- 描述：表示URL中查询字符串的部分（即问号
?之后的部分）。 - 用途：通常用于传递参数给CGI脚本。
- REMOTE_ADDR:
- 描述：表示发出请求的客户端的IP地址。
- 用途：用于记录、日志或安全验证等。
- REMOTE_HOST:
- 描述：表示发出请求的客户端的主机名。
- 用途：与
REMOTE_ADDR类似，但提供的是主机名而不是IP地址。
- REMOTE_USER:
- 描述：如果Web服务器启用了身份验证，这个变量将包含经过身份验证的用户的用户名。
- 用途：用于在CGI脚本中识别已验证的用户。
- SERVER_NAME:
- 描述：表示服务器的主机名或IP地址。
- 用途：用于构建绝对URL或进行其他需要服务器名称的操作。
- SERVER_SOFTWARE:
- 描述：表示服务器的软件名称和版本。
- 用途：用于日志记录或调试，以了解哪个服务器软件正在处理请求。
- GATEWAY_INTERFACE:
- 描述：表示CGI规范的版本。
- 用途：用于确保CGI脚本与服务器遵循相同版本的规范。
在Python中，可以通过os.environ字典来访问这些环境变量。例如，要获取REMOTE_ADDR环境变量的值，可以使用os.environ.get('REMOTE_ADDR')。
这些环境变量是CGI规范的一部分，并由Web服务器在调用CGI脚本时自动设置。因此，不同的Web服务器可能会有不同的环境变量集或稍有不同的变量名，但上述列表涵盖了大多数常见的环境变量。
四、CGI中使用Cookie
在CGI中使用Cookie可以帮助Web应用程序在客户端存储和检索信息。Cookie是一种存储在用户浏览器中的小型数据片段，通常用于跟踪用户会话、个性化内容或存储用户的偏好设置。
要在CGI脚本中使用Cookie，你需要执行以下步骤：
- 设置Cookie:
在你的CGI脚本中，通过HTTP响应头部设置Cookie。这通常是通过Set-Cookie头部来完成的。例如，要设置一个名为username的Cookie，其值为john_doe，你可以这样做：
print("Set-Cookie: username=john_doe; path=/")
这里，path=/意味着Cookie将适用于服务器的整个域。如果你只想让Cookie在某个特定的目录下可用，你可以更改路径。
- 读取Cookie:
当用户下次访问你的网站时，浏览器会自动发送之前设置的所有Cookie。你可以在CGI脚本中使用os.environ字典来读取这些Cookie。HTTP_COOKIE环境变量包含了客户端发送的所有Cookie，它们以分号(;)分隔。
import os
# 读取HTTP_COOKIE环境变量
cookie_string = os.environ.get('HTTP_COOKIE', '')
# 解析Cookie字符串
cookies = {
}
for cookie in cookie_string.split(';'):
key, value = cookie.strip().split('=', 1)
cookies[key] = value
# 现在你可以使用cookies字典来访问Cookie的值
username = cookies.get('username', '')
注意，解析Cookie字符串时要小心，因为用户可能发送了多个Cookie，并且它们可能包含特殊字符或编码。
- 更新或删除Cookie:
要更新Cookie的值，你可以再次发送一个Set-Cookie头部，但这次要包含新的值。要删除Cookie，你可以发送一个Set-Cookie头部，但其值设置为空，并添加一个Expires属性，设置为一个过去的日期。
# 更新Cookie
print("Set-Cookie: username=new_value; path=/")
# 删除Cookie
print("Set-Cookie: username=; Expires=Thu, 01 Jan 1970 00:00:00 GMT; path=/")
- 安全性:
当使用Cookie时，特别是存储敏感信息时，安全性是一个重要的问题。你应该确保Cookie只包含必要的信息，并且使用了适当的加密措施（如HTTPS）来保护它们的传输。另外，对于敏感信息，通常更好的做法是使用服务器端的会话管理，而不是依赖客户端的Cookie。 - 遵守隐私法规:
在使用Cookie时，要遵守相关的隐私法规，特别是GDPR（通用数据保护条例）等。确保你向用户明确说明了Cookie的用途，并提供了禁用它们的方法。
记住，尽管Cookie提供了一种方便的方式来在客户端存储信息，但它们并不是最安全的方式。对于需要高度安全的数据，最好使用服务器端的会话管理或数据库来存储这些信息。
