CGI（通用网关接口）是一种标准化的协议，定义了 Web服务器 与 外部程序（如脚本或可执行文件）之间的数据交互方式。它允许服务器动态生成网页内容，而不仅仅是返回静态文件。
1. CGI 的核心作用
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动态内容生成：早期的Web服务器只能返回静态HTML文件，CGI的出现使得服务器可以运行程序生成动态内容（如用户登录、数据库查询等）。
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跨语言支持：可以用任何编程语言编写（如Perl、Python、PHP、C、Bash等），只要程序能读取环境变量和标准输入（
stdin），并输出到标准输出（stdout）。 -
无状态处理：每次HTTP请求都会启动一个新的CGI进程，处理完毕后立即退出（现代方案如FastCGI优化了这一点）。
2. CGI 的工作原理
当用户访问一个CGI程序时（如 http://example.com/cgi-bin/script.py），流程如下：
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客户端发送HTTP请求（如GET或POST）到Web服务器（如Apache/Nginx）。
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服务器识别CGI请求（通常放在
/cgi-bin/目录或特定扩展名如.cgi）。 -
服务器启动CGI程序（如Python脚本），并设置环境变量（如
QUERY_STRING、REQUEST_METHOD）。 -
CGI程序执行：
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读取环境变量（如
$_SERVERin PHP、os.environin Python）。 -
处理输入数据（GET参数从环境变量读取，POST数据从
stdin读取）。 -
生成动态内容，输出到
stdout（必须包含HTTP头，如Content-Type: text/html）。
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服务器捕获输出，并返回HTTP响应给客户端。
3. CGI 的关键组成部分
(1) 环境变量（由服务器传递给CGI程序）
| 变量名 | 说明 |
|---|---|
REQUEST_METHOD | HTTP方法（GET/POST/PUT等） |
QUERY_STRING | URL中?后的查询参数（如name=foo&age=20） |
CONTENT_TYPE | POST/PUT请求的Body类型（如application/x-www-form-urlencoded） |
CONTENT_LENGTH | POST数据的字节长度 |
HTTP_USER_AGENT | 客户端浏览器信息（如Mozilla/5.0） |
REMOTE_ADDR | 客户端IP地址 |
SCRIPT_NAME | CGI脚本的路径（如/cgi-bin/hello.py） |
(2) 输入数据
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GET请求：参数通过
QUERY_STRING传递（如?id=123）。 -
POST请求：数据通过标准输入（
stdin）传递，需读取CONTENT_LENGTH字节。
(3) 输出规范
CGI程序必须：
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先输出HTTP头（如
Content-Type: text/html）。 -
空一行（
\n\n），之后才是响应内容（HTML/JSON等）。
示例（Python CGI）：
#!/usr/bin/env python
print("Content-Type: text/html\n\n") # 必须的空行
print("<h1>Hello, CGI!</h1>")
4. CGI 的优缺点
优点
✅ 简单通用：任何语言都能写，适合小型动态网页。
✅ 跨平台：所有主流Web服务器（Apache/Nginx/IIS）均支持。
✅ 无依赖：不要求特定框架或运行时（如PHP-FPM、uWSGI）。
缺点
❌ 性能差：每次请求都启动新进程，高并发时资源消耗大。
❌ 无持久化：无法保持数据库连接等长期状态。
❌ 安全性风险：需谨慎处理用户输入（如Shell注入）。
5. 现代替代方案
由于CGI的性能问题，现在更多使用：
| 技术 | 说明 |
|---|---|
| FastCGI | 持久化进程处理多个请求（PHP-FPM基于此）。 |
| SCGI | 简化版FastCGI，性能接近但协议更简单。 |
| WSGI | Python的Web服务器网关接口（如Flask/Django使用）。 |
| PHP-FPM | PHP的FastCGI进程管理器，替代mod_php。 |
| 嵌入式 | 如Apache的mod_php、Nginx的uWSGI，直接与服务器集成。 |
6. 示例：用不同语言实现CGI
(1) Bash CGI
#!/bin/bash echo "Content-Type: text/plain" echo "" echo "Hello from Bash CGI!"
(2) Python CGI
#!/usr/bin/env python
import osprint("Content-Type: text/html\n\n")
print(f"<p>QUERY_STRING: {os.environ.get('QUERY_STRING')}</p>")
(3) PHP CGI
<?php
header("Content-Type: text/html");
echo "<h1>Hello, " . ($_GET['name'] ?? 'Guest') . "!</h1>";
?>
7. 总结
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CGI是早期动态网页的核心技术，定义了Web服务器与外部程序的交互标准。
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虽然性能较低，但所有Web开发语言都支持CGI模式（包括PHP、Python、Perl等）。
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现代Web开发已转向更高效的方案（如FastCGI、WSGI），但理解CGI仍有助于掌握底层HTTP交互机制。
如果你的目标是高性能Web应用，建议使用PHP-FPM或Python WSGI；如果只是简单脚本，CGI仍然可用。
