C++后台实践：古老的CGI与Web开发

C++后台实践：古老的CGI与Web开发

本文写给C/C++程序猿，也适合其他对历史感兴趣的程序猿

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请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成。

谈到web开发，大家首先想到的PHP、JavaEE/JSP、.NET/ASP、Ruby on rails、Python的Django等等。可谓百花齐放，你一般不会想到C++和Web开发有什么关系，但其实动态网页的开发（web开发）可是在这些动态网页语言诞生之前就存在了的。所以C/C++也是可以做web开发的，它利用的技术是——CGI。

在天地初开，混沌未分之时，动态网页语言尚未出世，要实现动态网站依赖的就是CGI。谷歌/百度一下CGI，可能会出现很多名词：CGI脚本、CGI程序、CGI标准等等。其实这些都是站在不同角度来说的，CGI即Common Gateway Interface的缩写，直译为“通用网关接口”。第一次听这个名字，我也不知道是个什么鬼东西。归根结底CGI就是一个接口协议。协议就是大家公认的一套标准（叫CGI标准也可以），比如网络协议。大家都遵守一套标准，就减少了沟通的难度。进行CGI开发，就是编写一个CGI可执行程序。其实各种语言都可以编写CGI，不但Java、Python、PHP、C#……可以，而且Shell也可以。当然C和C++也可以。由于早期CGI很多是由Perl（脚本语言）开发的，所以CGI程序也称CGI脚本，其实这个称呼不一定准确。因为C++编译出的可执行文件同样可以是CGI。

在PHP和Java大行其道的今天，很多人看来用C++编写CGI是几乎淘汰的技术了（其实这到不然，只是比较小众罢了）。所以如果你对C/C++感兴趣或者对历史感兴趣都可以阅读本文。

一次网页请求与响应

在进行网页浏览时，通常就是通过一个URL请求一个网页，然后服务器返回这个网页文件给浏览器。浏览器在本地解析该文件渲染成我们看到的网页。然而通常我们看到的网页不是静态网页，也就是说在服务端是没有这个网页文件，它是在网页请求的时候动态生成的，比如PHP/JSP网页。依据你请求的参数不同，所返回的内容不同。

同理，如果是请求一个CGI程序的时候（比如在浏览器直接输入CGI程序的URL，或者提交表单的时候发送给CGI程序），CGI程序负责解析从前端传递过来的参数，理解它的意图然后返回数据，比如返回HTML、XML或JSON等。

WARNNING：Apache默认没有打开CGI的支持，需要进行CGI的配置。具体方法可以自行百度。

预备前端知识

假设你是一个C++程序员，你可能对前端不熟（OK，我也不熟），在接下来的讲述之前，你要先掌握一些预备的前端知识（尽量少讲前端），你不需要知道如何渲染出一个美轮美奂的网页，但你需要知道前、后端如何交互。前端页面如何发送数据，一个普通的HTML页面通常的做法，你只需知道如下几种：

这里知讲第一种（最简单的）：

[html]

表单提交用户名：密码：

form标签的action属性的值表示的就是表单要提交到url，即表单提交以后要跳转的页面（Ajax可以达到无跳转拉取数据，刷新页面），这里action属性值的是cgi程序的url地址。（WARNNING：/ 对应的是网站根目录，而不是Linux文件系统根目录哦）。method属性表示数据请求方式，有两种：get和post。不赘述。

我输入用户名jellywang，密码123456之后，点击OK按钮，即向当前域名/cgi-bin/hello.cgi的程序序提交了表单，并且携带参数username=jellywang。然后页面会跳转到这个cgi（就像普通网页跳转，浏览器地址栏更新一样）。

如果是get请求。那么浏览器地址栏的URL看起来像这样：localhost:/cgi-bin/hello.cgi?username=jelly&password=123456。很显然这是一种不够安全的方式，所以我们还可以使用post请求。这样地址栏就看不到这种提交的参数了。（其实post也不够安全，不鼓励直接提交明文密码的方式，本文仅作示例，安全登录不上本文重点）

环境变量与CGI处理

当前端页面通过get或post方法向cgi程序提交了数据以后，那么接下来cgi程序该如何解析呢？答案是环境变量。无论是Linux系统或Windows系统都有环境变量的概念。Linux用户在配置很多环境的时候，都不得不在系统配置文件中和环境变量打交道。CGI程序即是通过从环境变量中取值来获得参数的。这里介绍几个环境变量（更多的请自行百度）：

REQUEST_METHOD

前端页面数据请求方式：get/post

QUERY_STRING

采用GET时所传输的信息

CONTENT_LENGTH

STDIO中的有效信息长度

SCRIPT_NAME

所调用的CGI程序的名字

SERVER_NAME

服务器的IP或名字

SERVER_PORT

主机的端口号

这些环境变量是从何而来，是谁定义的？是Linux吗？POSIX吗？当然不是。这里就要再次声明一下CGI是一个接口协议，这些环境变量就是属于该协议的内容，所以不论你的server所在的操作系统是Linux还是Windows，也不论你的server是Apache还是Nginx，这些变量的名称和含义都是一样的。实际就是Apache/Nginx在将这些内容填充到环境变量中，而具体填充规范则来自于CGI接口协议。

在C语言标准中有获取环境变量值得库函数——getenv。（头文件stdlib.h）

[cpp]

//比如chr*str=NULL;str=getenv("QUERY_STRING");

对于get请求，可以从环境变量QUERY_STRING中取出字符串 username=jelly&password=123456。然后程序自己做字符串的解析操作，解析出参数的key和value。而对于post请求，则是直接通过标注输入（STDIN）来获取这个参数字符串，比如使用scanf或cin都可以。

在解析了请求、进行了相应的逻辑处理之后（比如检查用户名密码是否一致），CGI程序要向前端页面返回内容，这是通过标准输出（STDOUT）完成的，比如printf或cout，你可以返回xml，json，plain text或一个html网页等等。这一步完成的是就是HTTP的响应过程。所以在返回直接的数据之前，要先输出HTTP协议的首部。比如，假设你想返回一个html网页，那么你首先要输出：

[cpp]

cout