前言
好久没有写博客了，最近一段时间都在忙着确定工作和确定毕业论文题目等事情。好不容易忙完这些事情了，接下来工作方向定了，博客内容就尽量向工作内容靠拢，不会再像之前那样主题天马行空了。
CGI简介
在知道如何写一个 CGI WebServer 之前，我们先看下什么是CGI。通用网关接口(Common Gateway Interface)，是一种重要的互联网技术，可以让一个客户端，从网页浏览器向执行在网络服务器上的程序，请求数据。CGI描述了客户端和服务器程序之间传输数据的一种标准。
CGI的一个目的是要独立于任何语音额。WebServer无需在这个问题是对语音有任何了解。常见的编写CGI程序的语言有 Perl 、 Unix shell script 、 Python 、 Ruby 、 PHP 、 C/C++ 等。
CGI的工作原理，从WEB服务器的角度看，是在特定的位置，如 http://www.example.com/test.cgi 定义了可以运行的CGI程序test.cgi。当收到一个匹配URL的请求，相应的程序就会被调用，并将客户端发送的数据作为输入。程序的输出会由Web服务器手机，并加上合适额HTTP Header，再发送回客户端。
CGI的缺点是每次请求都要生成一个程序的副本来运行，不能承受大的工作量。因此出现了 FastCGI ，它会在第一次调用脚本时，缓存脚本编译后的版本。另一种办法是直接把解析器放在Web服务器中，这样就无需新建一个进程来执行脚本， Apache 服务器就有很多这样的模块，比如 mod_php 、 mod_python 等等。
代码实现
在GitHub上搜到了一个实现， https://github.com/klange/cgiserver ,代码很简洁，只有一千多行，但是该有的基本上都有了。它的主要流程是这样子的。
while (1) {
/*
* Accept an incoming connection and pass it on to a new thread.
*/
unsigned int c_len;
struct socket_request * incoming = calloc(sizeof(struct socket_request),1);
c_len = sizeof(incoming->address);
_last_unaccepted = (void *)incoming;
incoming->fd = accept(serversock, (struct sockaddr *) &(incoming->address), &c_len);
_last_unaccepted = NULL;
pthread_create(&(incoming->thread), NULL, handleRequest, (void *)(incoming));
}
对每一个连接都新建一个线程来处理。并且将相关的fd，threadid等信息传给线程。线程中的操作我们只重点看CGI部分，前面Header信息的读取和处理，包括Cookie，Referer，filename等的处理都有很详细的注释，就不详细说明了。
接下来就是经典的Linux管道编程了。fork，pipe，dup2，execl这一系列函数。
int cgi_pipe_r[2];
int cgi_pipe_w[2];
if (pipe(cgi_pipe_r) < 0) {
fprintf(stderr, "Failed to create read pipe!\n");
}
if (pipe(cgi_pipe_w) < 0) {
fprintf(stderr, "Failed to create write pipe!\n");
}
/*
* Fork.
*/
pid_t _pid = 0;
_pid = fork();
先准备管道，然后fork出来子进程。将子进程的标准输出重定向到管道1，将子进程的标准输入重定向到管道0，这样子就能在父进程中处理子进程的输入输出了。
dup2(cgi_pipe_r[0],STDIN_FILENO);
dup2(cgi_pipe_w[1],STDOUT_FILENO);
之后就是进入目录，使用setenv来设置环境变量。最重要的是设置 SCRIPT_NAME , SCRIPT_FILENAME 这些。之后就是执行脚本了。
char executable[1024];
executable[0] = '\0';
sprintf(executable, "./%s", _filename);
execlp(executable, executable,(char *)0);
执行脚本前首先要将请求的数据当作输入写到管道中。
while ((total_read < c_length) && (!feof(socket_stream))) {
size_t diff = c_length - total_read;
if (diff > CGI_POST) {
/*
* If there's more than our buffer left,
* obviously, only read enough for the buffer.
*/
diff = CGI_POST;
}
size_t read;
read = fread(buf, 1, diff, socket_stream);
total_read += read;
/*
* Write to the CGI pipe
*/
fwrite(buf, 1, read, cgi_pipe_post);
}
接下来就是从cgi_pipe中读取信息，首先了是读取头信息。
fprintf(socket_stream, "HTTP/1.1 200 OK\r\n");
fprintf(socket_stream, "Server: " VERSION_STRING "\r\n");
unsigned int j = 0;
while (!feof(cgi_pipe)) {
/*
* Read until we are out of headers.
*/
char * in = fgets(buf, CGI_BUFFER - 2, cgi_pipe);
if (!in) {
fprintf(stderr,"[warn] Read nothing [%d on %p %d %d]\n", ferror(cgi_pipe), cgi_pipe, cgi_pipe_w[1], _pid);
perror("[warn] Specifically");
buf[0] = '\0';
break;
}
if (!strcmp(in, "\r\n") || !strcmp(in, "\n")) {
/*
* Done reading headers.
*/
buf[0] = '\0';
break;
}
if (!strstr(in, ": ") && !strstr(in, "\r\n")) {
/*
* Line was too long or is garbage?
*/
fprintf(stderr, "[warn] Garbage trying to read header line from CGI [%zu]\n", strlen(buf));
break;
}
fwrite(in, 1, strlen(in), socket_stream);
//fprintf(socket_stream, "%s", buf);
++j;
}
遇到\r\n说明读到Header结束后，接着就是读取CGI的返回信息。
while (!feof(cgi_pipe)) {
size_t read = -1;
read = fread(buf, 1, CGI_BUFFER - 1, cgi_pipe);
if (read < 1) {
/*
* Read nothing, we are done (or something broke)
*/
fprintf(stderr, "[warn] Read nothing on content without eof.\n");
perror("[warn] Error on read");
break;
}
if (enc_mode == 0) {
/*
* Length of this chunk.
*/
fprintf(socket_stream, "\r\n%zX\r\n", read);
}
fwrite(buf, 1, read, socket_stream);
}
将这些信息发送到了客户端之后就是一些资源释放的操作了。
很简单吧，这样子就可以实现一个CGI WebServer了。