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使用CGI模块建立简单web页面教程实例

袁和平上传于 2022-06-28 02:05

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《使用CGI模块建立简单web页面教程实例》

在Python生态中，CGI（Common Gateway Interface）作为早期Web开发的核心技术，为动态网页生成提供了基础支持。尽管现代框架（如Django、Flask）已占据主流，但理解CGI的工作原理仍有助于掌握Web开发底层逻辑。本文将通过完整实例，演示如何使用Python内置的CGI模块创建交互式Web页面，涵盖环境配置、表单处理、动态内容生成等核心环节。

一、CGI基础与环境准备

CGI是一种标准协议，允许Web服务器通过调用外部程序（如Python脚本）生成动态内容。其工作流程为：用户请求→服务器启动CGI程序→程序输出HTML→服务器返回结果。

1.1 服务器配置要求

需确保Web服务器支持CGI执行：

Apache：修改httpd.conf，设置ScriptAlias /cgi-bin/ "/path/to/cgi-bin/"，并添加AddHandler cgi-script .py
Nginx：需配合FastCGI或反向代理至CGI处理程序
本地测试：可使用Python内置的http.server模块（Python 3.7+需添加--cgi参数）

1.2 脚本权限设置

CGI脚本需具备可执行权限：

chmod +x /path/to/script.py

首行需指定Python解释器路径（Unix/Linux）：

#!/usr/bin/env python3

二、创建第一个CGI脚本

2.1 基础HTML输出

以下脚本演示如何生成简单HTML页面：

#!/usr/bin/env python3
print("Content-type: text/html\n")  # CGI头必须包含Content-type
print("""
    CGI示例


    欢迎使用Python CGI
    当前时间：{}


""".format(__import__('datetime').datetime.now()))

关键点：

首行输出必须是HTTP头（以双换行符结束）
使用三引号保留HTML格式
动态内容通过字符串格式化插入

2.2 处理表单数据

CGI模块提供了FieldStorage类解析表单数据。创建包含表单的HTML：

#!/usr/bin/env python3
import cgi

print("Content-type: text/html\n")
form = cgi.FieldStorage()

if "name" in form:
    name = form.getvalue("name")
else:
    name = "访客"

print(f"""



    
        姓名：
        
    
    你好，{name}！


""")

三、进阶功能实现

3.1 文件上传处理

通过CGI接收上传文件需注意：

表单需设置enctype="multipart/form-data"
使用file属性获取文件对象

#!/usr/bin/env python3
import cgi, os

print("Content-type: text/html\n")
form = cgi.FieldStorage()

if "upload" in form and form["upload"].filename:
    file_item = form["upload"]
    upload_path = os.path.join("/tmp", file_item.filename)
    with open(upload_path, 'wb') as f:
        f.write(file_item.file.read())
    print("文件上传成功！")
else:
    print("""
    
        选择文件：
        
    
    """)

3.2 Cookie管理

CGI可通过HTTP头操作Cookie：

#!/usr/bin/env python3
import cgi, http.cookies

print("Content-type: text/html\n")

# 读取Cookie
cookie = http.cookies.SimpleCookie()
try:
    cookie.load(os.environ.get('HTTP_COOKIE', ''))
except:
    pass

# 设置新Cookie
if "visit_count" not in cookie:
    cookie["visit_count"] = "1"
    cookie["visit_count"]["path"] = "/"
else:
    count = int(cookie["visit_count"].value) + 1
    cookie["visit_count"] = str(count)

# 输出Cookie头
print(cookie.output())

print(f"""


    访问次数：{cookie["visit_count"].value}


""")

四、调试与安全实践

4.1 常见错误排查

500内部错误：检查脚本权限、首行解释器路径、HTTP头格式
空输出：确保HTTP头后有两个换行符（\n\n）
表单数据为空：验证表单method与脚本处理方式是否匹配

4.2 安全注意事项

输入验证：对所有用户输入进行转义，防止XSS攻击

import html
safe_input = html.escape(form.getvalue("user_input"))

文件上传限制：验证文件类型、大小，禁止覆盖系统文件

路径遍历防护：处理文件路径时使用os.path.abspath

五、完整项目示例：用户登录系统

5.1 数据库模拟（使用字典）

users_db = {
    "admin": "admin123",
    "user1": "password1"
}

5.2 登录页面（login.py）

#!/usr/bin/env python3
import cgi, html

print("Content-type: text/html\n")
form = cgi.FieldStorage()

error = None
if "username" in form and "password" in form:
    username = form.getvalue("username")
    password = form.getvalue("password")
    if users_db.get(username) == password:
        print("Location: welcome.py\n\n")  # 重定向
        exit()
    else:
        error = "用户名或密码错误"

print(f"""



    用户登录
    {'' + html.escape(error) + '' if error else ''}
    
        用户名：

        密码：

        
    


""")

5.3 欢迎页面（welcome.py）

#!/usr/bin/env python3
import cgi, os, html

print("Content-type: text/html\n")

# 简单的会话模拟
cookie = http.cookies.SimpleCookie()
if "HTTP_COOKIE" in os.environ:
    cookie.load(os.environ["HTTP_COOKIE"])
    if "session" not in cookie:
        print("Location: login.py\n\n")
        exit()
else:
    print("Location: login.py\n\n")
    exit()

print(f"""



    欢迎回来！
    这是您的受保护页面。


""")

六、CGI与现代框架对比

虽然CGI实现简单，但存在性能瓶颈：

进程开销：每个请求启动新进程
功能局限：缺乏路由、模板引擎等高级功能
推荐场景：遗留系统维护、极简需求、学习Web原理

现代替代方案：

WSGI：如Gunicorn + Flask/Django
ASGI：支持异步的Starlette、FastAPI
微框架：Bottle（单文件设计类似CGI）

关键词：Python CGI模块、Web开发教程、表单处理、文件上传、Cookie管理、安全实践、CGI与WSGI对比

简介：本文通过完整实例演示如何使用Python内置的CGI模块创建动态Web页面，涵盖基础HTML输出、表单数据处理、文件上传、Cookie管理等核心功能，同时提供调试技巧和安全防护方案，最后对比CGI与现代框架的差异，适合Web开发初学者理解底层原理。

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