Python核心编程笔记————Web 编程：CGI 和 WSGI（一）

帮助 Web 服务器处理客户端数据

CGI简介

．　Web 最初目的是在全球范围内对文档进行在线存储和归档（大多用于教学和科研）。这些文件通常用静态文本表示，一般是 HTML。随着因特网和 Web 服务的发展，除了浏览之外，还需要处理用户的输入。
　　现在服务器的处理过程一般是：第一步Web服务器从客户端接受到请求（GET或POST），并调用相应的程序；然后等待HTML页面，与此同时客户端也在等待；当应用程序处理完成，会将动态生成的HTML页面返回服务器端；然后服务器再将这个结果返回给用户。
　　创建 HTML 的 CGI 应用程序通常是用高级编程语言来实现的，可以接受、处理用户数据，向服务器端返回 HTML 页面。在接触 CGI 之前，需要告诫的是，一般生产环境的 Web应用都不再使用 CGI 了。 如今 Web 服务器典型的部件有 Apache 和集成的数据库访问部件（MySQL 或者 PostgreSQL）、Java（Tomcat）、PHP和各种动态语言（如 Python 或 Ruby）模块，以及 SSL/security。

CGI 应用程序

．　CGI 应用程序和典型的应用程序有些不同，主要的区别在于输入、输出以及用户和程序交互方面。
　　CGI应用程序的输入是从Web 客户端获得的用户提供的表单数据，而不是从服务器或者硬盘上获得；
　　CGI应用程序的输出将会发送回连接的 Web 客户端，而不是发送到屏幕、GUI窗口或者硬盘上。这些返回的数据必须是具有一系列有效头文件的 HTML 标签数据；
　　CGI应用程序中，用户与脚本之间没有任何交互。所有的交互都将发生在 Web 客户端（基于用户的行为）、Web 服务器端和 CGI 应用程序间。

cgi 模块

．　cgi 模块中有个主要类：FieldStorage 类，其完成了所有的工作。Python CGI脚本启动的时候实例化这个类，实例化完成后，其中会包含一个类似字典的对象，它具有一系列键值对，键是通过表单传入的表单条目的名字，值则包含相应的数据。
　　这些值可以是以下三种对象之一：
　　1.FieldStorage对象；
　　2.另一个名为MiniFieldStorage 类的类似实例，用在没有文件上传或 mulitple-part 格式数据的情况下；
　　3.它们还可以是这些对象的列表。当表单中的某个字段有多个输入值时就会产生这种对象。

cgitb 模块

．　Web 服务器在收到无法理解的响应时，会抛弃这个响应，返回“500 错误”。500 是一个HTTP 响应编码，它表示发生了一个内部服务器错误。一般是服务器所执行的应用程序发生了错误。此时在浏览器中给出的提示消息没什么用，要么是空白，要么显示“内部服务器错误”或类似消息。
　　当 Python 程序在命令行或集成开发环境（IDE）中运行时，发生的错误会生成回溯消息，指出错误发生的位置，在浏览器中不会显示回溯消息。若想在浏览器中看到的是 Web 应用程序的回溯信息，而不是“内部服务器错误”，可以使用 cgitb 模块。其使用方法只需要将下面代码插入CGI程序中并调用：

import cgitb
cgitb.enable()

构建CGI应用程序

．　为了用 Python 进行 CGI 开发，首先需要安装一个 Web 服务器，将其配置成可以处理Python CGI 请求，然后让 Web 服务器访问 CGI 脚本。
　　生产环境中的服务器。如果需要一个真正的 Web 服务器，可以下载并安装 Apache、ligHTTPD 或 thttpd。Apache中有许多插件或模块可以处理 Python CGI；
　　开发人员服务器。出于学习目的或者想建立小型 Web 站点，使用 Python 自身带的 Web 服务器就已经足够，在Python3中构建步骤如下：
　　1.在建好的文件夹下打开cmd窗口，进入python命令窗口下输入：

python -m http.server --cgi

．　2.在该文件夹下建立新文件夹，命名为cgi-bin;
　　3.将python脚本放入该文件夹下，就可以在浏览器中输入：
　　http://localhost:8000/cgi-bin/xxx.py来查看。

静态表单页

．　接下来的例子是创建一个静态的页面，获取用户的输入，将交互行为交给后面的python脚本，得到处理结果后在显示出来：
　　第一步：创建静态页面。在打开端口的文件夹目录下创建friend.html文件如下：

Friends list for:NEW user

Enter Your Name:

How Many Friends Do You Have?
0
10
20
30
40

．　第二步，在cgi-bin目录下创建friends.py脚本：

import cgi

reshtml = '''Content-Type: text/html\n

Friend list for:%s
Your name is: %s

you have %sfriends.
'''

form = cgi.FieldStorage()
who = form['person'].value
howmany = form['howmany'].value
print(reshtml % (who,who,howmany))

．　第三步，在浏览器搜索栏输入：http://localhost:8000/friend.html打开静态页面后，输入相应选项，点击submit按钮，将会调用python脚本生成结果页面。

动态表单页

．　接下来的例子将html文件舍弃，表单页和结果都有python脚本生成:

import cgi

header = 'Content-Type: text/html\n\n'

formhtml = '''
Friends CGI demon
Friends list for :new user

enter your name:


how many friends do you have?
%s

'''

fradio = '%s\n'


def showForm():
    friends = []
    for i in (0,10,20,30,40):
        checked = ''
        if i == 0:
            checked = 'CHECKED'
        friends.append(fradio % (str(i),checked,str(i)))
    print('%s%s' % (header,formhtml % ''.join(friends)))    #join函数使得friends中每个元素以''连接

reshtml = '''
Friends CGI demon
Friends list for:%s
your name is: %s

you have %s friends.

'''

def doresult(who,howmany):
    print(header + reshtml % (who,who,howmany))

def process():
    form = cgi.FieldStorage()
    if 'person' in form:
        who = form['person'].value
    else:
        who = 'new user'

    if 'howmany' in form:
        howmany = form['howmany'].value
    else:
        howmany = 0

    if 'action' in form:
        doresult(who,howmany)
    else:
        showForm()

if __name__ == '__main__':
    process()

全面交互的文本站点

．　最后的例子对代码做了更多的完善，只是逻辑上的，没有新知识：

import cgi
import urllib

header = 'Content-Type: text/html\n\n'
url = "/cgi-bin/friendsc.py"

errhtml = '''html>
Friends CGI demon
Error
%s



'''

def showErr(err_str):
    print(header + errhtml % err_str)


formhtml = '''
Friends CGI demon
Friends list for :%s

enter your name:


how many friends do you have?
%s

'''

fradio = '%s\n'


def showForm(who,howmany):
    friends = []
    for i in (0,10,20,30,40):
        checked = ''
        if i == howmany:
            checked = 'CHECKED'
        friends.append(fradio % (str(i),checked,str(i)))
    print('%s%s' % (header,formhtml % (who,url,who,''.join(friends))))    #join函数使得friends中每个元素以''连接

reshtml = '''
Friends CGI demon
Friends list for:%s
your name is: %s

you have %s friends.
Click here to edit info again

'''

def doresult(who,howmany):
    newurl = url + '?action=reedit&person=%s&howmany=%s' % (urllib.parse.quote_plus(who),howmany)
    print(header + reshtml % (who,who,howmany,newurl))

def process():
    err = ''
    form = cgi.FieldStorage()
    if 'person' in form:
        who = form['person'].value.title()
    else:
        who = 'new user'

    if 'howmany' in form:
        howmany = form['howmany'].value
    else:
        if 'action' in form and form['action'].value == 'edit':
            err = 'please select number of friends'
        else:
            howmany = 0

    if not err:
        if 'action' in form and form['action'].value != 'reedit':
            doresult(who,howmany)
        else:
            showForm(who,howmany)
    else:
        showErr(err)

if __name__ == '__main__':
    process()