Python.Module2

Python и CGI-программирование. Введение Web программирование

Одна из главных сфер применения языка Python - web-приложения. Под web-приложением будет пониматься программа, основнойинтерфейс пользователя которой работает в стандартном WWW-браузере под управлением HTML и XML-документов. Для улучшениякачества интерфейса пользователя часто применяют JavaScript, однако это несколько снижает универсальность интерфейса. Следует заметить,что интерфейс можно построить на Java- или Flash-апплетах, однако, такие приложения сложно назвать web-приложениями, так как Java илиFlash могут использовать собственные протоколы для общения ссервером, а не стандартный для WWW протокол HTTP.

CGI (Common Gateway Interface, общий интерфейс шлюза) -- протокол для запуска внешних по отношению к web-серверу приложений (CGI-скриптов), регулирует коммуникацию между HTTP-сервером и CGI-скриптами.

--sys.stdin,os.environ-->[CGI-script]--sys.stdout,sys.stderr-->

При поступлении запроса на URL, который Web-сервер настроен считать CGI-скриптом, сервер вызывает скрипт, передавая ему информацию через стандартный ввод, переменные окружения и (для ISINDEX) -- через аргументы командной строки.

Примечание: кроме того, для передачи ISINDEX могут использоваться аргументы командной строки. В Python они доступны в списке sys.argv.

Два основных метода передачи данных из заполненной в браузере формы Web-серверу (и CGI-скрипту) -- method="GET" и method="POST". В зависимости от метода данные передаются по-разному. В первом случае они кодируются и помещаются прямо в URL, типа: http://host/cgi-bin/a.cgi?a=1&b=3. Скрипт получает их в переменной окружения QUERY_STRING. Во втором случае они передаются на стандартный ввод.

Следющий простейший скрипт выводит значения из словаря os.environ:

#!/usr/bin/python

import os
print """Content-Type: text/plain

%s""" % os.environ

С помощью него можно увидеть установленные Web-сервером переменные окружения.

Основные переменные окружения следующие:

QUERY_STRING: Строка запроса
REMOTE_ADDR: IP-адрес клиента
REMOTE_USER: Имя клиента (если он был авторизован)
SCRIPT_NAME: Имя скрипта
SCRIPT_FILENAME: Имя файла со скриптом
SERVER_NAME: Имя сервера
HTTP_USER_AGENT: Название браузера клиента
REQUEST_URI: Строка запроса (URI)
HTTP_USER_AGENT: Имя сервера
HTTP_ACCEPT_LANGUAGE: Желательный язык документа

Пример:

{
'DOCUMENT_ROOT': '/var/www/html', 
'SERVER_ADDR': '127.0.0.1', 
'SERVER_PORT': '80', 
'GATEWAY_INTERFACE': 'CGI/1.1', 
'HTTP_ACCEPT_LANGUAGE': 'en-us, en;q=0.50', 
'REMOTE_ADDR': '127.0.0.1', 
'SERVER_NAME': 'rnd.onego.ru',
'HTTP_CONNECTION': 'close', 
'HTTP_USER_AGENT': 'Mozilla/5.0 (X11; U; Linux i586; en-US; rv:1.0.1) Gecko/20021003', 
'HTTP_ACCEPT_CHARSET': 'ISO-8859-1, utf-8;q=0.66, *;q=0.66', 
'HTTP_ACCEPT': 'text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,video/x-mng,image/png,image/jpeg,image/gif;q=0.2,text/css,*/*;q=0.1',
'REQUEST_URI': '/cgi-bin/test.py?a=1', 
'PATH': '/sbin:/usr/sbin:/bin:/usr/bin:/usr/X11R6/bin',
'QUERY_STRING': 'a=1&b=2', 
'SCRIPT_FILENAME': '/var/www/cgi-bin/test.py', 
'HTTP_KEEP_ALIVE': '300', 
'HTTP_HOST': 'localhost', 
'REQUEST_METHOD': 'GET', 
'SERVER_SIGNATURE': 'Apache/1.3.23 Server at rnd.onego.ru Port 80', 
'SCRIPT_NAME': '/cgi-bin/test.py', 
'SERVER_ADMIN': 'root@localhost', 
'SERVER_SOFTWARE': 'Apache/1.3.23 (Unix)  (Red-Hat/Linux) mod_python/2.7.8 Python/1.5.2 PHP/4.1.2',
'SERVER_PROTOCOL': 'HTTP/1.0', 
'REMOTE_PORT': '39251'
}

В Python имеется поддержка CGI в виде модуля cgi. пример:

#!/usr/bin/python

import cgi, os

# анализ запроса
f = cgi.FieldStorage()
if f.has_key("a"):
  a = f["a"].value
else:
  a = "0"

# обработка запроса
b = str(int(a)+1)
mytext = open(os.environ["SCRIPT_FILENAME"]).read()
mytext_html = cgi.escape(mytext)

# формированиве ответа
print """Content-Type: text/html

<html><head><title>Решение примера: %(b)s = %(a)s + 1</title></head>
<body>
%(b)s
<table width="80%%"><tr><td>
<form action="me.cgi" method="GET">
<input type="text" name="a" value="0" size="6">
<input type="submit" name="b" value="Обработать">
</form></td></tr></table>
<pre>
%(mytext_html)s
</pre>
</body></html>""" % vars()

В этом примере к заданному в форме числу прибавляется 1. Кроме того, выводится исходный код самого скрипта. Заметьте, что для экранирования символов >, <, & применена функция cgi.escape(). И еще. Для формирования Web-страницы использована операция форматирования. В качестве словаря -- словарь vars() со всеми локальными переменными. Знаки процента пришлось удвоить (для задания ширины таблицы).

В примере выше проверка на допустимость произведена при вызове функции int(): если бы было задано нечисло, скрипт бы аварийно завершился, а пользователь увидел бы Internal Server Error

После анализа входных данных можно выделить фазу их обработки. В этой части CGI-скрипта вычисляются переменные для дальнейшего вывода. Здесь необходимо учитывать не только значения переданных переменных, но и факт их присутствия или отсутствия, так как это тоже может влиять на логику скрипта.

И наконец, фаза вывода готового объекта (текста, HTML-документа, изображения, мультимедиа-объекта и т.п.).

Следующий пример выдает черный квадрат:

#!/usr/bin/python

import sys
print """Content-Type: image/jpeg
"""

import Image
i = Image.new("RGB", (10,10))
i.im.draw_rectangle((0,0,10,10), 1)
i.save(sys.stdout, "jpeg")

Для формирования HTML-документа можно использовать и специальные средства, обсуждение которых можно найти на http://www.python.org/topics/web/HTML.html

Обычно при создании Web-приложений стараются отделить Форму (внешний вид, стиль), Содержание и Логику обработки данных. В приведенном выше примере Логика отделена от Формы и Содержания. (Последние в силу простоты примера не отделены.)

Для создания Web-приложений применяются и более сложные средства, например, Zope (Z Object Publishing Environment, среда публикации объектов). Zope имеет встроенный web-сервер, но может работать и с другими Web-серверами, например, Apache.

Для ускорения работы CGI (для Apache) используется различные схемы, например, FastCGI или PCGI (Persistent CGI).