1.1 CGI的提出
CGI是外部擴展應用程序與WWW服務器交互的一個標準接口。按照CGI標準編寫的外部擴展應用程序可以處理客戶端（一般是WWW瀏覽器）輸入的協同工作數據，完成客戶端與服務器的交互操作。這在實際應用中非常有用，如可以編寫CGI外部擴展程序來訪問外部數據庫，客戶端用戶可以通過它和WWW服務器來進行數據查詢。CGI一般分兩種：標準CGI和緩衝CGI。所有的WWW服務器均應支持標準CGI，按標準CGI編寫的程序與具體的WWW服務器無關。而按緩衝CGI編寫的程序與WWW服務器有關。
1.2 CGI的工作原理
1．標準CGI
客戶端、服務器、CGI接口與外部程序間的關係可用圖1－1表示（編排者：圖略）：如上圖所示，服務器是客戶端（如瀏覽器）與擴展程序之間的通道。當客戶端的用戶完成了一定輸入工作（比如填充完HTML文檔中的FORM表）之後向服務器發出HTTP請求（稱爲CGI請求），服務器守護進程接收到該請求後，就創建一個子進程（稱爲CGI進程）。該CGI子進程將CGI請求的有關數據設置成環境變量，在外部CGI程序與服務器間建立兩條數據通道（標準I／O），然後啓動URL指定的CGI程序，並與該子進程保持同步，以監測CGI程序的執行狀態。子進程通過標準輸出流將處理結果傳遞給服務器守護進程，守護進程再將處理結果作爲應答消息回送到客戶端。外部CGI程序通過環境變量、命令行參數、標準輸入輸出與WWW服務器進行通訊，傳遞有關參數和處理結果。
＊環境變量：當服務器守護進程創建子進程運行CGI程序時，設置相應的環境變量和命令行參數，以傳遞客戶端和服務器的有關信息給該子進程。
＊命令行參數：命令行參數僅在有HTML文檔中有SINDEX查詢的情況下使用。
＊標準輸入輸出：當HTTP請求模式採用POST方式時，CGI程序通過標準輸入流和有關環境變量來獲取客戶端傳輸數據；如採用GET方式時，CGI程序直接通過環境變量獲取客戶端傳輸數據。當CGI程序要返回處理結果（一般爲HTML文檔）給客戶端時，它通過標準輸出流將該結果數據傳遞給服務器守護進程。
2．緩衝CGI
標準CGI使用Stdin／Stdout來進行數據通訊，這是由其最初開發環境（Unix操作系統）所決定的。但是許多Windows環境下的編程工具（如VB和Delphi等）是不支持這種I／O方式的，這時就不能用它們來開發基於標準CGI的應用程序。於是有些服務器提出了緩衝CGI的概念。緩衝CGI亦稱爲WinCGI。此時CGI擴展程序與服務器間通過緩衝CGI而不是標準CGI進行通訊，而緩衝CGI與服務器間的通訊還是通過標準CGI接口。後者由WWW服務器的內置緩衝處理程序實現。這幾部分的關係可用圖1－2表示（編排者：圖略）：緩衝CGI的工作原理與標準CGI相似，不同的是當服務器守護進程接收到客戶端的CGI請求時，所建立的CGI子進程將CGI請求的有關數據設置成環境變量外，還將它們保存在輸入緩衝區中；通過緩衝處理程序在外部CGI程序與服務器間建立兩條數據通道（輸入／輸出緩衝區）。CGI子進程通過輸出緩衝區將處理結果傳遞給服務器守護進程。此處外部CGI程序通過環境變量和輸入／輸出緩衝區與WWW服務器進行通訊，傳遞有關參數和處理結果。此處環境變量的意義同上，不過這些環境變量及其相應值保存在輸入緩衝區中。此外，輸入緩衝區中還存放客戶端的傳輸數據（如採用POST模式的話）。輸出緩衝區用來存放擴展程序的處理結果。
3．標準CGI與緩衝CGI的區別
對CGI擴展程序而言，最主要差別在於數據的I／O不同：對緩衝CGI，服務器與CGI擴展程序間的數據交換是通過緩衝區；而標準CGI是通過標準I／O。使用緩衝CGI可選擇更多的開發工具，可以開發Windows95和WindowsNT下的GUI擴展程序；而使用標準CGI所選用的開發工具必須支持標準I／O。只有少數幾種WWW服務器支持緩衝CGI，因此基於它的擴展程序兼容性不如標準CGI好。
1．3 CGI與其他WWW技術的關係
CGI作爲WWW服務器的標準擴展技術，由上面CGI的基本原理可知，它和許多其它的WWW技術密切相關，如HTTP、HTML、MIME和URL等，下面主要就它與前兩種技術的關係進行研究。
1．CGI與HTTP協議
CGI通過HTTP協議在客戶端和服務端進行通訊：＊客戶端用戶代理向服務器發送的請求是HTTP請求消息。該消息中含有處理用戶輸入的CGI擴展程序的URL值。＊CGI擴展程序在處理結束後，返回給客戶端的應答是HTTP應答消息。因此CGI程序的輸出數據必須符合HTTP應答消息的語法格式，這在基於CGI標準的開發中非常重要。
2．CGI與HTML語言
CGI擴展程序的輸出數據（HTTP應答消息）一般有兩種：符合MIME類型的文檔（最普遍的是HTML文檔，表示爲text/html）；指向其它文檔的URL鏈接。這兩種方式都與HTML語言有關，數據的組織須符合HTML語法格式。
1．4 CGI開發的幾個問題
基於WWW的人機交互一般有兩種情況：本地交互和通過網絡傳輸的交互。前者是指客戶端用戶的輸入數據在客戶端本地進行處理，然後將處理結果返回給用戶，常見的開發工具有JavaScript（Netscape開發）和VBScript（Microsoft開發）；後者是指客戶端用戶輸入的數據通過網絡傳輸到WWW服務器，服務器處理結束後將處理結果返回給客戶端用戶，常見的開發技術是WWW服務器擴展技術（如CGI，API等）。此處主要討論基於標準CGI技術的通過網絡進行數據傳輸的交互實現。對這種人機交互的實現，主要有三個環節需要解決：如何獲取客戶端傳輸的數據，如何提取有效數據並處理這些數據，如何向客戶端返回應答。下面分別結合有關技術，談談這三方面問題的解決。
1．客戶端傳輸數據的獲取
由第三章CGI的原理可知，當服務端守護進程接收到客戶端用戶代理（如瀏覽器）提交的CGI請求時，所創建的CGI子進程會設置與CGI請求內容有關的環境變量，並建立服務器與外部CGI程序之間通訊的通道（即標準I／O）。CGI程序可以通過環境變量，標準I／O或命令行參數獲取客戶端用戶輸入的數據。數據的獲取與請求所採用的HTTP方法（Method）和用戶所使用的請求方式有關。用戶通過CGI請求數據一般有三種方式：HTMLFORM表，ISINDEX，可點擊圖片（ISMAP或Imagemaps）。後兩種方式是通過命令行參數傳遞用戶的輸入數據；在C語言中（下面的舉例亦然），CGI程序可以用argc和argv［int］獲得這些參數值。而前一種方式則取決於HTTP請求方法；但不管採用何種方法，都將用到環境變量來傳遞有關請求內容。
●獲取環境變量環境變量的類別很多，包含客戶端和服務端的詳細信息。在一般CGI程序開發中，下述幾個環境變量在數據傳遞中起着重要作用。
＊GATEWAY—INTERFACE
CGI程序所使用的CGI標準接口的版本號。如使用的CGI1．1版，該變量表示爲“CGI/1.1”
＊REQUEST—METHOD HTTP請求方法。根據該變量值可判斷CGI請求所採用的請求方法，以決定是通過Stdin還是通過環境變量QUERY—STRING獲取客戶端傳輸數據。
＊QUERY—STRING
QUERY—STRING是CGI程序URL中“?”之後的數據。當使用ISINDEX查詢或FORM表使用GET方法時，客戶端傳輸數據可以通過讀取該變量而獲得。
＊CONTENT—LENGTH
CONTENT—LENGTH表示客戶端傳輸數據的字節數。
＊CONTENT—TYPE
CONTENT—TYPE表示客戶端傳輸數據的數據編碼類型。利用— environ(int)函數可以獲得所有的環境變量及其值；利用getenv(constchar*)函數可以獲得指定環境變量的相應值。
●HTTP請求方法
客戶端用戶代理提交的CGI請求是HTTP請求，其中包括HTTP請求方法。HTTP協議定義的請求方法中常用的主要有GET和POST。客戶端FORM表的METHOD屬性用來設置請求方法，其缺省值爲GET。如果在FORM中使用GET方法，CGI程序通過環境變量QUERY—STRING獲取客戶端傳輸數據。如果在FORM中使用POST方法，CGI程序通過通過CONTENT—LENGTH獲取客戶端傳輸數據的字節數，通過Stdin讀取客戶端傳輸數據。
2．有效數據的提取和處理
通過上述方式獲取的客戶端傳輸數據的一般格式爲：
name[1]=value[1]&name[2]=value[2]&...name=value...name[n]=value[n]
其中name［i］表示變量名，它是在FORM表中某輸入域的名字；value［i］表示變量值，它是用戶在FORM表中某輸入域中輸入的值。客戶端傳輸數據的每對″name=value″串由′&′字符分隔，其數據編碼類型可以從環境變量CONTENT—TYPE獲取。CGI/1.1版僅支持“application/x-www-form-urlencoded”編碼方式。這種編碼方式和URL的編碼方式一樣，遵循兩個規則：數據中的空格（ASCII碼值32）編碼成′+′號；保留字符編碼成″%xx″形式，″XX″是該字符ASCII值的十六進制表示，比如″$″的編碼爲″%24″，″?″的編碼爲″%3F″。因此，要獲取客戶端用戶的輸入數據，必須對上述獲取的數據進行分離和解碼等處理。利用函數strtok()、strchr()等可以實現數據分離處理，而數據的解碼則需要對整個數據串進行掃描，將數據串中的″%xx″復原爲對應的ASCII碼。在提取到有效數據後，還可能進行許多其他的處理，如數據庫查詢等。這種處理與普通編程相同。
3．向客戶端返回應答
CGI程序處理結束後，通過標準輸出流將應答信息傳遞給服務器，再由服務器返回給發出請求的客戶端。其輸出的應答信息是HTTP應答消息，它一般由兩部分組成：應答頭和應答數據。常見的應答頭包括三種頭域：Content—Type（數據編碼類型，用MIME類型表示），Location（特定文檔的URL，這種情況不直接向客戶端輸出內容而輸出該URL）和Status（處理結果的狀態碼和狀態描述）。HTTP應答頭由幾行格式相同的文本構成，每行的基本格式爲：″頭域名：該域內容″。應答頭和應答體之間用一空行加LF（或CR／LF）分隔。應答體爲CGI擴展程序的輸出數據，其數據類型應該與Content—Type值相一致。CGI程序的輸出可以用printf（）、puts（）等標準I／O函數來實現。
4．CGI程序的開發及其一般流程
在開發CGI程序過程中，可根據實際情況（服務器提供的接口、實際需求和程序員經驗等）選擇編程語言，如C／C＋＋，Perl，TCL，AnyUnixshell，VB，AppleScript。如果選用C／C＋＋等語言，必須編譯成可執行文件；如果選用Perl等解釋語言，服務器必須安裝相應的解釋器。
一、FastCGI是什麼：是一個可伸縮、高速的在web server和腳本語言間通迅的接口
CGI工作原理：每當客戶請求CGI的時候，WEB服務器就請求操作系統生成一個新的CGI解釋器進程(如php-cgi.exe)，當CGI滿足要求後，WEB服務器就殺死這個進程。所以，CGI解釋器的反覆加載是CGI性能低下的主要原因，如果CGI解釋器保持在內存中並接受FastCGI進程管理器調度，則可以 提供良好的性能、伸縮性、Fail- Over特性等等。
FastCGI的官方站點在http://www.fastcgi.com
FastCGI的工作原理是：
1、Web Server 啓動時載入FastCGI進程管理器【PHP的FastCGI進程管理器是PHP-FPM(php-FastCGI Process Manager)】。
2、FastCGI進程管理器自身初始化，啓動多個CGI解釋器進程 (在任務管理器中可見多個php-cgi.exe)並等待來自Web Server的連接。啓動php-cgi FastCGI進程時，可以配置以TCP和UNIX套接字(socket)兩種方式啓動。
3、當客戶端請求到達Web Server時，Web Server將請求採用TCP協議或socket方式轉發到FastCGI主進程，FastCGI主進程選擇並連接到一個CGI解釋器(子進程php-cgi.exe)。Web server將CGI環境變量和標準輸入發送到FastCGI子進程php-cgi.exe。
4、FastCGI子進程php-cgi.ex完成處理後將標準輸出和錯誤信息從同一連接返回Web Server。當FastCGI子進程關閉連接時，請求便告處理完成。FastCGI子進程接着等待並處理來自FastCGI進程管理器（運行在 WebServer中）的下一個連接。 而在CGI中，php-cgi子進程在此便被退出了。
在上述情況中，你可以想象 CGI通常有多慢。每一個Web請求PHP都必須重新解析php.ini、重新載入全部dll擴展並重初始化全部數據結構。使用FastCGI，所有這些 都只在進程啓動時發生一次。一個額外的好處是，持續數據庫連接可以工作。
可以令PHP程序從原來的請求-啓動-運行到請求-運行模式，大大提高了腳本的執行效率，減輕服務器的負荷。
二：PHP的FastCGI的優點：
1.php腳本運行速度更快，php解釋程序被載入內存而不是每次需要時從存儲器讀取，極大提升了依靠腳本運行站點的性能。
2.需要使用的系統資源更少，由於服務器不用在每次需要時都載入php解釋程序，你可以將站點的傳輸速度提升很多而不必增加cpu負擔。