C语言Web开发涵盖CGI、FastCGI及Nginx模块编程技术。文章阐述了通用网关接口通信原理、FastCGI进程驻留优化机制及Nginx事件驱动架构。通过C语言示例演示了HTTP请求处理、参数解析、URL解码及登录功能实现，包含环境变量获取、内存管理及响应头设置要点，适用于理解底层Web服务器交互机制的开发者。
Web开发本质是编写程序实现Web应用、服务器端逻辑和客户端交互，支撑互联网、电子商务等领域的发展。本章重点讲解CGI、FastCGI、Nginx的开发方法、常见问题及实战案例分析。
CGI（通用网关接口）用于Web服务器与服务器端程序之间的通信。核心架构包括Web服务器、CGI程序和客户端。
代码示例1：CGI程序——简单的 Hello World
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
// 设置 HTTP 响应头
printf("Content-Type: text/plain\n\n");
// 输出响应内容
printf("Hello from CGI!");
return 0;
}
代码示例2：CGI程序——获取 HTTP 请求参数
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void decode_url(char* src, char* dst) {
int i = 0, j = 0;
while(src[i]) {
if(src[i] == '%') {
int value;
sscanf(src + i + 1, "%2x", &value);
dst[j++] = (char)value;
i += 3;
} else if(src[i] == '+') {
dst[j++] = ' ';
i++;
} else {
dst[j++] = src[i++];
}
}
dst[j] = '\0';
}
int main() {
// 获取环境变量
char* query_string = getenv("QUERY_STRING");
char* content_type = getenv("CONTENT_TYPE");
char* request_method = getenv("REQUEST_METHOD");
// 输出环境变量信息
printf("Content-Type: text/plain\n\n");
printf("Query String: %s\n", query_string ? query_string : "");
printf("Content Type: %s\n", content_type ? content_type : "");
printf("Request Method: %s\n", request_method ? request_method : "");
if(strcmp(request_method,"GET")==0 && query_string) {
char* token = strtok(query_string,"&");
while(token) {
char* equals = strchr(token,'=');
if(equals) {
*equals = '\0';
char* key = token;
char* value = equals + 1;
char decoded_key[100], decoded_value[100];
decode_url(key, decoded_key);
decode_url(value, decoded_value);
printf("Parameter: %s = %s\n", decoded_key, decoded_value);
}
token = strtok(NULL,"&");
}
}
return 0;
}
*注意：避免环境变量未设置、输出格式错误、资源泄漏等问题。
FastCGI改进了CGI的性能，支持进程驻留。核心架构包括Web服务器、FastCGI进程和客户端。
代码示例3：FastCGI程序——简单的 Hello World
#include <fcgi_stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
while(FCGI_Accept() >= 0) {
// 设置 HTTP 响应头
printf("Content-Type: text/plain\n\n");
// 输出响应内容
printf("Hello from FastCGI!");
}
return 0;
}
代码示例4：FastCGI程序——获取 HTTP 请求参数
#include <fcgi_stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void decode_url(char* src, char* dst) {
int i = 0, j = 0;
while(src[i]) {
if(src[i] == '%') {
int value;
sscanf(src + i + 1, "%2x", &value);
dst[j++] = (char)value;
i += 3;
} else if(src[i] == '+') {
dst[j++] = ' ';
i++;
} else {
dst[j++] = src[i++];
}
}
dst[j] = '\0';
}
int main() {
while(FCGI_Accept() >= 0) {
// 获取环境变量
char* query_string = getenv("QUERY_STRING");
char* content_type = getenv("CONTENT_TYPE");
char* request_method = getenv("REQUEST_METHOD");
// 输出环境变量信息
printf("Content-Type: text/plain\n\n");
printf("Query String: %s\n", query_string ? query_string : "");
printf("Content Type: %s\n", content_type ? content_type : "");
printf("Request Method: %s\n", request_method ? request_method : "");
if(strcmp(request_method,"GET")==0 && query_string) {
char* token = strtok(query_string,"&");
while(token) {
char* equals = strchr(token,'=');
if(equals) {
*equals = '\0';
char* key = token;
char* value = equals + 1;
char decoded_key[100], decoded_value[100];
decode_url(key, decoded_key);
decode_url(value, decoded_value);
printf("Parameter: %s = %s\n", decoded_key, decoded_value);
}
token = strtok(NULL,"&");
}
}
}
return 0;
}
*注意：避免进程管理错误、通信错误、资源泄漏等问题。
Nginx是高性能Web服务器和反向代理服务器。核心架构包括事件驱动模型、内存池和多进程模型。
代码示例5：Nginx 模块——简单的 Hello World
#include <ngx_config.h>
#include <ngx_core.h>
#include <ngx_http.h>
static ngx_int_t ngx_http_hello_handler(ngx_http_request_t *r);
static ngx_command_t ngx_http_hello_commands[] = {
{ngx_string("hello_world"), NGX_HTTP_LOC_CONF | NGX_CONF_NOARGS, ngx_conf_set_flag_slot, NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET, 0, NULL},
ngx_null_command
};
static ngx_http_module_t ngx_http_hello_module_ctx = {
NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL
};
ngx_module_t ngx_http_hello_module = {
NGX_MODULE_V1,
&ngx_http_hello_module_ctx,
ngx_http_hello_commands,
NGX_HTTP_MODULE,
NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
NGX_MODULE_V1_PADDING
};
static ngx_int_t ngx_http_hello_handler(ngx_http_request_t *r) {
ngx_int_t rc;
ngx_buf_t *b;
ngx_chain_t out;
// 设置响应头
r->headers_out.content_type.len = sizeof("text/plain") - 1;
r->headers_out.content_type.data = (u_char *)"text/plain";
r->headers_out.status = NGX_HTTP_OK;
r->headers_out.content_length_n = 13;
// 发送响应头
rc = ngx_http_send_header(r);
if(rc == NGX_ERROR || rc > NGX_OK || r->header_only) {
return rc;
}
// 准备响应内容
b = ngx_pcalloc(r->pool, sizeof(ngx_buf_t));
if(b == NULL) {
return NGX_HTTP_INTERNAL_SERVER_ERROR;
}
out.buf = b;
out.next = NULL;
b->pos = (u_char *)"Hello from Nginx!";
b->last = b->pos + 13;
b->memory = 1;
b->last_buf = 1;
// 发送响应内容
return ngx_http_output_filter(r, &out);
}
static ngx_int_t ngx_http_hello_init(ngx_conf_t *cf) {
ngx_http_handler_pt *h;
ngx_http_core_loc_conf_t *clcf;
clcf = ngx_http_conf_get_module_loc_conf(cf, ngx_http_core_module);
h = ngx_array_push(&clcf->handlers);
if(h == NULL) {
return NGX_ERROR;
}
*h = ngx_http_hello_handler;
return NGX_OK;
}
static ngx_http_module_t ngx_http_hello_module_ctx = {
NULL, ngx_http_hello_init, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL
};
*注意：避免模块编译错误、内存泄漏、线程安全问题。
掌握使用C语言实现简单的Web应用，通过Nginx和FastCGI实现一个简单的Web应用，学会使用FastCGI程序处理HTTP请求，解析参数，生成响应。
代码示例6：FastCGI程序——用户登录
#include <fcgi_stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void decode_url(char* src, char* dst) {
int i = 0, j = 0;
while(src[i]) {
if(src[i] == '%') {
int value;
sscanf(src + i + 1, "%2x", &value);
dst[j++] = (char)value;
i += 3;
} else if(src[i] == '+') {
dst[j++] = ' ';
i++;
} else {
dst[j++] = src[i++];
}
}
dst[j] = '\0';
}
int main() {
while(FCGI_Accept() >= 0) {
// 获取环境变量
char* content_type = getenv("CONTENT_TYPE");
char* request_method = getenv("REQUEST_METHOD");
if(strcmp(request_method,"POST")==0) {
// 获取请求体长度
char* content_length_str = getenv("CONTENT_LENGTH");
int content_length = atoi(content_length_str);
// 读取请求体
char* post_data = (char*)malloc(content_length + 1);
if(post_data) {
fread(post_data, 1, content_length, stdin);
post_data[content_length] = '\0';
// 解析请求体参数
char* username = NULL;
char* password = NULL;
char* token = strtok(post_data,"&");
while(token) {
char* equals = strchr(token,'=');
if(equals) {
*equals = '\0';
char* key = token;
char* value = equals + 1;
char decoded_key[100], decoded_value[100];
decode_url(key, decoded_key);
decode_url(value, decoded_value);
if(strcmp(decoded_key,"username")==0) {
username = strdup(decoded_value);
} else if(strcmp(decoded_key,"password")==0) {
password = strdup(decoded_value);
}
}
token = strtok(NULL,"&");
}
// 验证用户
printf("Content-Type: text/plain\n\n");
if(username && password && strcmp(username,"admin")==0 && strcmp(password,"123456")==0) {
printf("登录成功！");
} else {
printf("用户名或密码错误！");
}
free(username);
free(password);
free(post_data);
}
} else {
// 发送登录页面
printf("Content-Type: text/html\n\n");
printf("<html>");
printf("<head>");
printf("<title>登录页面</title>");
printf("</head>");
printf("<body>");
printf("<h1>用户登录</h1>");
printf("<form method='post' action='/login'>");
printf("用户名：<input type='text' name='username'><br>");
printf("密码：<input type='password' name='password'><br>");
printf("<input type='submit' value='登录'>");
printf("</form>");
printf("</body>");
printf("</html>");
}
}
return 0;
}
Nginx 配置文件示例：
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
root html;
index index.html;
}
location /login {
fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
fastcgi_index index.cgi;
include fastcgi_params;
}
}
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