简述下Web开发基础概念，从早期的CGI,FastCGI,再到Servlet，以及Python的WSGI,uWSGI等。
CGI：通用网关接口（Common Gateway Interface）是一个Web服务器主机提供信息服务的标准接口。通过CGI接口，Web服务器就能够获取客户端提交的信息，转交给服务器端的CGI程序进行处理，最后返回结果给客户端。
早期的Web服务器，只能响应浏览器发来的HTTP静态资源的请求，并将存储在服务器中的静态资源返回给浏览器。随着Web技术的发展，逐渐出现了动态技术，但是Web服务器并不能够直接运行动态脚本，为了解决Web服务器与外部应用程序（CGI程序）之间数据互通，于是出现了CGI（Common Gateway Interface）通用网关接口。简单理解，可以认为CGI是Web服务器和运行其上的应用程序进行“交流”的一种约定。
组成CGI通信系统的是两部分：一部分是html页面，就是在用户端浏览器上显示的页面。另一部分则是运行在服务器上的Cgi程序。它们之间的通讯方式如下图：
CGI通信中会包含两种通信协议：
CGI则是Web服务器和一个独立的进程之间的协议，它肩负着网关Gateway的职责，把HTTP请求Request的Header头设置成进程的环境变量，HTTP请求的Body正文设置成进程的标准输入，进程的标准输出设置为HTTP响应Response，包含Header头和Body正文。
简单来说，CGI实际上是一个接口标准Interface。而通常所说的CGI指代其实是CGI程序，也就是实现了CGI接口标准的程序，只要编程语言具有标准输入、标准输出和环境变量，就可以用来编写CGI程序。
Web服务器在接收到用户浏览器的HTTP请求，比如请求如下URL：
http://www.xxxx.me/cgi-bin/helloworld.cgi
此时在Web服务器调用helloworld.cgi之前，会把各类HTTP请求中的信息以环境变量的方式写入OS。CGI程序本质是OS上一个普通的可执行程序，它通过语言本身库函数来获取环境变量，从而获得数据输入。
除环境变量外，另外一个CGI程序获取数据的方式就是标准输入（stdin）。如post请求一个CGI的URL，那么POST的数据，CGI是通过标准输入来获取到的。
CGI输出HTML页面，则是向标准输出去写入数据即可。比如printf、cout，比如System.out.println，又比如print、echo等。因为Web服务器已经做了重定向，将标准输出重定向给Web服务器的与浏览器连接的socket。CGI的输出承担的是HTTP协议的响应部分，因此除了正常的HTML页面内容，HTTP响应报头也要标准输出出来。
cout<<"Content-Type:text/html\n\n"<<endl;
CGI程序通过标准输入（STDIN）和标准输出（STDOUT）进行数据的输入输出，此外CGI程序还通过环境变量来得到输入，操作系统提供了许多环境变量，它们定义了程序的执行环境，应用程序可以存取它们。Web服务器和CGI接口又另外设置了一些环境变量，用来向CGI程序传递一些重要的参数。
对于CGI程序来说，它继承了系统的环境变量。CGI环境变量在CGI程序启动时初始化，在结束时销毁。
当一个CGI程序不是被HTTP服务器调用时，它的环境变量几乎是系统环境变量的复制。当这个CGI程序被HTTP服务器调用时，它的环境变量就会多了以下关于HTTP服务器、客户端、CGI传输过程等项目。
环境变量是一个保存用户信息的内存区。当客户端的用户通过浏览器发出CGI请求时，服务器就寻找本地的相应CGI程序并执行它。在执行CGI程序的同时，服务器把该用户的信息保存到环境变量里。接下来，CGI程序的执行流程是这样的：查询与该CGI程序进程相应的环境变量：第一步是request_method，如果是POST，就从环境变量的len，然后到该进程相应的标准输入取出len长的数据。如果是GET，则用户数据就在环境变量的QUERY_STRING里。
| 变量名称 | 说明 |
|---|---|
| REQUEST_METHOD | 服务器与CGI程序之间的信息传输方式。一般包括两种:POST和GET，其他方式也要考虑。 |
| QUERY_STRING | 采用GET时所传输的信息，GET方法还通过此变量向CGI程序传递Form表单中的数据 |
| CONTENT_LENGTH | STDIO中的有效信息长度 |
| CONTENT_TYPE | 指示所传来的信息的MIME类型，例如application/x-www-form-urlencoded，表示数据来自HTML表单，并且经过了URL编码。 |
| CONTENT_FILE | 使用Windows HTTPd/WinCGI标准时，用来传送数据的文件名 |
| PATH_INFO | 路径信息 |
| PATH_TRANSLATED | CGI程序的完整路径名 |
| SCRIPT_NAME | 所调用的CGI程序的名字 |
| 变量名称 | 说明 |
|---|---|
| GATEWAY_INTERFACE | 服务器所实现的CGI版本 |
| SERVER_NAME | 服务器的IP或名字 |
| SERVER_PORT | 主机的端口号 |
| SERVER_SOFTWARE | 调用CGI程序的HTTP服务器的名称和版本号 |
| 变量名称 | 说明 |
|---|---|
| REMOTE_ADDR | 客户机的主机名 |
| REMOTE_HOST | 客户机的IP地址 |
| ACCEPT | 列出能被次请求接受的应答方式。客户机所支持的MIME类型清单，内容如:image/gif,image/jpeg |
| ACCEPT_ENCODING | 列出客户机支持的编码方式 |
| AUTORIZATION | 表明被证实了的用户 |
| FORM | 列出客户机的EMAIL地址 |
| IF_MODIFIED_SINGCE | 当用GET方式请求并且只有当文档比指定日期更早时才返回数据 |
| PRAGMA | 设定将来要用到的服务器代码 |
| REFFERER | 指出连接到当前文档的文档URL |
| USER_AGENT | 客户端浏览器的消息 |
它的值一般包括两种:POST和GET，但编写CGI程序时，最后还要考虑其他的情况。
1．POST方法
如果采用POST方法，那么客户端来的用户数据将存放在CGI进程的标准输入中，同时将用户数据的长度赋予环境变量中的CONTENT_LENGTH。客户端用POST方式发送数据有一个相应的MIME类型（通用Internet邮件扩充服务：Multi-purpose Internet Mail Extensions）。目前，MIME类型一般是：application/x-wwww-form-urlencoded，该类型表示数据来自HTML表单。该类型记录在环境变量CONTENT_TYPE中，CGI程序应该检查该变量的值。
2．GET方法
在该方法下，CGI程序无法直接从服务器的标准输入中获取数据，因为服务器把它从标准输入接收到得数据编码到环境变量QUERY_STRING（或PATH_INFO）。
3．POST与GET的区别：
以GET方式接收的数据是有长度限制，而用POST方式接收的数据是没有长度限制的。并且，以GET方式发送数据，可以通过URL的形式来发送，但POST方式发送的数据必须要通过 Form 才到发送。
C语言中如果想要实现CGI编程，一般均自行开发，可以参考以下文章，这里不做赘述。
c语言实现cgi
C++开发CGI可以使用GUN的一个开源库 Cgicc。可以满足常用的各类需求，除了解析get/post请求外，还能重定向，还可以设置Cookie，还可以上传文件等等等等。
美中不足的就是Cgicc库不支持SESSION。但是这个问题不大，我们可以很容易使用Cookie来实现SESSION功能。由于CGI本身是请求一次就创建一个进程，返回之后进程就结束（下文的FastCGI除外）。这时要在服务端维持一个SESSION的变量可选的解决方案是：用文件存储或者在Redis、Memcached等内存数据库中存储。而发给客户端的SESSIONID就用Cgicc已经支持的Cookie功能来完成，就可以了。
以下网络中的一个demo示例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int get_inputs()
{
int length;
char *method;
char *inputstring;
method = getenv("REQUEST_METHOD"); //将返回结果赋予指针
if(method == NULL)
return 1; //找不到环境变量REQUEST_METHOD
if(!strcmp(method, "POST")) // POST方法
{
length = atoi(getenv("CONTENT_LENGTH")); //结果是字符，需要转换
if(length != 0)
{
inputstring = malloc(sizeof(char)*length + 1) //必须申请缓存，因为stdin是不带缓存的。
fread(inputstring, sizeof(char), length, stdin); //从标准输入读取一定数据
}
}
else if(!strcmp(method, "GET"))
{
Inputstring = getenv("QUERY_STRING");
length = strlen(inputstring);
}
if(length == 0)
return 0;
}
PHP-CGI是PHP自带的FastCGI管理器。
而PHP-FPM（FastCGI Process Manager），它是比旧的FastCGI更好的FastCGI实现。它作为独立的 FastCGI 服务器运行。一般来说，它是Web服务器（Apache，Nginx…）的PHP接口，允许Web Server与PHP交互。
这里也是给出一个网络上的demo示例：
$method = $ENV{'REQUEST_METHOD'};
if($method eq 'POST')
{
Read(STDIN, $input, $ENV{'CONTENT_LENGTH'});
}
if($method eq 'GET' || $method eq 'HEAD')
{
$input = $ENV{'QUERY_STRING'};
}
if($input eq "")
{
&print_form;
exit;
}
Python代码实现更简单，cgi.FieldStorage()返回一个字典，字典的每一个key就是变量名，key对应的值就是变量名的值，更本无需用户再去进行数据解码！
获取环境变量的时候，如果先判断REQUEST_METHOD是否存在，程序会更健壮，否则在某些情况下可能会造成程序崩溃。因为假若CGI程序不是由服务器调用的，那么环境变量集里就没有与CGI相关的环境变量（如REQUEST_METHOD，REMOTE_ADDR等）添加进来，也就是说getenv("REQUEST_METHOD")将返回NULL！
#!/usr/local/bin/python
import cgi
def main():
form = cgi.FieldStorage()
CGI可以直接返回一个html网页。CGI程序本身也可以进行各种计算、逻辑处理任务。随着各类web前后端技术的发展，以及大数据、高并发的Server使用场景越来越多。现代的CGI的用法，在发生变化。
现在，越来越多的任务从后端转移到前端，前端页面利用丰富的Js技术来进行更多的处理。
CGI有一大硬伤。每次HTTP请求CGI，Web服务器都有启动一个新的进程去执行这个CGI程序，即颇具Unix特色的fork-and-execute。当用户请求量大的时候，这个fork-and-execute的操作会严重拖慢Web服务器的性能。
时势造英雄，FastCGI（简称FCGI）技术应运而生。简单来说，其本质就是一个常驻内存的进程池技术，由调度器负责将传递过来的CGI请求发送给处理CGI的handler进程来处理。在一个请求处理完成之后，该处理进程不销毁，继续等待下一个请求的到来。
当然FCGI其实也并不是什么惊世骇俗的创意，很容易联想到的解决思路。资源池是后台性能优化中的常见套路。Java发明的Servlet技术也是一种常驻内存的网关通信技术，只不过它采用的是多线程而非进程。
FastCGI是Web服务器与处理程序之间通信的一种协议，是CGI的改进版本。由于CGI程序反复加载CGI而造成性能低下，如果CGI程序保持在内存中并接收FastCGI进程管理器调度，则可以提供良好的性能、伸缩性、Fail-Over特性等。
FastCGI就是常驻型的CGI，可以一直运行。在请求到达时不会耗费时间去Fork创建一个进程来处理。FastCGI是语言无关的、可伸缩架构的CGI开放扩展，它将CGI解释器进程保持在内存中，因此获得较高的性能。
针对CGI中Web Server和CGI程序必须在同一个主机上的问题，FastCGI也进行了改进，允许FastCGI程序运行在不同的主机之上，而Web Server和FastCGI之间通过TCP连接进行通信，这种方式可以使Web Server和FastCGI程序独立配置和启动，也可以通过负载均衡提高系统的伸缩性和扩展性，当然两者仍然也可以同时部署在同一个主机上。此点可以参考nginx中配置的FastCGI程序的运行：
# pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
#
# location ~ \.php$ {
# root html;
# fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
# fastcgi_index index.php
# fastcgi_param SCRIPT_FILENAME /scripts$fastcgi_script_name;
# include fastcgi_params;
# }
Servlet就是Java语言为了在Web中生成动态内容的定义的用于开发Web应用程序的基础技术标准，实现这个标准接口的类称为Servlet。它和CGI一样，都是Web低层通信的标准。
与CGI不同，CGI对每个Http请求生成一个CGI请求，然后将针对CGI请求生成一个单独的进程。Servlet运行在一个进程中，对于每个请求则会生成一个单独的线程，由这些独立的线程处理对应的http请求，Servlet执行完毕后不会销毁，而是驻留在内存中直到Servlet Container关闭，以便能随时处理http请求。
还有个不同点就是CGI程序是直接面向OS，而不像Servlet面向的是JVM虚拟机，所以Servlet的移植性更好。
一个Servlet应用程序经常包括一个或者多个Servlet，Servlet是运行在Servlet容器中的，它不能自动运行。
目前最新的Servlet标准应该是4.0。
Servlet在1999年所发布的J2SE1.2版本中首次面世，Servlet在JavaWEB的开发中发挥着重要的作用。JavaEE8对Servlet4.0进行了重要的更新。其中服务器推送是最主要的更新，如果要使用服务器推送的功能，则我们必须使用HTTP/2.0版本的协议。JavaEE8提供了对Servlet映射的运行时发现，在运行时我们可以获取Servlet的名称，Servlet的映射路径。JavaEE8简化了对Filter的开发。
在JavaWeb中，Web容器和Servlet容器的概念容易混淆。Servlet容器是Web服务器或应用程序服务器的一部分，它提供网络服务，通过这些服务发送请求和响应，解码基于MIME的请求，并格式化基于MIME的响应。Servlet容器还包含并管理Servlet的整个生命周期。
Servlet/JSP容器已经很成熟，并且被广泛的独立部署。Apache Tomcat和Jetty作为最流行的Servlet/JSP容器。
像Tomcat就是一个免费的开放源代码的Web应用服务器，属于轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，具有处理HTML页面的功能。另外它还是一个Servlet和JSP容器，独立的Servlet容器是Tomcat的默认模式，这样就兼具了处理JSP的功能。
WSGI，全称Python Web Server Gateway Interface，是Python语言中类似与CGI的标准。指定了Web服务器和PythonWeb应用或Web框架之间的标准接口，以提高Web应用在一系列Web服务器间的移植性。官方文档
通俗的讲，WSGI规范了一种简单的接口，解耦了Web服务器和PythonWeb应用程序，使得双边的开发者更加专注自身特性的开发。
WSGI是作为Web服务器与Web应用程序或应用框架之间的一种低级别的接口，以提升可移植Web应用开发的共同点。WSGI是基于现存的CGI标准而设计的。WSGI就是Python的CGI包装，相对于Fastcgi是PHP的CGI包装。
WSGI将web组件分为三类： web服务器，web中间件,web应用程序， wsgi基本处理模式为 ： WSGI Server -> (WSGI Middleware)* -> WSGI Application
WSGI协议其实是定义了一种server与application解耦的规范，即可以有多个实现WSGI server的服务器，也可以有多个实现WSGI application的框架，那么就可以选择任意的server和application组合实现自己的web应用。例如uWSGI和Gunicorn都是实现了WSGI server协议的服务器，Django，Flask是实现了WSGI application协议的web框架，可以根据项目实际情况搭配使用。
WsgiServer可以理解为一个符合WSGI规范的WebServer，负责接收request请求和提供并发，封装一系列环境变量，按照WSGI规范调用注册的Wsgi Application并将request转发给application，最后将Application返回的response返回给客户端。
以Python自带的wsgiref为例，wsgiref是按照WSGI规范实现的一个简单WSGI Server。
直接使用支持 WSGI 框架的 wsgiref 库，编写一个样例：
# server/gateway side
if __name__ == '__main__':
from wsgiref.simple_server import make_server
server = make_server('0.0.0.0', 8080, application)
server.serve_forever()
WSGI Application接收由server转发的request，处理请求，并将处理结果返回给server。其实就是一个普通的callable对象，当有请求到来时，wsgi server会调用这个wsgi application。
Callable对象可以是以下三者之一：
function, methodclassinstance with a __call__ methodCallable对象必须满足以下两个条件：
environ)，可以理解为环境变量，跟一次请求相关的所有信息都保存在了这个环境变量中，包括服务器信息，客户端信息，请求信息。start_response)，是一个callback函数，wsgi application通过调用`start_response·将response headers/Http status 返回给wsgi server。基于callable function的application/framework样例:
def application(environ, start_response):
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/plain')])
return ['This is a python application!']
基于callable class的application/framework样例:
class ApplicationClass(object):
def __init__(self, environ, start_response):
self.environ = environ
self.start_response = start_response
def __iter__(self):
self.start_response('200 OK', [('Content-type', 'text/plain')])
yield "Hello world!n"
application中可以包括多个栈式的中间件(middlewares)，这些中间件需要同时实现server与application，因此可以在WSGI服务器与WSGI应用之间起调节作用：对服务器来说，中间件扮演应用程序，对应用程序来说，中间件扮演服务器。
Middleware处于server/gateway和application/framework之间，对server/gateway来说，它相当于 application/framework；对application/framework来说，它相当于server/gateway。每个middleware实现不同的功能，我们通常根据需求选择相应的middleware并组合起来，实现所需的功能。比如，可在middleware中实现以下功能：
本例实现了一个 IPBlacklist 的 middleware：
class IPBlacklistMiddleware(object):
def __init__(self, app):
self.app = app
def __call__(self, environ, start_response):
ip_addr = environ.get('HTTP_HOST').split(':')[0]
if ip_addr not in ('127.0.0.1'):
return forbidden(start_response)
return self.app(environ, start_response)
def forbidden(start_response):
start_response('403 Forbidden', [('Content-Type', 'text/plain')])
return ['Forbidden']
def application(environ, start_response):
start_response('200 OK', [('Content-Type', 'text/plain')])
return ['This is a python application!']
if __name__ == '__main__':
from wsgiref.simple_server import make_server
application = IPBlacklistMiddleware(application)
server = make_server('0.0.0.0', 8080, application)
server.serve_forever()