C++ Webprogrammierung mit CGI: Vom ersten Skript bis zu Cookies & Datei-Upload

Was ist CGI?

Das Common Gateway Interface (CGI) definiert einen Standard für den Datenaustausch zwischen Webserver und benutzerdefinierten Skripten/Programmen. CGI-Programme können in C++, Python, Perl, Shell u. v. m. geschrieben sein. Die aktuelle Version ist CGI/1.1.

Funktionsweise beim Web-Browsing

1. Browser fordert eine URL beim HTTP-Server an.
2. Server sucht die Datei. Existiert sie, wird sie ausgeliefert; andernfalls Fehler.
3. Bei CGI-Konfiguration wird die Datei nicht ausgeliefert, sondern ausgeführt – die stdout-Ausgabe geht an den Browser zurück.

Webserver-Konfiguration (Apache)

Standard-CGI-Verzeichnis: /var/www/cgi-bin. CGI-Dateien enden konventionell auf .cgi (sind aber kompilierte Executables). In httpd.conf:

<Directory "/var/www/cgi-bin">
    AllowOverride None
    Options ExecCGI
    Order allow,deny
    Allow from all
</Directory>

Wichtig: Datei ausführbar machen: chmod 755 meinprogramm.cgi.

Erstes CGI-Programm (C++)

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // HTTP-Header: Content-Type ist Pflicht!
    cout << "Content-type:text/html\r\n\r\n";
    cout << "<html>\n<head><title>Erstes CGI-Programm</title></head>\n";
    cout << "<body><h2>Hallo Welt! Mein erstes C++ CGI-Programm</h2></body></html>\n";
    return 0;
}

Die erste Ausgabezeile Content-type:text/html\r\n\r\n ist der HTTP-Header, der dem Browser den Inhaltstyp mitteilt.

Wichtige HTTP-Header

Header	Beschreibung
Content-type	MIME-Typ der Rückgabe (z. B. text/html).
Expires	Datum, ab dem Inhalt ungültig ist (Format: 01 Jan 2025 12:00:00 GMT).
Location	URL für Umleitung.
Last-modified	Letztes Änderungsdatum der Ressource.
Content-length	Länge der Daten in Bytes.
Set-Cookie	Setzt ein Cookie (Name=Wert).

CGI-Umgebungsvariablen

CGI-Programme erhalten Zugriff auf Umgebungsvariablen wie QUERY_STRING (GET-Daten), CONTENT_LENGTH (POST-Länge), REQUEST_METHOD (GET/POST), REMOTE_ADDR (Client-IP), HTTP_USER_AGENT, HTTP_COOKIE u. v. m.

C++ CGI Library (cgicc)

Für produktive Anwendungen empfiehlt sich die Bibliothek cgicc (GNU): ftp://ftp.gnu.org/gnu/cgicc/. Installation:

tar xzf cgicc-X.X.X.tar.gz
cd cgicc-X.X.X/
./configure --prefix=/usr
make && make install

Kompilieren mit: g++ -o mein.cgi mein.cpp -lcgicc

GET- vs. POST-Methode

• GET: Daten im URL (?key=val&key2=val2), limitiert (~1024 Zeichen), nicht für Passwörter geeignet. Daten in QUERY_STRING.
• POST: Daten im Request-Body (stdin), keine Größenbeschränkung, sicherer für sensible Daten.

Beispiel: GET-Parameter mit cgicc auslesen

#include <iostream>
#include <cgicc/Cgicc.h>
#include <cgicc/HTTPHTMLHeader.h>
using namespace std;
using namespace cgicc;

int main() {
    Cgicc formData;
    cout << HTTPHTMLHeader() << endl;
    cout << "<html><body>\n";

    form_iterator fi = formData.getElement("first_name");
    if (fi != formData.getElements().end() && !fi->isEmpty())
        cout << "Vorname: " << **fi << "<br/>\n";
    else
        cout << "Kein Vorname eingegeben<br/>\n";

    fi = formData.getElement("last_name");
    if (fi != formData.getElements().end() && !fi->isEmpty())
        cout << "Nachname: " << **fi << "<br/>\n";
    else
        cout << "Kein Nachname eingegeben<br/>\n";

    cout << "</body></html>\n";
    return 0;
}

Formularelemente verarbeiten

• Checkbox: formData.queryCheckbox("name") → bool
• Radio-Button: formData.getElement("name") → Wert des gewählten Buttons
• Textarea: formData.getElement("name") → Textinhalt
• Dropdown (<select>): formData.getElement("name") → gewählter Wert

Cookies in CGI

HTTP ist zustandslos. Cookies speichern Client-seitig Daten (Name=Wert, Domain, Pfad, Expires, Secure).

Cookie setzen (vor Content-type!)

cout << "Set-Cookie:UserID=XYZ\r\n";
cout << "Set-Cookie:Password=XYZ123\r\n";
cout << "Set-Cookie:Domain=example.com\r\n";
cout << "Set-Cookie:Path=/cgi-bin\r\n";
cout << "Content-type:text/html\r\n\r\n";

Cookies auslesen

Cookies liegen in HTTP_COOKIE als key1=val1; key2=val2. Mit cgicc:

const CgiEnvironment& env = cgi.getEnvironment();
for (auto it = env.getCookieList().begin(); it != env.getCookieList().end(); ++it) {
    cout << it->getName() << " = " << it->getValue() << "<br/>\n";
}

Datei-Upload

HTML-Formular benötigt enctype="multipart/form-data" und <input type="file">. Serverseitig mit cgicc:

const_file_iterator file = cgi.getFile("userfile");
if (file != cgi.getFiles().end()) {
    cout << HTTPContentHeader(file->getDataType());
    file->writeToStream(cout); // oder in Datei speichern
}

Fazit

CGI mit C++ ist leistungsfähig für performante Webanwendungen. Für komplexere Projekte bieten sich jedoch moderne Frameworks (FastCGI, Wt, Crow, oatpp) oder Sprachen mit reichhaltigerem Web-Ökosystem an.