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2017
08-30

Python入门网络爬虫

Python学习网络爬虫主要分3个大的版块:抓取,分析,存储
另外,比较常用的爬虫框架Scrapy,这里最后也详细介绍一下。

当我们在浏览器中输入一个url后回车,后台会发生什么?比如说你输入http://www.bibiqiqi.com,你就会看到null哥的小站首页。
简单来说这段过程发生了以下四个步骤:

  • 查找域名对应的IP地址。
  • 向IP对应的服务器发送请求。
  • 服务器响应请求,发回网页内容。
  • 浏览器解析网页内容。

网络爬虫要做的,简单来说,就是实现浏览器的功能。通过指定url,直接返回给用户所需要的数据,而不需要一步步人工去操纵浏览器获取。
抓取
这一步,你要明确要得到的内容是什么?是HTML源码,还是Json格式的字符串等。
1. 最基本的抓取
抓取大多数情况属于get请求,即直接从对方服务器上获取数据。
首先,Python中自带urllib及urllib2这两个模块,基本上能满足一般的页面抓取。另外,requests也是非常有用的包,与此类似的,还有httplib2等等。

Requests: import requests response = requests.get(url) content = requests.get(url).content print “response headers:”, response.headers print “content:”, contentUrllib2: import urllib2 response = urllib2.urlopen(url) content = urllib2.urlopen(url).read() print “response headers:”, response.headers print “content:”, contentHttplib2: import httplib2 http = httplib2.Http() response_headers, content = http.request(url, ‘GET’) print “response headers:”, response_headers print “content:”, content

此外,对于带有查询字段的url,get请求一般会将来请求的数据附在url之后,以?分割url和传输数据,多个参数用&连接。

data = {‘data1′:’XXXXX’, ‘data2′:’XXXXX’}Requests:data为dict,json import requests response = requests.get(url=url, params=data)Urllib2:data为string import urllib, urllib2 data = urllib.urlencode(data) full_url = url+’?’+data response = urllib2.urlopen(full_url)

相关参考:网易新闻排行榜抓取回顾
参考项目:网络爬虫之最基本的爬虫:爬取网易新闻排行榜
2. 对于登陆情况的处理
2.1 使用表单登陆
这种情况属于post请求,即先向服务器发送表单数据,服务器再将返回的cookie存入本地。

data = {‘data1′:’XXXXX’, ‘data2′:’XXXXX’}Requests:data为dict,json import requests response = requests.post(url=url, data=data)Urllib2:data为string import urllib, urllib2 data = urllib.urlencode(data) req = urllib2.Request(url=url, data=data) response = urllib2.urlopen(req)

2.2 使用cookie登陆
使用cookie登陆,服务器会认为你是一个已登陆的用户,所以就会返回给你一个已登陆的内容。因此,需要验证码的情况可以使用带验证码登陆的cookie解决。

import requests requests_session = requests.session() response = requests_session.post(url=url_login, data=data)

若存在验证码,此时采用response = requests_session.post(url=url_login, data=data)是不行的,做法应该如下:

response_captcha = requests_session.get(url=url_login, cookies=cookies)response1 = requests.get(url_login) # 未登陆response2 = requests_session.get(url_login) # 已登陆,因为之前拿到了Response Cookie!response3 = requests_session.get(url_results) # 已登陆,因为之前拿到了Response Cookie!

相关参考:网络爬虫-验证码登陆
参考项目:网络爬虫之用户名密码及验证码登陆:爬取知乎网站
3. 对于反爬虫机制的处理
3.1 使用代理
适用情况:限制IP地址情况,也可解决由于“频繁点击”而需要输入验证码登陆的情况。
这种情况最好的办法就是维护一个代理IP池,网上有很多免费的代理IP,良莠不齐,可以通过筛选找到能用的。对于“频繁点击”的情况,我们还可以通过限制爬虫访问网站的频率来避免被网站禁掉。

proxies = {‘http’:’http://XX.XX.XX.XX:XXXX‘}Requests: import requests response = requests.get(url=url, proxies=proxies)Urllib2: import urllib2 proxy_support = urllib2.ProxyHandler(proxies) opener = urllib2.build_opener(proxy_support, urllib2.HTTPHandler) urllib2.install_opener(opener) # 安装opener,此后调用urlopen()时都会使用安装过的opener对象 response = urllib2.urlopen(url)

3.2 时间设置
适用情况:限制频率情况。
Requests,Urllib2都可以使用time库的sleep()函数:

import timetime.sleep(1)

3.3 伪装成浏览器,或者反“反盗链”
有些网站会检查你是不是真的浏览器访问,还是机器自动访问的。这种情况,加上User-Agent,表明你是浏览器访问即可。有时还会检查是否带Referer信息还会检查你的Referer是否合法,一般再加上Referer。

headers = {‘User-Agent’:’XXXXX’} # 伪装成浏览器访问,适用于拒绝爬虫的网站headers = {‘Referer’:’XXXXX’}headers = {‘User-Agent’:’XXXXX’, ‘Referer’:’XXXXX’}Requests: response = requests.get(url=url, headers=headers)Urllib2: import urllib, urllib2 req = urllib2.Request(url=url, headers=headers) response = urllib2.urlopen(req)

4. 对于断线重连
不多说。

def multi_session(session, *arg): retryTimes = 20 while retryTimes>0: try: return session.post(*arg) except: print ‘.’, retryTimes -= 1

或者

def multi_open(opener, *arg): retryTimes = 20 while retryTimes>0: try: return opener.open(*arg) except: print ‘.’, retryTimes -= 1

这样我们就可以使用multi_session或multi_open对爬虫抓取的session或opener进行保持。
5. 多进程抓取
这里针对华尔街见闻进行并行抓取的实验对比:Python多进程抓取 与 Java单线程和多线程抓取
相关参考:关于Python和Java的多进程多线程计算方法对比
6. 对于Ajax请求的处理
对于“加载更多”情况,使用Ajax来传输很多数据。
它的工作原理是:从网页的url加载网页的源代码之后,会在浏览器里执行JavaScript程序。这些程序会加载更多的内容,“填充”到网页里。这就是为什么如果你直接去爬网页本身的url,你会找不到页面的实际内容。
这里,若使用Google Chrome分析”请求“对应的链接(方法:右键→审查元素→Network→清空,点击”加载更多“,出现对应的GET链接寻找Type为text/html的,点击,查看get参数或者复制Request URL),循环过程。

  • 如果“请求”之前有页面,依据上一步的网址进行分析推导第1页。以此类推,抓取抓Ajax地址的数据。
  • 对返回的json格式数据(str)进行正则匹配。json格式数据中,需从’\uxxxx’形式的unicode_escape编码转换成u’\uxxxx’的unicode编码。

7. 自动化测试工具Selenium
Selenium是一款自动化测试工具。它能实现操纵浏览器,包括字符填充、鼠标点击、获取元素、页面切换等一系列操作。总之,凡是浏览器能做的事,Selenium都能够做到。
这里列出在给定城市列表后,使用selenium来动态抓取去哪儿网的票价信息的代码。
参考项目:网络爬虫之Selenium使用代理登陆:爬取去哪儿网站
8. 验证码识别
对于网站有验证码的情况,我们有三种办法:

  • 使用代理,更新IP。
  • 使用cookie登陆。
  • 验证码识别。

使用代理和使用cookie登陆之前已经讲过,下面讲一下验证码识别。
可以利用开源的Tesseract-OCR系统进行验证码图片的下载及识别,将识别的字符传到爬虫系统进行模拟登陆。当然也可以将验证码图片上传到打码平台上进行识别。如果不成功,可以再次更新验证码识别,直到成功为止。
参考项目:验证码识别项目第一版:Captcha1
爬取有两个需要注意的问题:

  • 如何监控一系列网站的更新情况,也就是说,如何进行增量式爬取?
  • 对于海量数据,如何实现分布式爬取?

分析
抓取之后就是对抓取的内容进行分析,你需要什么内容,就从中提炼出相关的内容来。
常见的分析工具有正则表达式,BeautifulSoup,lxml等等。
存储
分析出我们需要的内容之后,接下来就是存储了。
我们可以选择存入文本文件,也可以选择存入MySQL或MongoDB数据库等。
存储有两个需要注意的问题:

  • 如何进行网页去重?
  • 内容以什么形式存储?

Scrapy
Scrapy是一个基于Twisted的开源的Python爬虫框架,在工业中应用非常广泛。
相关内容可以参考基于Scrapy网络爬虫的搭建,同时给出这篇文章介绍的微信搜索爬取的项目代码,给大家作为学习参考。

最后编辑:
作者:Null
这个作者貌似有点懒,什么都没有留下。