Python爬蟲基礎

前言

Python非常適合用來開發網頁爬蟲,理由如下:
1、抓取網頁本身的接口
相比與其他靜態編程語言,如java,c#,c++,python抓取網頁文檔的接口更簡潔;相比其他動態腳本語言,如perl,shell,python的urllib包提供了較為完整的訪問網頁文檔的API。(當然ruby也是很好的選擇)
此外,抓取網頁有時候需要模擬瀏覽器的行為,很多網站對于生硬的爬蟲抓取都是封殺的。這是我們需要模擬user agent的行為構造合適的請求,譬如模擬用戶登陸、模擬session/cookie的存儲和設置。在python里都有非常優秀的第三方包幫你搞定,如Requests,mechanize

2、網頁抓取后的處理
抓取的網頁通常需要處理,比如過濾html標簽,提取文本等。python的beautifulsoap提供了簡潔的文檔處理功能,能用極短的代碼完成大部分文檔的處理。
其實以上功能很多語言和工具都能做,但是用python能夠干得最快,最干凈。
Life is short, you need python
PS:python2.x和python3.x有很大不同,本文只討論python3.x的爬蟲實現方法。

爬蟲架構

架構組成


URL管理器:管理待爬取的url集合和已爬取的url集合,傳送待爬取的url給網頁下載器。
網頁下載器(urllib):爬取url對應的網頁,存儲成字符串,傳送給網頁解析器。
網頁解析器(BeautifulSoup):解析出有價值的數據,存儲下來,同時補充url到URL管理器。

運行流程

URL管理器

基本功能

?添加新的url到待爬取url集合中。
?判斷待添加的url是否在容器中(包括待爬取url集合和已爬取url集合)。
?獲取待爬取的url。
?判斷是否有待爬取的url。
?將爬取完成的url從待爬取url集合移動到已爬取url集合。

存儲方式

1、內存(python內存)
待爬取url集合:set()
已爬取url集合:set()

2、關系數據庫(mysql)
urls(url, is_crawled)

3、緩存(redis)
待爬取url集合:set
已爬取url集合:set

大型互聯網公司,由于緩存數據庫的高性能,一般把url存儲在緩存數據庫中。小型公司,一般把url存儲在內存中,如果想要永久存儲,則存儲到關系數據庫中。

網頁下載器(urllib)

將url對應的網頁下載到本地,存儲成一個文件或字符串。

基本方法

新建baidu.py,內容如下:

 import urllib.request

response = urllib.request.urlopen('http://www.baidu.com')
buff = response.read()
html = buff.decode("utf8")
print(html)

命令行中執行 python baidu.py,則可以打印出獲取到的頁面。

構造Request

上面的代碼,可以修改為:

import urllib.request

request = urllib.request.Request('http://www.baidu.com')
response = urllib.request.urlopen(request)
buff = response.read()
html = buff.decode("utf8")
print(html)

攜帶參數

新建baidu2.py,內容如下:

import urllib.request
import urllib.parse

url = 'http://www.baidu.com'
values = {'name': 'voidking','language': 'Python'}
data = urllib.parse.urlencode(values).encode(encoding='utf-8',errors='ignore')
headers = { 'User-Agent' : 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64; rv:50.0) Gecko/20100101 Firefox/50.0' }
request = urllib.request.Request(url=url, data=data,headers=headers,method='GET')
response = urllib.request.urlopen(request)
buff = response.read()
html = buff.decode("utf8")
print(html)

使用Fiddler監聽數據

我們想要查看一下,我們的請求是否真的攜帶了參數,所以需要使用fiddler。
打開fiddler之后,卻意外發現,上面的代碼會報錯504,無論是baidu.py還是baidu2.py。


雖然python有報錯,但是在fiddler中,我們可以看到請求信息,確實攜帶了參數。
經過查找資料,發現python以前版本的Request都不支持代理環境下訪問https。但是,最近的版本應該支持了才對。那么,最簡單的辦法,就是換一個使用http協議的url來爬取,比如,換成http://www.csdn.net。結果,依然報錯,只不過變成了400錯誤。

然而,然而,然而。。。神轉折出現了!!!
當我把url換成 http://www.csdn.net/后,請求成功!沒錯,就是在網址后面多加了一個斜杠/同理,把http://www.baidu.com改成http://www.baidu.com/,請求也成功了!神奇!!!

添加處理器

import urllib.request
import http.cookiejar

# 創建cookie容器
cj = http.cookiejar.CookieJar()
# 創建opener
opener = urllib.request.build_opener(urllib.request.HTTPCookieProcessor(cj))
# 給urllib.request安裝opener
urllib.request.install_opener(opener)

# 請求
request = urllib.request.Request('http://www.baidu.com/')
response = urllib.request.urlopen(request)
buff = response.read()
html = buff.decode("utf8")
print(html)
print(cj)

網頁解析器(BeautifulSoup)

從網頁中提取出有價值的數據和新的url列表。

解析器選擇

為了實現解析器,可以選擇使用正則表達式、html.parser、BeautifulSoup、lxml等,這里我們選擇BeautifulSoup。
其中,正則表達式基于模糊匹配,而另外三種則是基于DOM結構化解析。

BeautifulSoup

安裝測試

1、安裝,在命令行下執行pip install beautifulsoup4
2、測試

import bs4
print(bs4)

使用說明

基本用法

1、創建BeautifulSoup對象

import bs4
from bs4 import BeautifulSoup

# 根據html網頁字符串創建BeautifulSoup對象
html_doc = """
<html><head><title>The Dormouse's story</title></head>
<body>
<p class="title"><b>The Dormouse's story</b></p>

<p class="story">Once upon a time there were three little sisters; and their names were
<a  class="sister" id="link1">Elsie</a>,
<a  class="sister" id="link2">Lacie</a> and
<a  class="sister" id="link3">Tillie</a>;
and they lived at the bottom of a well.</p>

<p class="story">...</p>
"""
soup = BeautifulSoup(html_doc)
print(soup.prettify())

2、訪問節點

print(soup.title)
print(soup.title.name)
print(soup.title.string)
print(soup.title.parent.name)

print(soup.p)
print(soup.p['class'])

3、指定tag、class或id

print(soup.find_all('a'))
print(soup.find('a'))
print(soup.find(class_='title'))
print(soup.find(id="link3"))
print(soup.find('p',class_='title'))

4、從文檔中找到所有<a>標簽的鏈接

for link in soup.find_all('a'):
    print(link.get('href'))


出現了警告,根據提示,我們在創建BeautifulSoup對象時,指定解析器即可。
soup = BeautifulSoup(html_doc,'html.parser')
5、從文檔中獲取所有文字內容
print(soup.get_text())
6、正則匹配
link_node = soup.find('a',href=re.compile(r"til")) print(link_node)

后記

python爬蟲基礎知識,至此足夠,接下來,在實戰中學習更高級的知識。

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