答:本文邀請feifan來回答,他總結了使用python自帶庫完成爬蟲的方法,并且列出了爬蟲在實際中可能遇到的幾個問題, 教會你零基礎入門python爬蟲~
此處的爬蟲并不是百度或者google這樣需要沿著某條路徑采集互聯網上所有信息的機器人,而是針對某個特定的網頁,從中提取出我們需要的信息。比如我們在中關村上查到了一臺手機的詳情頁,想把其中的cpu信息、操作系統、分辨率等等字段提出出來。即此處的爬蟲是指針對特定網頁結構、規模很小、抓取路徑收斂的情況而言。下文我們以一個實例,看看如何從頭寫一個python爬蟲。
抓取頁面基本方法
瀏覽器中看到的頁面,實際上是通過一系列的http請求加載并渲染服務器的資源。同理只要我們能夠用python發出http請求,通過get或post的方法獲得服務器返回的html片段、html頁面或json數據串,就可以從中抓取到想要的內容。
python中對http請求的封裝是在urllib和urllib2兩個庫里。
urllib提供了一些工具方法,用于對發送請求時的字符串進行轉義或編碼。
發送get/post請求則需要用到urllib2中提供的幾個類
在掌握了如何在python中構造http請求后,下一步需要做的就是結合具體的網頁,分析出web頁面的請求方式、參數傳遞方式和必要的header信息(如cookie等)。chrome控制臺的network分析基本上可以滿足需求,但一款抓包利器無疑可以提升我們的效率。推薦使用fiddler進行抓包和解包,可以更清晰第看到http中所用的不同請求方式。
字符串查找、正則表達式、html解析
http請求的response通常包含兩種:json字符串,或html代碼片段,信息的提取就轉變成了字符串處理。此時無論是通過字符串查找、正則表達式匹配,只要能定位到目標字段即可。
但更好的方法是對html的Dom樹進行解析,尤其是存在多個目標字段需要抓取時,解析html的方式能夠對特殊格式的字段信息進行批量解析。
這里使用python自帶的htmlparser進行解析,htmlparser對html片段進行深度優先的遍歷,在遍歷的過程中可以識別出開始標簽、結束標簽和標簽中的內容,因此提供了一種基于標簽tag的編程方式。看下面的例子
需要提取手機的操作系統、核心數、cpu型號等信息,根據html的標簽、屬性名稱,代碼如下:
針對中關村上的某個手機詳細
handle_data可以提取html標簽中的數據,但handle_data存在兩個問題。
(1)當標簽內容為空時,handle_data自動跳過該標簽。這里的標簽為空是指標簽中不包含任意字符串內容、不包含其他的子標簽。注意,當標簽中含有&nb等空白字符串時,handle_data可以解析出其中的data。比如以下結構中,電話號碼一列允許為空,通過html_parser解析后只得到4個<td>的標簽內容。
由于會跳過內容為空的標簽的解析,就會打亂html的結構,由于數據的缺失返回的list長度不定,導致無法將list中每項內容與html中的內容對應起來。
(2)標簽中包含子標簽時,內容會被分割到不同的handle_data函數中,比如
由于handle_data是針對每個標簽返回數據,以上的td里包含了一個span子標簽,handle_data分為2次返回數據。即第一次調用handle_data返回狀態:,第二次調用handle_data返回已拒絕。我們希望<td>標簽中的內容作為整體返回,而現在被分割成了兩塊,同樣會破壞結構。
解決以上兩個問題的關鍵方法在于,使用cache緩存字符串,把對數據的處理從handle_data推遲到handle_endtag。只有遇到end_tag時,才能確定標簽閉合,使數據完整。
爬蟲被屏蔽后怎么辦
服務器會通過一些策略屏蔽惡意爬蟲,以避免對服務器資源的消耗,如檢查同一IP的訪問頻率、訪問間隔等。
所以我們也應該使用一些簡單策略,使我們的爬蟲看起來更像是人的行為,以繞開服務器的檢測機制。常用的方法包括延長相鄰請求的間隔,相鄰間隔使用隨機時長。
在請求的header字段中包含了user-agent字段,服務器通過檢測user-agent字段確定客戶端的類型。如果不指定user-agent字段,請求時腳本會默認填充該字段,如下圖
# python中默認的user-agent字段
網上有一些說法user-agent的值會影響爬蟲是否能夠抓取web內容,為了避免爬蟲被屏蔽,將user-agent的值設為瀏覽器的類型:Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/55.0.2883.87 Safari/537.36
但在實際抓取的幾個web站點中,user-agent的值對爬蟲被屏蔽沒有影響,在使用時不用刻意設置user-agent的值。
以上的方法都是避免爬蟲被屏蔽掉。但萬一很不幸爬蟲已經被屏蔽了,發出請求返回的結果是輸入驗證碼的頁面,此時該如何解決呢?
對于支持https協議的站點,此時可以嘗試的一種方案是:改用https協議。
項目中遇到爬蟲被百度屏蔽的現象,嘗試了很多方法都無效。后來將原來鏈接中的http協議換成https爬蟲又開始工作了。原理雖然不清楚,但簡單可行。
帶驗證碼的登錄
很多web內容只有在登錄后才有權限訪問,服務器通過創建session并下發sessionid來維持與客戶端的鏈接狀態。客戶端在每次發送請求時,都在cookie中攜帶sessionid等字段信息。sessionid是無法復用的,也即在瀏覽器中登錄后所獲得的sessionid直接拿到python腳本中使用,返回的結果仍然是跳轉到登錄頁面的。因為通過http下發的sessionid是捆綁到端口號的,也就是與服務器維持通信的是客戶端上的某個進程,把瀏覽器中的sessionid拿到python腳本中,由于更換了進程sessionid當然失效了。
既然無法繞開登錄,我們就在python腳本中完成登錄的過程,拿到登錄后返回的cookie、sessinoid等。這里有兩個難點需要解決,1)服務器登錄邏輯的分析與猜測;2)解決登錄時存在的驗證碼識別問題。
登錄除了需要post提交用戶名、密碼和sessionid之外,通常也會隱式提交部分參數,可以用chrome瀏覽器的調試模式查看post提交的參數及對應的值,登錄成功之后,我們就可以拿到返回的cookie值了。
登錄時的驗證碼可以通過OCR自動識別,嘗試了google的tesseract-ocr準確率并不高。所以推薦手動輸入驗證碼,幫助爬蟲完成登錄,畢竟授權只需要一次輸入。
手動輸入驗證碼的思路如下,在請求sessionid的同時保存驗證碼的圖片,人工讀取驗證碼的內容,與username和password一起提交。示例代碼如下:
需要抓取javascript加載的結果
詳細參考外部鏈接:https://impythonist.wordpress.com/2015/01/06/ultimate-guide-for-scraping-javascript-rendered-web-pages/
這篇文章中的思路是,通過使用web kit library建立本地的javascript執行環境,模擬瀏覽器對頁面的加載渲染,從而抓取javascript處理后的頁面內容。
這個例子中javascript所加載的結果,也是通過ajax重新向服務器發起請求返回的,直接發送ajax請求并抓取結果即可。在本地搭建javascript的執行環境有些畫蛇添足,但也是一種可以參考的思路。
本文總結了使用python自帶庫完成爬蟲的方法,并且列出了爬蟲在實際中可能遇到的幾個問題,比如爬蟲被屏蔽、需要輸入驗證碼進行登錄等。實踐中的難點在于分析和猜測服務器的登錄邏輯,并且提取必需的參數完成登錄鑒權。