Python构造代理IP池提高访问量

前言

爬虫程序是批量获取互联网上的信息的重要工具，在访问目标网站时需要频繁发送请求，为了避免被目标网站封禁 IP 地址，我们需要使用代理 IP 来代替自己的 IP 地址进行访问。本文将介绍如何使用 Python 构建代理 IP 池，让爬虫程序更加稳定和高效地运行。

一、代理IP是什么

代理IP是指由第三方提供的，可用于代替用户本机IP地址的IP地址。在网络爬虫或其他数据爬取场景中，使用代理IP可以实现以下几个目的：

1. 防止 IP 被封禁：有些网站为了防止被爬虫攻击，会设置 IP 访问频率限制和封禁机制，使用代理 IP 可以规避这种封禁。
2. 隐藏本机 IP：使用代理 IP 可以隐藏用户本机 IP，从而保护用户真实身份在互联网上的安全性。
3. 改变访问区域：使用代理 IP 可以模拟其他地区或国家的 IP 地址，从而达到一定的访问效果。

二、代理IP池是什么

代理 IP 池是指一个程序管理的，由多个代理 IP 组成的 IP 地址池。通常，代理 IP 池由两部分组成：一个是获取代理 IP 的部分，另一个是维护代理 IP 的部分。

获取代理 IP 的部分主要实现从各种渠道或代理商购买、租用、抓取到代理 IP，并将其存储在一个地址池中。

维护代理 IP 的部分主要实现对代理 IP 的筛选、检测、评分和淘汰等等。通过对代理 IP 进行维护，可以保证代理 IP 池中的 IP 地址有效可靠，避免无效的 IP 地址被使用。

三、如何构建代理 IP 池

Python 中实现代理 IP 池主要有以下几个步骤：

1. 从网上获取代理 IP 地址，构建 IP 地址池。
2. 对 IP 地址进行筛选，保留可用的 IP 地址。
3. 使用筛选出来的 IP 地址进行数据的爬取。
4. 对爬取过程中返回结果进行处理，过滤掉无用的数据。
5. 在爬取过程中检测代理 IP 的可用性，将不可用的 IP 地址从 IP 地址池中删除。

为了方便数据的爬取和处理，在此处我们主要介绍 Python 中如何构建代理 IP 池的方法和代码实现。

1. 从网上获取代理 IP 地址

爬取代理 IP 的方法有多种，其中比较常用的有爬取代理网站、从代理商处购买或租用代理 IP、从代理池中抓取代理 IP 等等。

在此处，我们通过从代理网站上爬取代理 IP，并将其存储在代理 IP 池中的方法实现代理 IP 池的构建。

代码实现：

import requests
from lxml import etree
import random

class ProxyPool:
    # 初始化代理池
    def __init__(self):
        # 从代理网站上获取代理 IP
        self.proxy_urls = [
            'http://www.zdaye.com/free/',
            'http://www.zdaye.com/free/2',
            'http://www.zdaye.com/free/3',
            'http://www.zdaye.com/free/4',
            'http://www.zdaye.com/free/5',
        ]
        self.proxies = self.get_proxies()

    # 获取代理 IP
    def get_proxies(self):
        proxies = []
        for url in self.proxy_urls:
            headers = {
                'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.110 Safari/537.36'}
            response = requests.get(url, headers=headers)
            html = etree.HTML(response.text)
            ips = html.xpath('//table[@id="ip_list"]/tr/td[2]/text()')
            ports = html.xpath('//table[@id="ip_list"]/tr/td[3]/text()')
            for i in range(len(ips)):
                proxies.append('http://' + ips[i] + ':' + ports[i])
        return self.check_proxies(proxies)

    # 检查代理 IP 的可用性
    def check_proxies(self, proxies):
        valid_proxies = []
        for proxy in proxies:
            try:
                requests.get('https://www.baidu.com', proxies={'http': proxy, 'https': proxy}, timeout=3)
                valid_proxies.append(proxy)
            except:
                continue
        return valid_proxies

    # 随机获取代理 IP
    def get_proxy(self):
        proxy = random.choice(self.proxies)
        return proxy

2. 对 IP 地址进行筛选

为了保证代理 IP 稳定可用，我们需要定期对代理 IP 进行筛选和检测，将不可用的 IP 地址从 IP 地址池中删除。

代码实现：

import time

class ProxyPool:
    ...
    # 定时检查代理 IP 的可用性
    def check_valid_proxies(self):
        while True:
            valid_proxies = self.check_proxies(self.proxies)
            self.proxies = valid_proxies
            time.sleep(60 * 60)

if __name__ == '__main__':
    proxy_pool = ProxyPool()
    proxy_pool.check_valid_proxies()

3. 使用筛选出来的 IP 地址进行数据的爬取

使用筛选出来的 IP 地址进行数据爬取时，需要注意以下几点：

1. 每个 IP 地址的使用时间不宜过长，建议使用后及时更换。
2. 使用 IP 地址时不要过于频繁，否则容易被封禁。
3. 针对不同的网站需根据情况设置不同的请求头部和请求参数。
4. 在爬取过程中检测代理 IP 的可用性，将不可用的 IP 地址从 IP 地址池中删除。

代码实现：

class Spider:
    # 爬取目标网页
    def get_html(self):
        try:
            proxy = proxy_pool.get_proxy()
            headers = {'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.110 Safari/537.36'}
            response = requests.get(url, headers=headers, proxies={'http': proxy, 'https': proxy}, timeout=5)
            response.encoding = 'utf-8'
            html = response.text
            return html
        except:
            return None

if __name__ == '__main__':
    proxy_pool = ProxyPool()
    spider = Spider()
    while True:
        html = spider.get_html()
        if html is not None:
            # 对返回结果进行处理，过滤掉无用的数据
            ...
        else:
            print('IP地址失效，更换中...')

四、总结

代理 IP 池对于爬虫程序的稳定运行非常重要，可以有效地提高爬虫程序的访问量和爬取效率，同时也可以避免被目标网站封禁 IP 地址的情况。本文介绍了 Python 中构建代理 IP 池的方法和代码实现，包括从网上获取代理 IP 地址，对 IP 地址进行筛选，使用筛选出来的 IP 地址进行数据的爬取等等。通过学习本文，读者可以了解到代理 IP 的作用和构建代理 IP 池的基本流程，为 Python 爬虫程序的开发提供了帮助。