爬虫-1.概述和HTTP请求与响应处理
概述
- 爬虫,应该称为网络爬虫,也叫网页蜘蛛、网络机器人、网络蚂蚁等。
- 搜索引擎,就是网络爬虫的应用者。
- 大数据时代的到来,所有企业都希望通过海量数据发现其中的价值。所以需要爬取对特定网站、特顶类别的数据,而搜索引擎不能提供这样的功能,因此需要自己开发爬虫来解决。
爬虫分类
1.通用爬虫
常见就是搜索引擎,无差别的搜集数据、存储、提取关键字、构建索引库,给用户提供搜索接口。
- 爬取一般流程
- 初始化一批URL,将这些URL放到带爬队列
- 从队列取出这些URL,通过DNS解析IP,对IP对应的站点下载HTML页面,保存到本地服务器中,爬取完的URL放到已爬取队列。
- 分析这些网页内容,找出网页里面的其他关心的URL链接,继续执行第2步,直到爬取条件结束。
- 搜索引擎如何获取一个网站的URL
- 新网站主动提交给搜索引擎
- 通过其他网站页面中设置的外链接
- 搜索引擎和DNS服务商合作,获取最新收录的网站
2. 聚焦爬虫
- 有针对性的编写特定领域数据的爬取程序,针对 某些类别数据采集的爬虫,是面向主题的爬虫
Robots协议
指定一个robots.txt文件,告诉爬虫引擎什么可以爬取
-
/
表示网站根目录,表示网站所有目录。 -
Allow
允许爬取的目录 -
Disallow
禁止爬取的目录 - 可以使用通配符
robots是一个君子协定,“爬亦有道”
这个协议为了让搜索引擎更有效率搜索自己内容,提供了Sitemap这样的文件。Sitemap往往是一个XML文件,提供了网站想让大家爬取的内容的更新信息。
这个文件禁止爬取的往往又是可能我们感兴趣的内容,反而泄露了这些地址。
- 示例:淘宝的robotshttp://www.taobao.com/robots.txt
User-agent: Baiduspider
Allow: /article
Allow: /oshtml
Allow: /ershou
Allow: /$
Disallow: /product/
Disallow: /
User-Agent: Googlebot
Allow: /article
Allow: /oshtml
Allow: /product
Allow: /spu
Allow: /dianpu
Allow: /oversea
Allow: /list
Allow: /ershou
Allow: /$
Disallow: /
User-agent: Bingbot
Allow: /article
Allow: /oshtml
Allow: /product
Allow: /spu
Allow: /dianpu
Allow: /oversea
Allow: /list
Allow: /ershou
Allow: /$
Disallow: /
User-Agent: 360Spider
Allow: /article
Allow: /oshtml
Allow: /ershou
Disallow: /
User-Agent: Yisouspider
Allow: /article
Allow: /oshtml
Allow: /ershou
Disallow: /
User-Agent: Sogouspider
Allow: /article
Allow: /oshtml
Allow: /product
Allow: /ershou
Disallow: /
User-Agent: Yahoo! Slurp
Allow: /product
Allow: /spu
Allow: /dianpu
Allow: /oversea
Allow: /list
Allow: /ershou
Allow: /$
Disallow: /
User-Agent: *
Disallow: /
- 示例马蜂窝tobotshttp://www.mafengwo.cn/robots.txt
User-agent: *
Disallow: /
Disallow: /poi/detail.php
Sitemap: http://www.mafengwo.cn/sitemapIndex.xml
HTTP请求和响应处理
其实爬取网页就是通过HTTP协议访问网页,不过通过浏览器反问往往是人的行为,把这种行为变成使用程序来访问。
urllib包
urllib是标准库,它一个工具包模块,包含下面模块来处理url:
* urllib.request 用于打开和读写url
* urllib.error 包含了由urllib.request引起的异常
* urllib.parse 用于解析url
* urllib.robotparser 分析robots.txt文件
Python2中提供了urllib和urllib2。urllib提供较为底层的接口,urllib2对urllib进行了进一步封装。Python3中将urllib合并到了urllib2中,并更名为标准库urllib包。
urllib.request模块
定义了在基本和摘要式身份验证、重定向、cookies等应用中打开Url(主要是HTTP)的函数和类。
- urlopen方法
-
urlopen(url,data=None)
- url是链接地址字符串,或请求类的实例
- data提交的数据,如果data为Non发起的GET请求,否则发起POST请求。见
urllib.request.Request#get_method
返回http.client.HTTPResponse类的相遇对象,这是一个类文件对象。
from urllib.request import urlopen
# 打开一个url返回一个相应对象,类文件对象
# 下面链接访问后会有跳转
responses = urlopen("http://www.bing.com") #默认GET方法
print(responses.closed)
with responses:
print(1, type(responses)) # http.client.HTTPResponse类文件对象
print(2,responses.status,responses.reason) #状态
print(3,responses.geturl()) #返回真正的URL
print(4,responses.info()) #headers
print(5,responses.read()[:50]) #读取返回的内容
print(responses.closed)
1. 上例,通过urllib.request.urlopen方法,发起一个HTTP的GET请求,WEB服务器返回了网页内容。响应的数据被封装到类文件对象中,可以通过read方法、readline方法、readlines方法获取数据,status和reason属性表示返回的状态码,info方法返回头信息,等等。
- User-Agent问题
- 上例代码非常精简,即可以获得网站的响应数据。但目前urlopen方法通过url字符串和data发起HTTP的请求。如果想修改HTTP头,例如useragent,就的借助其他方式。
- 原码中构造的useragen如下:
# urllib.request.OpenerDirector
class OpenerDirector:
def __init__(self):
client_version = "Python-urllib/%s" % __version__
self.addheaders = [('User-agent', client_version)]
```
* 当前显示为Python-urlib/3.7
*
- Request类
Request(url,data=None,headers={})
初始化方法,构造一个请求对象。可添加一个header的字典。data参数决定是GET还是POST请求。
obj.add_header(key,val)
为header增加一个键值对。
from urllib.request import Request,urlopen
import random
# 打开一个url返回一个Request请求对象
# url = "https://movie.douban.com/" #注意尾部的斜杠一定要有
url = "http://www.bing.com/"
ua_list = [
"Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/57.0.2987.133 Safari/537.36", # chrome
"Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 6.1; zh-CN) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Version/5.0.1 Safari/537.36", # safafi
"Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64; rv:50.0) Gecko/20100101 Firefox/50.0", # Firefox
"Mozilla/5.0 (compatible; MSIE 9.0; Windows NT 6.1; Trident/5.0)" # IE
]
ua = random.choice(ua_list)
request = Request(url)
request.add_header("User-Agent",ua)
print(type(request))
response = urlopen(request,timeout=20) #request对象或者url都可以
print(type(response))
with response:
print(1,response.status,response.getcode(),response.reason) #状态,getcode本质上就是返回status
print(2,response.geturl()) #返回数据的url。如果重定向,这个url和原始url不一样
# 例如:原始url是http://www.bing.com/,返回http://cn.bing.com/
print(3,response.info()) #返回响应头headers
print(4,response.read()[:50]) #读取返回的内容
print(5,request.get_header("User-agent"))
print(6,request.headers)
print(7,"user-agent".capitalize())
urllib.parse模块
该模块可以完成对url的编解码
- parse.urlencode({key:value}) #对查询字符串进行编码
from urllib import parse
u = parse.urlencode({
"url":"http://www.xdd.com/python",
"p_url":"http://www.xdd.com/python?id=1&name=张三"
})
print(u)
# 运行结果
url=http%3A%2F%2Fwww.xdd.com%2Fpython&p_url=http%3A%2F%2Fwww.xdd.com%2Fpython%3Fid%3D1%26name%3D%E5%BC%A0%E4%B8%89
从运行结果来看冒号、斜杠、&、等号、问号等符号全部被编码了,%之后实际上是单字节十六进制表示的值。
一般来说url中的地址部分,一般不需要使用中文路径,但是参数部分,不管GET还是POST方法,提交的数据中, 可能有斜杆、等号、问号等符号,这样这些字符表示数据,不表示元字符。如果直接发给服务器端,就会导致接收 方无法判断谁是元字符,谁是数据了。为了安全,一般会将数据部分的字符做url编码,这样就不会有歧义了。 后来可以传送中文,同样会做编码,一般先按照字符集的encoding要求转换成字节序列,每一个字节对应的十六 进制字符串前加上百分号即可。
from urllib import parse
u = parse.urlencode({"wd":"中"}) #编码查询字符串
url= "https://www.baidu.com/s?{}".format(u)
print(url)
print("中".encode("utf-8")) # b'xe4\xb8\xad'
print(parse.unquote(u)) #解码
print(parse.unquote(url))
提交方法method
- 常用的HTTP交互数据的方法是GET、POST
- GET方法,数据是通过URL传递的,也就是说数据是在HTTP报文的header部分。
- POST方法,数据是放在HTTP报文的body部分提交的。
- 数据是键值对形式,多个参数质检使用&符号链接。例如a=1&b=abc
GET方法
- 链接
必应
搜索引擎官网,获取一个搜索的URLhttp://cn.bing.com/search?q=神探狄仁杰
from urllib.request import urlopen,Request
from urllib.parse import urlencode
data = urlencode({"q":"神探狄仁杰"})
base_url = "http://cn.bing.com/search"
url = "{}?{}".format(base_url,data)
safafi = "Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 6.1; zh-CN) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Version/5.0.1 Safari/537.36" # safafi
request = Request(url,headers={"User-agent":safafi})
repost = urlopen(request)
with repost:
with open("d:/abc.html","wb") as f:
f.write(repost.read())
print("ok")
POST方法
- http://httpbin.org/测试网站
from urllib.request import Request,urlopen
from urllib.parse import urlencode
import simplejson
request = Request("http://httpbin.org/post")
request.add_header("User-agent","Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 6.1; zh-CN) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Version/5.0.1 Safari/537.36")
data = urlencode({"name":"张三,@=/&","age":"6"})
print(data)
res = urlopen(request,data.encode()) #POST方法,Form提价数据,如果Data的值不是None就使用Post方法,否则Get方法
with res:
j = res.read().decode() #json
print(j)
print("===============================")
print(simplejson.loads(j))
处理JSON数据
- 查看“豆瓣电影”,中的热门电影,通过分析,我们知道这部分内容,是通过AJAX从后台拿到的JSON数据。
- 访问URL是
https://movie.douban.com/j/search_subjects?type=movie&tag=%E7%83%AD%E9%97%A8&page_limit=50&page_start=0
-
%E7%83%AD%E9%97%A8
是utf-8编码的中文"热门" - tag 标签"热门",表示热门电影
- type 数据类型,movie是电影
- page_limit表示返回数据的总数
- page_start 表示数据偏移
- 服务器返回json数据如下:(轮播组件,共50条数据)
from urllib.request import Request,urlopen
from urllib.parse import urlencode
base_url = "https://movie.douban.com/j/search_subjects"
data = urlencode({
"tag":"热门",
"type":"movie",
"page_limit":10,
"page_start":10
})
request = Request(base_url)
# POST方法
repost = urlopen(request,data=data.encode())
with repost:
print(repost._method)
print(repost.read().decode()[:100])
# GET方法
with urlopen("{}?{}".format(base_url,data)) as res:
print(res._method)
print(res.read().decode()[:100])
HTTPS证书忽略
- HTTPS使用SSL安全套层协议,在传输层对网络数据进行加密。HTTPS使用的时候需要证书,而证书需要CA认证。
- CA(Certificate Authority)是数字证书认证中心的简称,是指发放、管理、废除数字证书的机构。
- CA是受信任的第三方,有CA签发的证书具有可信任。如果用户由于信任了CA签发的证书导致的损失,可以追究CA的法律责任。
- CA是层级结构,下级CA信任上级CA,且有上级CA颁发给下级CA证书并认证。
- 一些网站,例如淘宝,使用HTTPS加密数据更加安全。
- 以前旧版本12306网站需要下载证书
from urllib.request import Request,urlopen
# request = Request("http://www.12306.cn/mormhweb/") #可以访问
# request = Request("https://www.baidu.com/") #可以访问
request = Request("https://www.12306.cn/mormhweb/") #旧版本报SSL认证异常
request.add_header(
"User-agent",
"Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 6.1; zh-CN) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Version/5.0.1 Safari/537.36"
)
# ssl.CertificateError: hostname 'www.12306.cn' doesn't match either of ......
with urlopen(request) as res:
print(res._method)
print(res.read())
- 注意:一下说明都是针对旧版本的12306网站,来讲解,现在实在无法找打第二个自己给自己发证书的。
- 通过HTTPS访问12306的时候,失败的原因在于12306的证书未通过CA认证,它是自己生产的证书,不可信。而其它网站访问,如
https://www.baidu.com/
并没有提示的原因,它的证书的发行者受信任,且早就存储在当前系统中。 - 遇到这种问题,解决思路:忽略证书不安全信息
from urllib.request import Request,urlopen
import ssl #导入ssl模块
# request = Request("http://www.12306.cn/mormhweb/") #可以访问
# request = Request("https://www.baidu.com/") #可以访问
request = Request("https://www.12306.cn/mormhweb/") #旧版本报SSL认证异常
request.add_header(
"User-agent",
"Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 6.1; zh-CN) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Version/5.0.1 Safari/537.36"
)
# 忽略不信任的证书
context = ssl._create_unverified_context()
res = urlopen(request,context=context)
# ssl.CertificateError: hostname 'www.12306.cn' doesn't match either of ......
with res:
print(res._method)
print(res.geturl())
print(res.read().decode())
urllib3库
https://urllib3.readthedocs.io/en/latest/ 标准库urlib缺少了一些关键的功能,非标准库的第三方库urllib3提供了,比如说连接池管理。
- 安装
pip install urlib3
import urllib3
from urllib3.response import HTTPResponse
url = "https://movie.douban.com"
ua = "Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 6.1; zh-CN) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Version/5.0.1 Safari/537.36"
# 链接池管理
with urllib3.PoolManager() as http:
response:HTTPResponse = http.request("GET",url,headers={"User-Agent":ua})
print(type(response))
print(response.status,response.reason)
print(response.headers)
print(response.data[:50])
requests库
- requests使用了urllib3,但是API更加友好,推荐使用。
- 安装
pip install requests
import requests
ua = "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/57.0.2987.133 Safari/537.36"
url = "https://movie.douban.com/"
response = requests.request("GET",url,headers={"User-Agent":ua})
with response:
print(type(response))
print(response.url)
print(response.status_code)
print(response.request.headers) #请求头
print(response.headers) #响应头
response.encoding = "utf-8"
print(response.text[:200]) #HTML的内容
with open('d:/movie.html',"w",encoding='utf-8') as f:
f.write(response.text)
- requests默认使用Session对象,是为了多次和服务器端交互中保留会话的信息,例如:cookie。
#直接使用Session
import requests
ua = "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64; rv:50.0) Gecko/20100101 Firefox/50.0"
urls = ["https://www.baidu.com/s?wd=xdd","https://www.baidu.com/s?wd=xdd"]
session = requests.Session()
with session:
for url in urls:
response = session.get(url,headers = {"User-Agent":ua})
# response = requests.request("GET",url,headers={"User-Agent":ua}) #观察两种方式区别
with response:
print(response.request.headers) #请求头
print(response.cookies) #响应的cookie
print(response.text[:20]) #HTML的内容
print("-"*30)
- 使用session访问,第二次带上了cookie