用python爬蟲抓站的一些技巧總結

作者：佚名 2018-01-09 18:06:41

學用python也有3個多月了，用得最多的還是各類爬蟲腳本：寫過抓代理本機驗證的腳本，寫過在discuz論壇中自動登錄自動發(fā)貼的腳本，寫過自動收郵件的腳本，寫過簡單的驗證碼識別的腳本，本來想寫google music的抓取腳本的，結果有了強大的gmbox，也就不用寫了。

這些腳本有一個共性，都是和web相關的，總要用到獲取鏈接的一些方法，再加上simplecd這個半爬蟲半網(wǎng)站的項目，累積不少爬蟲抓站的經(jīng)驗，在此總結一下，那么以后做東西也就不用重復勞動了。

1.最基本的抓站

import urllib2 
 
content = urllib2.urlopen('http://XXXX').read()

2.使用代理服務器

這在某些情況下比較有用，比如IP被封了，或者比如IP訪問的次數(shù)受到限制等等。

import urllib2 
 
proxy_support = urllib2.ProxyHandler({'http':'http://XX.XX.XX.XX:XXXX'}) 
 
opener = urllib2.build_opener(proxy_support, urllib2.HTTPHandler) 
 
urllib2.install_opener(opener) 
 
content = urllib2.urlopen('http://XXXX').read()

3.需要登錄的情況

登錄的情況比較麻煩我把問題拆分一下：

3.1 cookie的處理

import urllib2, cookielib 
 
cookie_support= urllib2.HTTPCookieProcessor(cookielib.CookieJar()) 
 
opener = urllib2.build_opener(cookie_support, urllib2.HTTPHandler) 
 
urllib2.install_opener(opener) 
 
content = urllib2.urlopen('http://XXXX').read()

是的沒錯，如果想同時用代理和cookie，那就加入proxy_support然后operner改為

opener = urllib2.build_opener(proxy_support, cookie_support, urllib2.HTTPHandler)

3.2 表單的處理

登錄必要填表，表單怎么填？首先利用工具截取所要填表的內容。

比如我一般用firefox+httpfox插件來看看自己到底發(fā)送了些什么包

這個我就舉個例子好了，以verycd為例，先找到自己發(fā)的POST請求，以及POST表單項：

可以看到verycd的話需要填username,password,continueURI,fk,login_submit這幾項，其中fk是隨機生成的（其實不太隨機，看上去像是把epoch時間經(jīng)過簡單的編碼生成的），需要從網(wǎng)頁獲取，也就是說得先訪問一次網(wǎng)頁，用正則表達式等工具截取返回數(shù)據(jù)中的fk項。continueURI顧名思義可以隨便寫，login_submit是固定的，這從源碼可以看出。還有username，password那就很顯然了。

好的，有了要填寫的數(shù)據(jù)，我們就要生成postdata

import urllib 
 
postdata=urllib.urlencode({ 
 
    'username':'XXXXX', 
 
    'password':'XXXXX', 
 
    'continueURI':'http://www.verycd.com/', 
 
    'fk':fk, 
 
    'login_submit':'登錄' 
 
})

然后生成http請求，再發(fā)送請求：

req = urllib2.Request( 
 
 
 
    url = 'http://secure.verycd.com/signin/*/http://www.verycd.com/', 
 
    data = postdata 
 
) 
 
result = urllib2.urlopen(req).read()

3.3 偽裝成瀏覽器訪問

某些網(wǎng)站反感爬蟲的到訪，于是對爬蟲一律拒絕請求。這時候我們需要偽裝成瀏覽器，這可以通過修改http包中的header來實現(xiàn)：

headers = { 
 
    'User-Agent':'Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 6.1; en-US; rv:1.9.1.6) Gecko/20091201 Firefox/3.5.6' 
 
} 
 
req = urllib2.Request( 
 
    url = 'http://secure.verycd.com/signin/*/http://www.verycd.com/', 
 
    data = postdata, 
 
    headers = headers 
 
)

3.4 反”反盜鏈”

某些站點有所謂的反盜鏈設置，其實說穿了很簡單，就是檢查你發(fā)送請求的header里面，referer站點是不是他自己，所以我們只需要像3.3一樣，把headers的referer改成該網(wǎng)站即可，以黑幕著稱地cnbeta為例：

headers = { 
 
    'Referer':'http://www.cnbeta.com/articles' 
 
}

headers是一個dict數(shù)據(jù)結構，你可以放入任何想要的header，來做一些偽裝。例如，有些自作聰明的網(wǎng)站總喜歡窺人隱私，別人通過代理訪問，他偏偏要讀取header中的X-Forwarded-For來看看人家的真實IP，沒話說，那就直接把X-Forwarde-For改了吧，可以改成隨便什么好玩的東東來欺負欺負他，呵呵。

3.5 終極絕招

有時候即使做了3.1-3.4，訪問還是會被據(jù)，那么沒辦法，老老實實把httpfox中看到的headers全都寫上，那一般也就行了。再不行，那就只能用終極絕招了，selenium直接控制瀏覽器來進行訪問，只要瀏覽器可以做到的，那么它也可以做到。類似的還有pamie，watir，等等等等。

4.多線程并發(fā)抓取

單線程太慢的話，就需要多線程了，這里給個簡單的線程池模板這個程序只是簡單地打印了1-10，但是可以看出是并發(fā)地。

from threading import Thread 
 
from Queue import Queue 
 
from time import sleep 
 
#q是任務隊列 
 
#NUM是并發(fā)線程總數(shù) 
 
#JOBS是有多少任務 
 
q = Queue() 
 
NUM = 2 
 
JOBS = 10 
 
#具體的處理函數(shù)，負責處理單個任務 
 
def do_somthing_using(arguments): 
 
    print arguments 
 
#這個是工作進程，負責不斷從隊列取數(shù)據(jù)并處理 
 
def working(): 
 
    while True: 
 
        arguments = q.get() 
 
        do_somthing_using(arguments) 
 
        sleep(1) 
 
        q.task_done() 
 
#fork NUM個線程等待隊列 
 
for i in range(NUM): 
 
    t = Thread(target=working) 
 
    t.setDaemon(True) 
 
    t.start() 
 
#把JOBS排入隊列 
 
for i in range(JOBS): 
 
    q.put(i) 
 
#等待所有JOBS完成 
 
q.join()

5.驗證碼的處理

碰到驗證碼咋辦？這里分兩種情況處理：

google那種驗證碼，涼拌
簡單的驗證碼：字符個數(shù)有限，只使用了簡單的平移或旋轉加噪音而沒有扭曲的，這種還是有可能可以處理的，一般思路是旋轉的轉回來，噪音去掉，然后劃分單個字符，劃分好了以后再通過特征提取的方法(例如PCA)降維并生成特征庫，然后把驗證碼和特征庫進行比較。這個比較復雜，一篇博文是說不完的，這里就不展開了，具體做法請弄本相關教科書好好研究一下。
事實上有些驗證碼還是很弱的，這里就不點名了，反正我通過2的方法提取過準確度非常高的驗證碼，所以2事實上是可行的。

6 gzip/deflate支持

現(xiàn)在的網(wǎng)頁普遍支持gzip壓縮，這往往可以解決大量傳輸時間，以VeryCD的主頁為例，未壓縮版本247K，壓縮了以后45K，為原來的1/5。這就意味著抓取速度會快5倍。

然而python的urllib/urllib2默認都不支持壓縮，要返回壓縮格式，必須在request的header里面寫明’accept-encoding’，然后讀取response后更要檢查header查看是否有’content-encoding’一項來判斷是否需要解碼，很繁瑣瑣碎。如何讓urllib2自動支持gzip, defalte呢？

其實可以繼承BaseHanlder類，然后build_opener的方式來處理：

import urllib2 
 
from gzip import GzipFile 
 
from StringIO import StringIO 
 
class ContentEncodingProcessor(urllib2.BaseHandler): 
 
  """A handler to add gzip capabilities to urllib2 requests """ 
 
  
 
  # add headers to requests 
 
  def http_request(self, req): 
 
    req.add_header("Accept-Encoding", "gzip, deflate") 
 
    return req 
 
  
 
  # decode 
 
  def http_response(self, req, resp): 
 
    old_resp = resp 
 
    # gzip 
 
    if resp.headers.get("content-encoding") == "gzip": 
 
        gz = GzipFile( 
 
                    fileobj=StringIO(resp.read()), 
 
                    mode="r" 
 
                  ) 
 
        resp = urllib2.addinfourl(gz, old_resp.headers, old_resp.url, old_resp.code) 
 
        resp.msg = old_resp.msg 
 
    # deflate 
 
    if resp.headers.get("content-encoding") == "deflate": 
 
        gz = StringIO( deflate(resp.read()) ) 
 
        resp = urllib2.addinfourl(gz, old_resp.headers, old_resp.url, old_resp.code)  # 'class to add info() and 
 
        resp.msg = old_resp.msg 
 
    return resp 
 
  
 
# deflate support 
 
import zlib 
 
def deflate(data):   # zlib only provides the zlib compress format, not the deflate format; 
 
  try:               # so on top of all there's this workaround: 
 
    return zlib.decompress(data, -zlib.MAX_WBITS) 
 
  except zlib.error: 
 
    return zlib.decompress(data)

然后就簡單了，

encoding_support = ContentEncodingProcessor 
 
opener = urllib2.build_opener( encoding_support, urllib2.HTTPHandler ) 
 
  
 
#直接用opener打開網(wǎng)頁，如果服務器支持gzip/defalte則自動解壓縮 
 
content = opener.open(url).read()

7. 更方便地多線程

總結一文的確提及了一個簡單的多線程模板，但是那個東東真正應用到程序里面去只會讓程序變得支離破碎，不堪入目。在怎么更方便地進行多線程方面我也動了一番腦筋。先想想怎么進行多線程調用最方便呢？

1、用twisted進行異步I/O抓取

事實上更高效的抓取并非一定要用多線程，也可以使用異步I/O法：直接用twisted的getPage方法，然后分別加上異步I/O結束時的callback和errback方法即可。例如可以這么干：

from twisted.web.client import getPage 
 
from twisted.internet import reactor  
 
links = [ 'http://www.verycd.com/topics/%d/'%i for i in range(5420,5430) ]  
 
def parse_page(data,url): 
 
    print len(data),url  
 
def fetch_error(error,url): 
 
    print error.getErrorMessage(),url  
 
# 批量抓取鏈接 
 
for url in links: 
 
    getPage(url,timeout=5) \ 
 
        .addCallback(parse_page,url) \ #成功則調用parse_page方法 
 
        .addErrback(fetch_error,url)     #失敗則調用fetch_error方法 
 
  
 
reactor.callLater(5, reactor.stop) #5秒鐘后通知reactor結束程序 
 
reactor.run()

twisted人如其名，寫的代碼實在是太扭曲了，非正常人所能接受，雖然這個簡單的例子看上去還好；每次寫twisted的程序整個人都扭曲了，累得不得了，文檔等于沒有，必須得看源碼才知道怎么整，唉不提了。

如果要支持gzip/deflate，甚至做一些登陸的擴展，就得為twisted寫個新的HTTPClientFactory類諸如此類，我這眉頭真是大皺，遂放棄。有毅力者請自行嘗試。

這篇講怎么用twisted來進行批量網(wǎng)址處理的文章不錯，由淺入深，深入淺出，可以一看。

2、設計一個簡單的多線程抓取類

還是覺得在urllib之類python“本土”的東東里面折騰起來更舒服。試想一下，如果有個Fetcher類，你可以這么調用

f = Fetcher(threads=10) #設定下載線程數(shù)為10 
 
for url in urls: 
 
    f.push(url)  #把所有url推入下載隊列 
 
while f.taskleft(): #若還有未完成下載的線程 
 
    content = f.pop()  #從下載完成隊列中取出結果 
 
    do_with(content) # 處理content內容

這么個多線程調用簡單明了，那么就這么設計吧，首先要有兩個隊列，用Queue搞定，多線程的基本架構也和“技巧總結”一文類似，push方法和pop方法都比較好處理，都是直接用Queue的方法，taskleft則是如果有“正在運行的任務”或者”隊列中的任務”則為是，也好辦，于是代碼如下：

import urllib2 
 
from threading import Thread,Lock 
 
from Queue import Queue 
 
import time 
 
  
 
class Fetcher: 
 
    def __init__(self,threads): 
 
        self.opener = urllib2.build_opener(urllib2.HTTPHandler) 
 
        self.lock = Lock() #線程鎖 
 
        self.q_req = Queue() #任務隊列 
 
        self.q_ans = Queue() #完成隊列 
 
        self.threads = threads 
 
        for i in range(threads): 
 
            t = Thread(target=self.threadget) 
 
            t.setDaemon(True) 
 
            t.start() 
 
        self.running = 0 
 
  
 
    def __del__(self): #解構時需等待兩個隊列完成 
 
        time.sleep(0.5) 
 
        self.q_req.join() 
 
        self.q_ans.join() 
 
  
 
    def taskleft(self): 
 
        return self.q_req.qsize()+self.q_ans.qsize()+self.running 
 
  
 
    def push(self,req): 
 
        self.q_req.put(req) 
 
  
 
    def pop(self): 
 
        return self.q_ans.get() 
 
  
 
    def threadget(self): 
 
        while True: 
 
            req = self.q_req.get() 
 
            with self.lock: #要保證該操作的原子性，進入critical area 
 
                self.running += 1 
 
            try: 
 
                ans = self.opener.open(req).read() 
 
            except Exception, what: 
 
                ans = '' 
 
                print what 
 
            self.q_ans.put((req,ans)) 
 
            with self.lock: 
 
                self.running -= 1 
 
            self.q_req.task_done() 
 
            time.sleep(0.1) # don't spam 
 
  
 
if __name__ == "__main__": 
 
    links = [ 'http://www.verycd.com/topics/%d/'%i for i in range(5420,5430) ] 
 
    f = Fetcher(threads=10) 
 
    for url in links: 
 
        f.push(url) 
 
    while f.taskleft(): 
 
        url,content = f.pop() 
 
        print url,len(content)

8. 一些瑣碎的經(jīng)驗

1、連接池：

opener.open和urllib2.urlopen一樣，都會新建一個http請求。通常情況下這不是什么問題，因為線性環(huán)境下，一秒鐘可能也就新生成一個請求；然而在多線程環(huán)境下，每秒鐘可以是幾十上百個請求，這么干只要幾分鐘，正常的有理智的服務器一定會封禁你的。

然而在正常的html請求時，保持同時和服務器幾十個連接又是很正常的一件事，所以完全可以手動維護一個HttpConnection的池，然后每次抓取時從連接池里面選連接進行連接即可。

這里有一個取巧的方法，就是利用squid做代理服務器來進行抓取，則squid會自動為你維護連接池，還附帶數(shù)據(jù)緩存功能，而且squid本來就是我每個服務器上面必裝的東東，何必再自找麻煩寫連接池呢。

2、設定線程的棧大小

棧大小的設定將非常顯著地影響python的內存占用，python多線程不設置這個值會導致程序占用大量內存，這對openvz的vps來說非常致命。stack_size必須大于32768，實際上應該總要32768*2以上

from threading import stack_size 
 
stack_size(32768*16)

3、設置失敗后自動重試

def get(self,req,retries=3): 
 
        try: 
 
            response = self.opener.open(req) 
 
            data = response.read() 
 
        except Exception , what: 
 
            print what,req 
 
            if retries&gt;0: 
 
                return self.get(req,retries-1) 
 
            else: 
 
                print 'GET Failed',req 
 
                return '' 
 
        return data

4、設置超時

import socket 
 
    socket.setdefaulttimeout(10) #設置10秒后連接超時

5、登陸

登陸更加簡化了，首先build_opener中要加入cookie支持，參考“總結”一文；如要登陸VeryCD，給Fetcher新增一個空方法login，并在init()中調用，然后繼承Fetcher類并override login方法：

def login(self,username,password): 
 
    import urllib 
 
    data=urllib.urlencode({'username':username, 
 
                           'password':password, 
 
                           'continue':'http://www.verycd.com/', 
 
                           'login_submit':u'登錄'.encode('utf-8'), 
 
                           'save_cookie':1,}) 
 
    url = 'http://www.verycd.com/signin' 
 
    self.opener.open(url,data).read()

于是在Fetcher初始化時便會自動登錄VeryCD網(wǎng)站。

9. 總結

如此，把上述所有小技巧都糅合起來就和我目前的私藏最終版的Fetcher類相差不遠了，它支持多線程，gzip/deflate壓縮，超時設置，自動重試，設置棧大小，自動登錄等功能；代碼簡單，使用方便，性能也不俗，可謂居家旅行，殺人放火，咳咳，之必備工具。

之所以說和最終版差得不遠，是因為最終版還有一個保留功能“馬甲術”：多代理自動選擇。看起來好像僅僅是一個random.choice的區(qū)別，其實包含了代理獲取，代理驗證，代理測速等諸多環(huán)節(jié)，這就是另一個故事了。

參考

http://obmem.info/?p=476
http://obmem.info/?p=753

責任編輯：龐桂玉來源： Python開發(fā)者

Python 爬蟲技巧