Python3开发网络爬虫（3）

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上一次我自学爬虫的时候, 写了一个简陋的勉强能运行的爬虫alpha. alpha版有很多问题. 比如一个网站上不了, 爬虫却一直在等待连接返回response, 不知道超时跳过; 或者有的网站专门拦截爬虫程序, 我们的爬虫也不会伪装自己成为浏览器正规部队; 并且抓取的内容没有保存到本地, 没有什么作用. 这次我们一个个解决这些小问题.

此外, 在我写这系列文章的第二篇的时候, 我还是一个对http的get和post以及response这些名词一无所知的人, 但是我觉得这样是写不好爬虫的. 于是我参考了 <<计算机网络–自顶向下方法>> 这本书的第二章的大部分内容. 如果你也一样对http的机制一无所知, 我也推荐你找一找这方面的资料来看. 在看的过程中, 安装一个叫做Fiddler的软件, 边学边实践, 观察浏览器是如何访问一个网站的, 如何发出请求, 如何处理响应, 如何进行跳转, 甚至如何通过登录认证. 有句老话说得好, 越会用Fiddler, 就对理论理解更深刻; 越对理论理解深刻, Fiddler就用得越顺手. 最后我们在用爬虫去做各种各样的事情的时候, Fiddler总是最得力的助手之一.

添加超时跳过功能

首先, 我简单地将

urlop = urllib.request.urlopen(url)

改为

urlop = urllib.request.urlopen(url, timeout = 2)

运行后发现, 当发生超时, 程序因为exception中断. 于是我把这一句也放在try .. except 结构里, 问题解决.

支持自动跳转

在爬 http://baidu.com 的时候, 爬回来一个没有什么内容的东西, 这个东西告诉我们应该跳转到 http://www.baidu.com . 但是我们的爬虫并不支持自动跳转, 现在我们来加上这个功能, 让爬虫在爬 baidu.com 的时候能够抓取 www.baidu.com 的内容.

首先我们要知道爬 http://baidu.com 的时候他返回的页面是怎么样的, 这个我们既可以用 Fiddler 看, 也可以写一个小爬虫来抓取. 这里我抓到的内容如下, 你也应该尝试一下写几行 python 来抓一抓.

<html>
<meta http-equiv=”refresh” content=”0;url=http://www.baidu.com/”>
</html>

看代码我们知道这是一个利用 html 的 meta 来刷新与重定向的代码, 其中的0是等待0秒后跳转, 也就是立即跳转. 这样我们再像上一次说的那样用一个正则表达式把这个url提取出来就可以爬到正确的地方去了. 其实我们上一次写的爬虫已经可以具有这个功能, 这里只是单独拿出来说明一下 http 的 meta 跳转.

伪装浏览器正规军

前面几个小内容都写的比较少. 现在详细研究一下如何让网站们把我们的Python爬虫当成正规的浏览器来访. 因为如果不这么伪装自己, 有的网站就爬不回来了. 如果看过理论方面的知识, 就知道我们是要在 GET 的时候将 User-Agent 添加到header里.

如果没有看过理论知识, 按照以下关键字搜索学习吧 :D

HTTP 报文分两种: 请求报文和响应报文
请求报文的请求行与首部行
GET, POST, HEAD, PUT, DELETE 方法

我用 IE 浏览器访问百度首页的时候, 浏览器发出去的请求报文如下:

GET http://www.baidu.com/ HTTP/1.1
Accept: text/html, application/xhtml+xml, */*
Accept-Language: en-US,en;q=0.8,zh-Hans-CN;q=0.5,zh-Hans;q=0.3
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.3; WOW64; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko
Accept-Encoding: gzip, deflate
Host: www.baidu.com
DNT: 1
Connection: Keep-Alive
Cookie: BAIDUID=57F4D171573A6B88A68789EF5DDFE87:FG=1; uc_login_unique=ccba6e8d978872d57c7654130e714abd; BD_UPN=11263145; BD

然后百度收到这个消息后, 返回给我的的响应报文如下(有删节):

HTTP/1.1 200 OK
Date: Mon, 29 Sep 2014 13:07:01 GMT
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Connection: Keep-Alive
Vary: Accept-Encoding
Cache-Control: private
Cxy_all: baidu+8b13ba5a7289a37fb380e0324ad688e7
Expires: Mon, 29 Sep 2014 13:06:21 GMT
X-Powered-By: HPHP
Server: BWS/1.1
BDPAGETYPE: 1
BDQID: 0x8d15bb610001fe79
BDUSERID: 0
Set-Cookie: BDSVRTM=0; path=/
Set-Cookie: BD_HOME=0; path=/
Content-Length: 80137

<!DOCTYPE html><!–STATUS OK–><html><head><meta http-equiv=”content-type” content=”text/html;charset=utf-8″><meta http-equiv=”X-UA-Compatible” content=”IE=Edge”><link rel=”dns-prefetch” href=”//s1.bdstatic.com”/><link rel=”dns-prefetch” href=”//t1.baidu.com”/><link rel=”dns-prefetch” href=”//t2.baidu.com”/><link rel=”dns-prefetch” href=”//t3.baidu.com”/><link rel=”dns-prefetch” href=”//t10.baidu.com”/><link rel=”dns-prefetch” href=”//t11.baidu.com”/><link rel=”dns-prefetch” href=”//t12.baidu.com”/><link rel=”dns-prefetch” href=”//b1.bdstatic.com”/><title>百度一下，你就知道</title>< style index=”index” > ……….这里省略两万字……………. </script></body></html>

如果能够看懂这段话的第一句就OK了, 别的可以以后再配合 Fiddler 慢慢研究. 所以我们要做的就是在 Python 爬虫向百度发起请求的时候, 顺便在请求里面写上 User-Agent, 表明自己是浏览器君.

在 GET 的时候添加 header 有很多方法, 下面介绍两种方法.

第一种方法比较简便直接, 但是不好扩展功能, 代码如下:

import urllib.request
 
url = 'http://www.baidu.com/'
req = urllib.request.Request(url, headers = {
    'Connection': 'Keep-Alive',
    'Accept': 'text/html, application/xhtml+xml, */*',
    'Accept-Language': 'en-US,en;q=0.8,zh-Hans-CN;q=0.5,zh-Hans;q=0.3',
    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.3; WOW64; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko'
})
oper = urllib.request.urlopen(req)
data = oper.read()
print(data.decode())

第二种方法使用了 build_opener 这个方法, 用来自定义 opener, 这种方法的好处是可以方便的拓展功能, 例如下面的代码就拓展了自动处理 Cookies 的功能.

import urllib.request
import http.cookiejar
 
# head: dict of header
def makeMyOpener(head = {
    'Connection': 'Keep-Alive',
    'Accept': 'text/html, application/xhtml+xml, */*',
    'Accept-Language': 'en-US,en;q=0.8,zh-Hans-CN;q=0.5,zh-Hans;q=0.3',
    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.3; WOW64; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko'
}):
    cj = http.cookiejar.CookieJar()
    opener = urllib.request.build_opener(urllib.request.HTTPCookieProcessor(cj))
    header = []
    for key, value in head.items():
        elem = (key, value)
        header.append(elem)
    opener.addheaders = header
    return opener
 
oper = makeMyOpener()
uop = oper.open('http://www.baidu.com/', timeout = 1000)
data = uop.read()
print(data.decode())

上述代码运行后通过 Fiddler 抓到的 GET 报文如下所示:

GET http://www.baidu.com/ HTTP/1.1
Accept-Encoding: identity
Connection: close
Host: www.baidu.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.3; WOW64; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko
Accept: text/html, application/xhtml+xml, */*
Accept-Language: en-US,en;q=0.8,zh-Hans-CN;q=0.5,zh-Hans;q=0.3

可见我们在代码里写的东西都添加到请求报文里面了.

保存抓回来的报文

顺便说说文件操作. Python 的文件操作还是相当方便的. 我们可以讲抓回来的数据 data 以二进制形式保存, 也可以经过 decode() 处理成为字符串后以文本形式保存. 改动一下打开文件的方式就能用不同的姿势保存文件了. 下面是参考代码:

def saveFile(data):
    save_path = 'D:\\temp.out'
    f_obj = open(save_path, 'wb') # wb 表示打开方式
    f_obj.write(data)
    f_obj.close()
 
# 这里省略爬虫代码
# ...
 
# 爬到的数据放到 dat 变量里
# 将 dat 变量保存到 D 盘下
saveFile(dat)

下回我们会用 Python 来爬那些需要登录之后才能看到的信息. 在那之前, 我已经对 Fiddler 稍微熟悉了. 希望一起学习的也提前安装个 Fiddler 玩一下.

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