python使用pywinauto驱动微信客户端实现公众号爬虫

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pywinauto简介

pywinauto是一个python的工具，可以用于控制windows的gui程序。详细的文档可以参考这里。

wechatautomator类

自动化微信的代码封装在了类wechatautomator里，完整的代码可以参考这里。这里简要的介绍一下其中的主要方法：

init_window

这个方法完成类的初始化，它的代码为：

    def init_window(self, exe_path=r"c:\program files (x86)\tencent\wechat\wechat.exe",
                    turn_page_interval=3,
                    click_url_interval=1,
                    win_width=1000,
                    win_height=600):
        app = application(backend="uia").connect(path=exe_path)
        self.main_win = app.window(title=u"微信", class_name="wechatmainwndforpc")
        self.main_win.set_focus()
        self.app = app
        self.visible_top = 70
        self.turn_page_interval = turn_page_interval
        self.click_url_interval = click_url_interval
        self.browser = none
        self.win_width = win_width
        self.win_height = win_height
        # 为了让移动窗口，同时使用非uia的backend，这是pywinauto的uia的一个bug
        self.app2 = application().connect(path=exe_path)
        self.move_window()

我们首先来看函数的参数：

• exe_path
  
  • 微信程序的地址
• turn_page_interval
  
  • 抓取翻页时的时间间隔，默认3s
• click_url_interval
  • 在抓取一页的url时的间隔，默认1s
• win_width
  • 设置窗口的宽度
• win_height
  • 设置窗口的高度，如果显示器的分辨率较大，可以设置的更加高一些，从而一页包含的文章数更多一些，从而翻页少一点。注意：一定要保证窗口完全可见，也就是说win_height不能大于实际分辨率的高度！
    

这个函数的主要功能是构建application对象从而通过pywinauto实现控制，这里使用的是uia的backend，然后设置窗口的大小并且把窗口移到最左上角。因为根据so文章，pywinauto 0.6.8存在bug，只能通过win32的backend来移到窗口，所以构造了self.app2然后调用move_window()函数把窗口移到最左上角。

crawl_gongzhonghao

这个函数实现了某个公众号的文章抓取。它的基本控制逻辑如下：

• 首先通过搜索框根据名字搜索公众号并且点击它。
• 对于当前页点击所有的链接并且下载其内容。
• 使用page_down键往下翻页
• 需要判断是否继续抓取
  

第一个是通过locate_user函数实现，后面会介绍。第二个是通过process_page函数实现，后面也会介绍。判断是否继续抓取的逻辑为：

• 如果翻页超过max_pages，则停止抓取
• 如果碰到某个url曾经抓取过，那说明之前的文章都已经抓取过了，则停止抓取
• 如果lastest_date不是none并且一篇文章的发布日期早于它，则停止抓取

所以我们通常会在第一次抓取的时候把max_pages设置的很大(比如100)，然后通过latest_date来抓到指定的日期。而之后的抓取则设置max_pages为较小的值(比如默认的6)，这样只要爬虫在两次抓取之间公众号的更新不超过6页，那么就不会漏掉文章。具体的逻辑可以参考main.py，它会把抓取的文章通过http请求发给server，并且每次抓取的时候从server查询抓取过的文章存放到states这个list里states[i][“url”]就存储了第i篇文章的url。

    def crawl_gongzhonghao(self, account_name, articles, states, detail,
                           max_pages=6, latest_date=none, no_item_retry=3):
        logger.debug(account_name)
        if not self.locate_user(account_name):
            return false
        last_visited_titles = set()
        visited_urls = set()
        self.turn_page_up(min(20, max_pages * 2))

        pagedown_retry = 0
        last_visited_titles = []
        for page in range(0, max_pages):
            items = []
            last_visited_titles = self.process_page(account_name, items, last_visited_titles, states, visited_urls, detail)
            articles.extend(items)

            if len(items) == 0:
                pagedown_retry += 1
                if pagedown_retry >= no_item_retry:
                    s = "break because of retry {}".format(pagedown_retry)
                    logger.debug(s)
                    wechatautomator.add_to_detail(s, detail)
                    break
            else:
                pagedown_retry = 0

            if len(items) > 0 and latest_date is not none:
                html = items[-1][-1]
                pub_date = wechatautomator.get_pubdate(html)
                if pub_date and pub_date < latest_date:
                    s = "stop because {} < {}".format(pub_date, latest_date)
                    logger.debug(s)
                    wechatautomator.add_to_detail(s, detail)
                    break

            url_exist = false
            for item in items:
                if wechatautomator.url_in_states(item[0], states):
                    s = "stop because url exist {}".format(item[0])
                    logger.debug(s)
                    wechatautomator.add_to_detail(s, detail)
                    url_exist = true
                    break
            if url_exist:
                break

            self.click_right()
            self.main_win.type_keys("{pgdn}")
            time.sleep(self.turn_page_interval)

        self.turn_page_up(page * 2)

        return true

locate_user

locate_user函数的控制流程为：

• 找到左上角的搜索框并且点击它获得焦点
• 使用ctrl+a选中可能有的文字(之前的bug?)并且使用后退键删除它们
• 输入公众号名称
• 在弹出的list里点击这个公众号名称从而进入公众号

    def locate_user(self, user, retry=5):
        if not self.main_win:
            raise runtimeerror("you should call init_window first")

        search_btn = self.main_win.child_window(title="搜索", control_type="edit")
        self.click_center(search_btn)

        self.main_win.type_keys("^a")
        self.main_win.type_keys("{backspace}")
        self.main_win.type_keys(user)
        for i in range(retry):
            time.sleep(1)
            try:
                search_list = self.main_win.child_window(title="搜索结果")
                match_result = search_list.child_window(title=user, control_type="listitem")
                self.click_center(match_result)
                return true
            except:
                pass

        return false

这里主要就是通过child_window函数进行定位，关于它的用法这里不介绍。关于怎么定位元素的方法可以使用inspect.exe或者print_control_identifiers函数，具体参考这里。

process_page

这个函数是最主要的抓取代码，它处理当前一页的内容，它的控制流程如下：

• 构建当前页的tree
• 使用recursive_get函数遍历这颗树并且找到每篇文章对应的element
• 遍历每一篇文章
  • 如果文章的名字在上一页出现过，则跳过
  • 获得这篇文章的坐标信息
  • 如果文章不可见(rect.top >= win_rect.bottom or rect.bottom <= self.visible_top)则跳过
  • 计算点击的坐标
  • 点击文章打开新的窗口
  • 在新的窗口中点击【复制链接】按钮
  • 从剪贴板复制链接url
  • 通过url下载文章内容并且parse发布日期
    

逻辑比较简单，但是有一些很trick的地方：

• 微信翻页的实现
  • 微信客户端的翻页和浏览器不同，它的内容是累加的，比如第一页3篇文章，往下翻一页可能变成6篇文章，再翻可能变成9篇。这个时候这9篇文章都是在tree中的，只不过最后3篇的坐标(top和bottom)是空间的。
• 能否点击 一篇文章对应的框(图)可能是部分可见的，甚至它的top非常接近屏幕的最下方，这个时候可能点不了。如下图所示：

与此类似的是右上角的黑色头部(不能滚到并且会遮挡)也有一定空间，如下图所示：

• 点击的位置
  

因为这个框可能很窄(bottom-top很小)并且可能在很靠上或者靠下的位置。所以有如下代码：

    # 计算可见的高度
    visible_height = min(rect.bottom, win_rect.bottom) - max(rect.top, win_rect.top+self.visible_top)
    # 太窄的不点击，希望下次翻页后能显示更多像素从而可以点击，
    # 但是如果微信的某个文章的框的高度小于10个像素，那么这篇文章就无法被点击
    # 不过作者目前为发现这么窄的文章
    if visible_height < 10:
        continue
    
    # 如果某个文章的框太大，则抛出异常，目前为止为发现这样的问题。
    if rect.bottom - rect.top >= win_rect.bottom - self.visible_top:
        raise runtimeerror("{}-{}>={}-{}".format(rect.bottom, rect.top,
                                                 win_rect.bottom, self.visible_top))
    # 如果下部部分可见，那么点击上方是比较”安全“的
    if rect.bottom >= win_rect.bottom:
        click_up = true
    # 如果下部完全可见，则点击下方是”安全“的
    else:
        click_up = false

完整代码如下：

    def process_page(self, account_name, items, lastpage_clicked_titles, states, visited_urls, detail):
        clicked_titles = set()
        text = self.main_win.child_window(title=account_name, control_type="text", found_index=0)
        parent = text
        while parent:
            parent = parent.parent()
            if '会话列表' == parent.element_info.name:
                break
        paths = [0, 2, 0, 0, 0, 1, 0]
        for idx in paths:
            parent = parent.children()[idx]

        elems = []
        self.recursive_get(parent, elems)
        win_rect = self.main_win.rectangle()
        for elem in elems:
            rect = elem.rectangle()

            if elem.element_info.name in lastpage_clicked_titles:
                continue

            if rect.top >= win_rect.bottom or rect.bottom <= self.visible_top:
                continue

            visible_height = min(rect.bottom, win_rect.bottom) - max(rect.top, win_rect.top+self.visible_top)
            if visible_height < 10:
                continue

            if rect.bottom - rect.top >= win_rect.bottom - self.visible_top:
                raise runtimeerror("{}-{}>={}-{}".format(rect.bottom, rect.top,
                                                         win_rect.bottom, self.visible_top))
            if rect.bottom >= win_rect.bottom:
                click_up = true
            else:
                click_up = false
            if self.is_bad_elem(elem):
                s = "not good elem {}".format(elem.element_info.name[0:10])
                logger.debug(s)
                wechatautomator.add_to_detail(s, detail)
                continue

            try:
                self.click_url(rect, win_rect, click_up)
                copy_btn = self.browser.child_window(title="复制链接地址")
                self.click_center(copy_btn, click_main=false)
                url = clipboard.getdata()
                if elem.element_info.name != '图片':
                    clicked_titles.add(elem.element_info.name)
                if url and not url in visited_urls:
                    visited_urls.add(url)
                    html = none
                    try:
                        html = requests.get(url).text
                    except:
                        s = "fail get {}".format(url)
                        logger.debug(s)
                        wechatautomator.add_to_detail(s, detail)

                    items.append((url, rect, elem.element_info.name, html))

            except:
                traceback.print_exc()
                pass
            finally:
                if self.browser:
                    try:
                        self.browser.close()
                    except:
                        pass
                    self.browser = none

            time.sleep(self.click_url_interval)

        return clicked_titles

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