从0开始基于python3用scrapy爬取数据
写在开头:
博主刚开始爬取数据的时候选中的kanzhun网,结果被封了ip -_- 。查看了kanzhun网的robots协议(http://www.kanzhun.com/robots.txt),发现它们非常严格,就是这个不让爬那个也不让爬。于是想起了参加儿博会的时候被安利的一个母婴电商app,一看他们连robots协议都没有,想必是程序员都去赶功能去了,应该是我们都喜闻乐见的网站。于是进去看了看...一共采集到了3000多个商品,发现大部分都是0-100元这个区间,还是挺亲民的价格,想了解
的可以联系我:)
摘要:
本文主要介绍0基础从python3的安装到使用scrapy框架抓取某母婴电商的数据并简单分析。主要包括以下内容:
第一爬:官网
第一次爬取数据强烈推荐内网系统,免得一个代理问题就让激情退却了:
安装python3
下载地址:https://www.python.org/downloads/
查看安装版本以验证安装成功:
$:python -V
注意:
1)python3和python2的差别非常大,大家在google的时候要看清楚是针对python2还是python3的。
比如在python2中,print是这样的
print "hello world"
而在python3中,print是函数要加上括号,变成了:
print("hello world")
2) python有很多多多多的库,可以通过pip install命令下载,例如下载我们前面画的那个柱状图的库:
pip install matplotlib
在python2.7和python3.6之后,pip已经集成到python安装包里面了,不用再单独下载。
3)如果是Mac用户,系统已经自带了python2.7,博主不敢随便升级,于是另外安装了python3。并不像网上很多老帖子写的需要装environment来切换两个python版本(猜测是针对windows用户的)。系统自带的python用python启动,而python3用命令python3启动,pip也是一样,有pip命令和pip3命令。就像是两个应用一样非常方便。
Zhuos-MacBook-Pro:demo jo$ python -V Python 2.7.13 Zhuos-MacBook-Pro:demo jo$ python3 -V Python 3.6.1
Windows用户如果要装两个版本...装好了来跟博主share下经验教训。
4)本文之后所有的代码示例都是基于python3的。
编辑器安装:
推荐使用pycharm,地址: https://www.jetbrains.com/pycharm/download/
爬取官网:
第一个爬虫代码,我们暂时不考虑url的相对路径问题,也不考虑公司代理问题等...下面的代码应该是最简单的了,再简单就是伪代码了。
import re import urllib import urllib.request from collections import deque url = "http://www.you_compay_home_page.com" queue = deque() visited = set() total_count = 1 queue.append(url) while queue: url = queue.popleft() visited |= {url} print("正在抓取第 " + str(total_count) + " 个, " + url) total_count += 1 urllop = urllib.request.urlopen(url, timeout=1) if "html" not in urllop.getheader('Content-Type'): print(urllop + " 不是html页面,忽略!") continue try: data = urllop.read().decode("utf-8") except Exception as e: print(e) continue count_per_page = 0 linkre = re.compile('href="(.+?)"') for x in linkre.findall(data): if 'https://www.you_compay_home_page.com/' in x and x not in visited: count_per_page += 1 queue.append(x) #注意调试的时候注释本行,以免对服务器造成压力 print("加入待爬页面:" + x) print("本页面共加入待爬页面:" + str(count_per_page))
解释:
line1~4:
导入我们需要的依赖库:re是正则表达式,顾名思义urllib与urllib.request是针对url,deque是针对队列的.
line6~11:
url:爬虫的入口;queue:存放要爬取的页面;visited:存放已经爬取过的页面,防止重复爬取。
1)url,queue,visited,total_count都是对象引用。
2) python不用像java一样需要定义引用的类型,每个引用都知道自己指向的是什么类型的对象。
3) python中没有原子数据类型,都是对象,例如line17,total_count也是一个int型的对象。
line13:有没花括号了,取而代之的是冒号+缩进,例如if, while, try...
line18: urlopen这个方法只有一个url是必填参数,timeout是有默认值的参数,但是我们传入了自定义的值。
urllop = urllib.request.urlopen(url, timeout=1)
看看这个方法的定义:
def urlopen(url, data=None, timeout=socket._GLOBAL_DEFAULT_TIMEOUT, *, cafile=None, capath=None, cadefault=False, context=None):第一个url是必填参数,后面的data,timeout,cafile等是默认参数。我们调用该方法的时候,只提供了必选参数url和默认参数timeout。
必选参数:url
默认参数:data, timeout
可变参数:无。 例如C中的数组指针*pointer,指向一个数组或元祖(元祖,既不可变的数组)。
命名关键字参数:cafile,capath,cadefault,context。 *,标志其后的参数是命名关键字参数,既只能指定参数名为cafile,capath,cadefault,context的参数。
关键字参数:无。**pointer,类似于C中传入一个二维指针,指向一个dict,包含了一组key-value对。
关于python的参数,Read More:http://blog.csdn.net/downing114/article/details/70257602?locationNum=2&fps=1
line29~35:通过正则表达式找到该页面包含的其他链接,加入到queue中等待被访问。
编写我们的pattern:href="(.+?)",用这个pattern匹配读取到的网页数据data,匹配上的数据按照括号分组,linkre.findall(data)将返回分组数据,这里即为该页面中的其他链接。
第二爬:内网看板
看板系统需要登录,我们需要安装抓包的工具查看登录时发送给服务器的报文,让爬虫也能依样画葫芦的去登录。
抓包工具:Mac上我使用的是Charles试用版,Windwos上推荐Fiddler。
通过抓包工具我们可以看到发送到服务器的有4个field,用户名和密码都是自己录入的,另外两个字段应该是页面自己生成的,进一步查看页面,我们可以看到这两个字段在页面上的位置,通过正则表达式让爬虫看到token的值,以便后续和用户名,密码一起发送给服务器。
Tips: 对chrom和firefox,通过:
Windows:control+shift+i
Mac:command+option+i
打开开发者工具,切到Elements tab,就可以通过指到页面的元素,方便快捷的看到这个元素对应的html代码了。
Okay,我们想好了方法,就可以用手写伪装成浏览器获取token的代码了:
import re import urllib import urllib.request import http.cookiejar from collections import deque print("\n\n*************** Step 1: visit index page and get the token generated in server side ******************") url = "http://gitlab.your_company_addr.com/users/sign_in" header = { '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', 'Host': 'www.zhihu.com', 'DNT': '1' # 'Cookie': '_gitlab_session=f00c50db7dc2c83989419079760e5786' } def getToken(data): cer = re.compile('name=\"authenticity_token\" value=\"(.+?)\"') strlist = cer.findall(data) return strlist[0] def getOpener(head): # deal with the Cookies cj = 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 opener = getOpener(header) op = opener.open(url) data = op.read().decode("utf-8") token = getToken(data) print(token)
line9~17: 设置header的内容。我们这里构造的header在python中是一种dict数据结构。dict类似于java的map。存储key-value对。
line20~23: 编写获取页面token的方法,入参是网页内容,出参是通过正则表达式提取到的token。
line26~35: 编写方法获取包含了header的opener,之后我们都通过opener伪装成浏览器来打开网页。
line26~35: 调用方法获取opener,打开网页,读取到了数据后用utf-8编码,然后再调用getToken方法从编码后的数据中提取到token。
Tips: 使用什么字符集对获取到的网页数据编码呢? 直接查看网页的head即可。Scrapy框架获取到页面不需要指定字符集,因为它对http报文解析得到了编码字符集。
<meta charset="utf-8">
print("\n\n*************** Step 2: login the server with username, password and token generated before **********") url = "http://gitlab.your_company_addr.com/users/auth/ldapmain/callback" postDict = { 'utf8': '✓', 'username': 'zhuoyp001', 'password': '********', 'authenticity_token': token } postData = urllib.parse.urlencode(postDict) postData = postData.encode('utf-8') res = opener.open(url, postData) print(res.status, res.reason) if (res.status != 200): print("login failed") exit() print('login successfully!')line3~line8:构造http post方法要post的数据。这也是一个dict数据结构,在提交给服务器前,需要进行url encode一下。
print("\n\n*************** Step 3: begin scraping... **********") baseUrl = "http://gitlab.your_company_addr.com/explore/projects" project_queue = deque() visited = set() current_page = 1 page_amount = 3 url = baseUrl while current_page <= page_amount: url = baseUrl + "?page=" + str(current_page) print("正在抓取第 " + str(current_page) + " 页, " + url) try: urllop = opener.open(url, timeout=1000) data = urllop.read().decode("utf-8") except: print("error") continue linkre = re.compile('<a class="project" .*href="(/.+?)"') # match projects for x in linkre.findall(data): project_queue.append(x) print("加入待爬页面:" + x) current_page += 1 url = baseUrl + "?page=" + str(current_page)
line2: 第一个示例爬取主页中,我们从官网主页入手,找到了link就继续爬。而在本例中,我们已经知道了要爬的网站的结构,可以通过一个固定的baseUrl加上页码获得每个列表页面地址,再访问并解析每个列表页面,获得这个列表页面包含的project详细页面的地址,再将详细页面地址存在内存等待爬取。
line3~7:跟第一个示例一样,project_queue是要爬的页面,visited是已经访问过的页面,current_page是当前页面,page_amount是通过正则表达式获得的总页面页数。(这里省略了正则取总页数的代码,直接设置为line13: 获取到一个列表页面
line17:在这个列表页面,凡是class定义为class的a标签,都是指向一个project,我们将这个project的地址放入project_queue中等待爬取。
通过解析完所有的列表页面,就将所有的project的地址放入了project_queue了,接下来就是逐个访问project_queue中的页面,将我们需要的信息提取出来:
print("\n\n*************** Step 4: visit each project and aggregate data") class Issue: def __init__(self, project=None, open=0, closed=0): self.project = project self.open = open self.closed = closed projects_found = 0 project_list = [] while project_queue: project = project_queue.popleft() project_url = "http://gitlab.your_company_addr.com" + project + "/issues" try: project = str(project).rsplit(sep="/", maxsplit=1)[-1] issue = Issue(project) project_page = opener.open(project_url, timeout=1000) data = project_page.read().decode("utf-8") openre = re.compile('<span>Open</span>.*<span class="badge">(.+?)</span>') for openNum in openre.findall(data): projects_found += 1 issue.open = int(openNum) #省略对其他字段的提取 project_list.append(issue) except: print("error page: " + project_url) traceback.print_exc() continue
line4~8:定义了一个Issue类,包括project的名字,以及project open的issue个数,closed的issue个数.
self:只要是类的成员方法,第一个参数都是self,调用这个方法的当前的对象,相当于java的this。
__init__:python中的构造方法。
line12:python中空的字符串、空集合、0,在取他们的bool量的时候,默认都是false。
line13~14:从project_queue中获取到一个项目地址的相对路径,构造这个project的issue地址。
line18~24:从project issue页面获取到数据,通过解析得到我们想要的数据,封装到issue对象中。
line26:将每个issue加入到list中。最终我们要分析和制图的入参即是这个list。
最后我们得到一共多少个项目,其中每个项目的open的issue有多少个,closed的issue有多少个。那么我们可以进行图表展示了。先上一个画出来的示例图看看:
print("\n\n*************** Step 5: analyze data and write pic") project_names = [] project_open = [] project_closed = [] N = 0 for i in range(len(project_list)): if project_list[i].all > 0: project_names.append(project_list[i].project) project_open.append(project_list[i].open) project_closed.append(project_list[i].closed) N += 1 names = tuple(project_names) open = tuple(project_open) closed = tuple(project_closed) ind = np.arange(N) # the x locations for the groups width = 0.65 # the width of the bars: can also be len(x) sequence p1 = plt.bar(ind, open, width, color='#d62728') p2 = plt.bar(ind, closed, width, bottom=open) plt.ylabel('issues') plt.title('project issues') plt.xticks(ind, names) plt.yticks(np.arange(0, 81, 10)) plt.legend((p1[0], p2[0]), ('open issues', 'closed issues')) plt.show()
line20,21,25:这里都是调用pylab的函数,可以看到它画图需要的是三个list,因此在13~15行将我们的List<Issue>转为三个list。
对于pylab,不是我们爬虫讨论的重点,有兴趣自己google吧。
第三爬:Scrapy
安装scrapy
scrapy需要wheel来安装一些依赖,首先安装wheel:
pip install wheel
验证:
wheel
使用pip安装scrapy(博主没有成功,在windows下有问题。。大家可以试试,不行再按后面的操作安装):
pip install Scrapy
Tip:如果是Mac用户,记得pip要用pip3哦~
如果上述有报错失败了,可以尝试使用wheel文件方式安装:
先卸载scrapy
pip uninstall Scrapy
下载scrapy和它依赖的wheel文件:twisted, lxml,scrapy
下载地址:http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/
找到Twisted, lxml和Scrapy的whl文件.
Twisted‑17.1.0‑cp36‑cp36m‑win32.whl
lxml‑3.7.3‑cp36‑cp36m‑win32.whl
Scrapy‑1.4.0‑py2.py3‑none‑any.whl
注意:cp36指的是python的版本,而win32不是我们windows的版本,如果win64不成功可以试试win32.
下载并安装,例如:
pip install xxx.whl
验证scrapy安装成功:
scrapy
reference: http://scrapy-chs.readthedocs.io/zh_CN/0.24/intro/tutorial.html
创建scrapy项目
scrapy startproject demo
在spiders目录下新建一个spider类,取名为demo,
import scrapy import logging header = { 'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64) AppleWebKit/537.11 (KHTML, like Gecko) Chrome/23.0.1271.64 Safari/537.11', 'Accept': 'text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8', 'Accept-Charset': 'ISO-8859-1,utf-8;q=0.7,*;q=0.3', # 'Accept-Encoding': LxxxSpider.py'gzip, deflate', 'Accept-Language': 'en-US,en;q=0.8', 'Host': 'www.lxxx.com.cn', 'Connection': 'keep-alive'} # scrapy crawl demo class Demopider(scrapy.Spider): name = "demo" def start_requests(self): urls = [ 'http://www.lxxx.com.cn/', ] for url in urls: yield scrapy.Request(url=url, callback=self.parse_home, headers=header) def parse_home(self, response): content = response.body.decode("gb2312", "ignore") logging.debug("Open home page \n\n" + content)
line4~11:设置我们的header伪装浏览器,应该不陌生了:)
line16:定义我们的DemoSpider类,它继承了scrapy.Spider类。
line17:给我们的spider类取名字,后面我们将用这个名字启动爬虫。
line19~24:start_requests这个方法类定义入爬虫的入口页面,以及访问了这个页面后回调的函数。
line24:python的yeild一般用于一个for循环中,作为一个generator,这里代码解析的时候并不会真的产生一个request,而是在for循环内执行到这一句的时候,才计算如何产生request。这里代表产生一个url的访问,数据取回来后用self.parse_home来解析取回页面。
详细可以百度之.这里简单refer一个:https://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-cn-python-yield/
line24~28:编写在24行调用的回调函数。
Scrappy Proxy设置
1)在demo/middlewares.py文件下新建ProxyMiddleware类
class ProxyMiddleware(object): # overwrite process request def process_request(self, request, spider): # Set the location of the proxy request.meta['proxy'] = "http://host:port"
2)在demo/settings.py文件末增加对ProxyMiddleware的配置:
DOWNLOADER_MIDDLEWARES = { 'scrapy.contrib.downloadermiddleware.httpproxy.HttpProxyMiddleware': 110, 'demo.middlewares.ProxyMiddleware': 100, }
middleware是一个dict,key是middleware class path,value是 the middleware orders。Order越小越靠近engine,越大越靠近downloader。这是什么意思呢?请看下图:
此图是scrapy的架构图,spider可以看成我们写的代码,如何用正则解析确认哪些页面需要。我们定义好了后调用yield scrapy.Request就将这个请求送到了引擎中(图中步骤1)。引擎通过scheduler(步骤23), dowloader(步骤45)等获取到了response后,将页面再返回给spider,spider执行我们代码中的 scrapy.Request中的回调函数(步骤6),解析返回的reponse后在发起request(步骤7),在步骤4<-->5,6<-->7中,紫色的hook就是middlewares,这些middleware按顺序排列。
对于DOWNLOADER_MIDDLEWARES,数字越小的越靠近引擎,即越先执行process_request方法,数字越大的越靠近downloader,即越先执行process_response方法。
例如,如果优先执行的process_request返回了response,后面middleware的process_request或者process_exeception就不会被执行了;如果返回的none,则后面的process_request会继续执行直到有response返回;如果返回的是一个request(是的,你没看错),则这个response不会继续执行了,而是reschedule request。
class DownloaderMiddlewareManager(MiddlewareManager): def __init__(self, *middlewares): self.middlewares = middlewares self.methods = defaultdict(list) for mw in middlewares: self._add_middleware(mw) def _add_middleware(self, mw): if hasattr(mw, 'process_request'): self.methods['process_request'].append(mw.process_request) if hasattr(mw, 'process_response'): self.methods['process_response'].insert(0, mw.process_response) if hasattr(mw, 'process_exception'): self.methods['process_exception'].insert(0, mw.process_exception)
这是scrapy的源码,对于每个middleware,如果它有process_reques方法,就把它加入到process_request middleware list里面;反之如果有process_response方法,就按加入到process_response middleware list中。
所以,在我们的例子中,在发起request时,是先执行order 顺序小的,即先设置我们自己定义的proxy。
refer to:https://*.com/questions/6623470/scrapy-middleware-order
在下面的渲染ps部分,我们将实现自己的downloader,编码process_response方法,由于要等待页面渲染完成再下载,因此我们这个downloader的order将被设置成999。
还是不知道该设置成多少order对吧?这里有内置的middleware的order,可以和内置的比大小来设置自己的order。refer to:https://docs.scrapy.org/en/latest/topics/settings.html#std:setting-DOWNLOADER_MIDDLEWARES_BASE
{ 'scrapy.downloadermiddlewares.robotstxt.RobotsTxtMiddleware': 100, 'scrapy.downloadermiddlewares.httpauth.HttpAuthMiddleware': 300, 'scrapy.downloadermiddlewares.downloadtimeout.DownloadTimeoutMiddleware': 350, 'scrapy.downloadermiddlewares.defaultheaders.DefaultHeadersMiddleware': 400, 'scrapy.downloadermiddlewares.useragent.UserAgentMiddleware': 500, 'scrapy.downloadermiddlewares.retry.RetryMiddleware': 550, 'scrapy.downloadermiddlewares.ajaxcrawl.AjaxCrawlMiddleware': 560, 'scrapy.downloadermiddlewares.redirect.MetaRefreshMiddleware': 580, 'scrapy.downloadermiddlewares.httpcompression.HttpCompressionMiddleware': 590, 'scrapy.downloadermiddlewares.redirect.RedirectMiddleware': 600, 'scrapy.downloadermiddlewares.cookies.CookiesMiddleware': 700, 'scrapy.downloadermiddlewares.httpproxy.HttpProxyMiddleware': 750, 'scrapy.downloadermiddlewares.stats.DownloaderStats': 850, 'scrapy.downloadermiddlewares.httpcache.HttpCacheMiddleware': 900, }
启动demo爬虫
scrapy crawl demo
在settings的同级目录下新建一个py文件,比如命名为run.py,用这个命令来执行我们上面的启动命令:
# -*- coding: utf-8 -*- from scrapy import cmdline name = 'demo' cmd = 'scrapy crawl {0}'.format(name) cmdline.execute(cmd.split())
然后就可以打断点了,打完断点,在run.py文件上右键点“debug”,启动程序。就可以debug了
解析并下载网页
def start_requests(self): urls = [ 'http://www.lxxx.com.cn/', ] for url in urls: yield scrapy.Request(url=url, callback=self.parse_home, headers=header) def parse_home(self, response): content = response.body.decode("gb2312", "ignore") linkre = re.compile( '<a .*href="((/|http://www.lxxx.com.cn/|http://s.lxxx.com.cn/|http://item.lxxx.com.cn/)product/.+?)"') for link in linkre.findall(content): url = str(link[0]) full_url = response.urljoin(url) try: logging.debug("|--Will opne pages with its full url : " + full_url) yield scrapy.Request(full_url, callback=self.parse_page) except Exception as e: logging.debug("\n\nError: " + e) continue def parse_page(self, response): url = response.url product_detail = response.xpath('//div[@ng-app="singleApp"]') total_page = response.xpath('//li[@id="fenyes"]/span/text()') logging.debug("|-Opened one page : " + url) if product_detail != []: logging.debug("|--Found one detail page: " + url) DemoSpider.download_detail(response) elif product_detail == [] and total_page != []: logging.debug("|--Found one list page: " + url) brand_lst = response.xpath('//span[@class="damon_brand"]/text()').extract() DemoSpider.add_brands(brand_lst) logging.debug("|-In a list page : " + url) total_page = response.xpath('//li[@id="fenyes"]/span/text()').extract_first() total_page = total_page[total_page.index('共') + 1:total_page.index('页')] logging.debug("|-Analyze pagesize : " + url + " pagesize: " + total_page) query_str = DemoSpider.analyze_quer_str(url) for page in range(1, int(total_page)): next_list_page = "http://www.lxxx.com.cn/newweb/ajaxfile/skuslie.php?random=0.6151283582927061" + query_str + "&page=" + str( page) logging.debug("|--Will go the next page : " + next_list_page + " page: " + str(page)) yield scrapy.Request(url=next_list_page, callback=self.parse_list, headers=header) else: logging.debug("|--Found one unknown page : " + url)
line2~6:设置要爬的网站的入口地址,这里只有一个,lxxx的主页。取回来的入口页面都用self.parse_home解析。
line10:解析主页的函数,定义主页中包含的我们要继续爬取的url的正则表达式。
line12~20:遍历匹配的url地址,通过urljoin方法将路径都转换成绝对路径,然后继续产生访问这些url的request,并用parse_page函数来解析这些url。
line22~47:parse_page函数,解析当前页面,当前页面有三种可能:
第一种是产品详细页面(line28~29),包括商品定价,描述等。这种页面是我们需要的目标页面,直接下载line29;
第二种是商品的列表页面(line30~45),包含了分页,每一页都连接了很多商品详细页面。这类需要进一步解析总共的页面并进一步访问每页,对每个分页页面,执行parse_list (line45)进一步解析出其每页的产品。
第三种是其他页面,比如报错页面等,暂时直接忽略掉。
JS渲染
大部分页面下载后都能正常显示,但是发现有几个页面如下,是使用的angularjs进行渲染页面的,我们下载页面的时候,页面的渲染还没有完成,因此我们需要的数据都还是angularjs的代码。通过selenium操作chromedriver来等待页面渲染完成后,我们在读取response的数据。如下图一是用了selenium渲染后与渲染前的对比:
为了等待js渲染完成再下载页面,我们需要编写downloader中间件,采用selenium来渲染js。
scrapy的中间件知识refer to:http://scrapy-chs.readthedocs.io/zh_CN/1.0/topics/downloader-middleware.html
创建一个渲染js的middleware:
class JavaScriptMiddleware(object): def process_request(self, request, spider): print("Chrome is starting...") driver = webdriver.Chrome() # PhantomJS与angularjs有点问题,我们用chrome driver.get(request.url) time.sleep(3) body = driver.page_source print("访问" + request.url) return HtmlResponse(driver.current_url, body=body, encoding='utf8', request=request)line4:需要用到chromedriver,通过以下命令安装:
brew install chromedriver --verboseline6:这里我们等了3秒等待页面加载完成,这会大大的延迟爬取时间。优化方案可以是加个循环条件判断期望的一个值是否已经出现了,来判断是否加载完成。
在settings里面设置该JavaScriptMiddleware proxy:
DOWNLOADER_MIDDLEWARES = { 'scrapy.contrib.downloadermiddleware.httpproxy.HttpProxyMiddleware': 110, 'demo.middlewares.ProxyMiddleware': 100, 'scrapy.downloadermiddlewares.useragent.UserAgentMiddleware': None, 'demo.middlewares.JavaScriptMiddleware': 543 }
line4:对于scrapy内置的middlewares,默认都是启动的,如果不想用,要手动的设置他们的order为None。
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