Python网络爬虫原理及实践

1 网络爬虫

网络爬虫:是一种按照一定的规则,自动地抓取万维网信息的程序或者脚本。

网络爬虫相关技术和框架繁多,针对场景的不同可以选择不同的网络爬虫技术。

2 Scrapy框架(Python)

2.1. Scrapy架构

2.1.1. 系统架构

2.1.2. 执行流程

总结爬虫开发过程,简化爬虫执行流程如下图所示:

爬虫运行主要流程如下:

(1) Scrapy启动Spider后加载Spaider的start_url,生成request对象;

(2) 经过middleware完善request对象(添加IP代理、User-Agent);

(3) Downloader对象按照request对象下载页面;

(4) 将response结果传递给spider的parser方法解析;

(5) spider获取数据封装为item对象传递给pipline,解析的request对象将返回调度器进行新一轮的数据抓取;

2.2. 框架核心文件介绍

2.2.1. scrapy.cfg

scrapy.cfg是scrapy框架的入口文件,settings节点指定爬虫的配置信息,deploy节点用于指定scrapyd服务的部署路径。

| settings

default = sfCrawler.settings

deploy

url =http://localhost:6800/

project = jdCrawler

|

2.2.2. settings.py

settings主要用于配置爬虫启动信息,包括:并发线程数量、使用的middleware、items等信息;也可以作为系统中的全局的配置文件使用。

**注:**目前主要增加了redis、数据库连接等相关配置信息。

2.2.3. middlewares.py

middleware定义了多种接口,分别在爬虫加载、输入、输出、请求、请求异常等情况进行调用。

**注:**目前主要用户是为爬虫增加User-Agent信息和IP代理信息等。

2.2.4. pipelines.py

用于定义处理数据的Pipline对象,scrapy框架可以在settings.py文件中配置多个pipline对象,处理数据的个过程将按照settings.py配置的优先级的顺序顺次执行。

**注:**系统中产生的每个item对象,将经过settings.py配置的所有pipline对象。

2.2.5. items.py

用于定义不同种数据类型的数据字典,每个属性都是Field类型;

2.2.6. spider目录

用于存放Spider子类定义,scrapy启动爬虫过程中将按照spider类中name属性进行加载和调用。

2.3. 爬虫功能扩展说明

2.3.1. user_agents_middleware.py

通过procces_request方法,为request对象添加hearder信息,随机模拟多种浏览器的User-Agent信息进行网络请求。

2.3.2. proxy_server.py

通过procces_request方法,为reques对象添加网络代理信息,随机模拟多IP调用。

2.3.3. db_connetion_pool.py

文件位置

db_manager/db_connetion_pool.py,文件定义了基础的数据连接池,方便系统各环节操作数据库。

2.3.4. redis_connention_pool.py

文件位置db_manager/ redis_connention_pool.py,文件定义了基础的Redis连接池,方便系统各环节操作Redis缓存。

2.3.5. scrapy_redis包

scrapy_redis包是对scrapy框架的扩展,采用Redis作为请求队列,存储爬虫任务信息。

spiders.py文件:定义分布式RedisSpider类,通过覆盖Spider类start_requests()方法的方式,从Redis缓存中获取初始请求列表信息。其中RedisSpider子类需要为redis_key赋值。

pipelines.py文件:定义了一种简单的数据存储方式,可以直接将item对象序列化后保存到Redis缓存中。

dupefilter.py文件:定义数据去重类,采用Redis缓存的方式,已经保存的数据将添加到过滤队列中。

queue.py文件:定义几种不同的入队和出队顺序的队列,队列采用Redis存储。

2.4. 微博爬虫开发示例

2.4.1. 查找爬虫入口

2.4.1.1. 站点分析

网站一般会分为Web端和M端两种,两种站点在设计和架构上会有较大的差别。通常情况下Web端会比较成熟,User-Agent检查、强制Cookie、登录跳转等限制,抓取难度相对较大,返回结果以HTML内容为主;M端站点通常采用前后端分离设计,大多提供独立的数据接口。所以站点分析过程中优先查找M端站点入口。微博Web端及M端效果如图所示:

微博Web端地址:weibo.com/,页面显示效果如下图所...

注:图片来源于微博PC端截图

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