學(xué)用python也有3個(gè)多月了，用得最多的還是各類爬蟲腳本：寫過抓代理本機(jī)驗(yàn)證的腳本，寫過在discuz論壇中自動(dòng)登錄自動(dòng)發(fā)貼的腳本，寫過自動(dòng)收郵件的腳本，寫過簡單的驗(yàn)證碼識(shí)別的腳本，本來想寫google music的抓取腳本的，結(jié)果有了強(qiáng)大的gmbox，也就不用寫了。
這些腳本有一個(gè)共性，都是和web相關(guān)的，總要用到獲取鏈接的一些方法，再加上simplecd這個(gè)半爬蟲半網(wǎng)站的項(xiàng)目，累積不少爬蟲抓站的經(jīng)驗(yàn)，在此總結(jié)一下，那么以后做東西也就不用重復(fù)勞動(dòng)了。
1.最基本的抓站
import?urllib2
content = urllib2.urlopen('http://XXXX').read()
2.使用代理服務(wù)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(cuò)，如果想同時(shí)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(nèi)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(gè)我就舉個(gè)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(xiàng)：
可以看到verycd的話需要填username,password,continueURI,fk,login_submit這幾項(xiàng)，其中fk是隨機(jī)生成的（其實(shí)不太隨機(jī)，看上去像是把epoch時(shí)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(dá)式等工具截取返回?cái)?shù)據(jù)中的fk項(xiàng)。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(shí)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(shí)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(diǎn)有所謂的反盜鏈設(shè)置，其實(shí)說穿了很簡單，就是檢查你發(fā)送請求的header里面，referer站點(diǎn)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(gè)dict數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，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(shí)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(fù)欺負(fù)他，呵呵。
3.5 終極絕招
有時(shí)候即使做了3.1-3.4，訪問還是會(huì)被據(jù)，那么沒辦法，老老實(shí)實(shí)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(jìn)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(gè)簡單的線程池模板 這個(gè)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(wù)隊(duì)列
#NUM是并發(fā)線程總數(shù)
#JOBS是有多少任務(wù)
q = Queue()
NUM = 2
JOBS = 10
#具體的處理函數(shù)，負(fù)責(zé)處理單個(gè)任務(wù)
def?do_somthing_using(arguments):
print arguments
#這個(gè)是工作進(jìn)程，負(fù)責(zé)不斷從隊(duì)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(gè)線程等待隊(duì)列
for?i?in?range(NUM):
t = Thread(target=working)
t.setDaemon(True)
t.start()
#把JOBS排入隊(duì)列
for?i?in?range(JOBS):
q.put(i)
#等待所有JOBS完成
q.join()
5.驗(yàn)證碼的處理
碰到驗(yàn)證碼咋辦？這里分兩種情況處理：
google那種驗(yàn)證碼，涼拌
簡單的驗(yàn)證碼：字符個(gè)數(shù)有限，只使用了簡單的平移或旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)的轉(zhuǎn)回來，噪音去掉，然后劃分單個(gè)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(yàn)證碼和特征庫進(jìn)行比較。這個(gè)比較復(fù)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(guān)教科書好好研究一下。
事實(shí)上有些驗(yàn)證碼還是很弱的，這里就不點(diǎn)名了，反正我通過2的方法提取過準(zhǔn)確度非常高的驗(yàn)證碼，所以2事實(shí)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(shí)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(huì)快5倍。
然而python的urllib/urllib2默認(rèn)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(xiàng)來判斷是否需要解碼，很繁瑣瑣碎。如何讓urllib2自動(dòng)支持gzip, defalte呢？
其實(shí)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(wù)器支持gzip/defalte則自動(dòng)解壓縮
content = opener.open(url).read()
7. 更方便地多線程
總結(jié)一文的確提及了一個(gè)簡單的多線程模板，但是那個(gè)東東真正應(yīng)用到程序里面去只會(huì)讓程序變得支離破碎，不堪入目。在怎么更方便地進(jìn)行多線程方面我也動(dòng)了一番腦筋。先想想怎么進(jìn)行多線程調(diào)用最方便呢？
1、用twisted進(jìn)行異步I/O抓取
事實(shí)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(jié)束時(shí)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(diào)用parse_page方法
.addErrback(fetch_error,url)?#失敗則調(diào)用fetch_error方法
reactor.callLater(5, reactor.stop)?#5秒鐘后通知reactor結(jié)束程序
reactor.run()
twisted人如其名，寫的代碼實(shí)在是太扭曲了，非正常人所能接受，雖然這個(gè)簡單的例子看上去還好；每次寫twisted的程序整個(gè)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(kuò)展，就得為twisted寫個(gè)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(jìn)行批量網(wǎng)址處理的文章不錯(cuò)，由淺入深，深入淺出，可以一看。
2、設(shè)計(jì)一個(gè)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(gè)Fetcher類，你可以這么調(diào)用
f = Fetcher(threads=10)?#設(shè)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(duì)列
while?f.taskleft():?#若還有未完成下載的線程
content = f.pop()?#從下載完成隊(duì)列中取出結(jié)果
do_with(content)?# 處理content內(nèi)容
這么個(gè)多線程調(diào)用簡單明了，那么就這么設(shè)計(jì)吧，首先要有兩個(gè)隊(duì)列，用Queue搞定，多線程的基本架構(gòu)也和“技巧總結(jié)”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(yùn)行的任務(wù)”或者”隊(duì)列中的任務(wù)”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(wù)隊(duì)列
self.q_ans = Queue()?#完成隊(duì)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(gòu)時(shí)需等待兩個(gè)隊(duì)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(jìn)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(yàn)
1、連接池：
opener.open和urllib2.urlopen一樣，都會(huì)新建一個(gè)http請求。通常情況下這不是什么問題，因?yàn)榫€性環(huán)境下，一秒鐘可能也就新生成一個(gè)請求；然而在多線程環(huán)境下，每秒鐘可以是幾十上百個(gè)請求，這么干只要幾分鐘，正常的有理智的服務(wù)器一定會(huì)封禁你的。
然而在正常的html請求時(shí)，保持同時(shí)和服務(wù)器幾十個(gè)連接又是很正常的一件事，所以完全可以手動(dòng)維護(hù)一個(gè)HttpConnection的池，然后每次抓取時(shí)從連接池里面選連接進(jìn)行連接即可。
這里有一個(gè)取巧的方法，就是利用squid做代理服務(wù)器來進(jìn)行抓取，則squid會(huì)自動(dòng)為你維護(hù)連接池，還附帶數(shù)據(jù)緩存功能，而且squid本來就是我每個(gè)服務(wù)器上面必裝的東東，何必再自找麻煩寫連接池呢。
2、設(shè)定線程的棧大小
棧大小的設(shè)定將非常顯著地影響python的內(nèi)存占用，python多線程不設(shè)置這個(gè)值會(huì)導(dǎo)致程序占用大量內(nèi)存，這對openvz的vps來說非常致命。stack_size必須大于32768，實(shí)際上應(yīng)該總要32768*2以上
from?threading?import?stack_size
stack_size(32768*16)
3、設(shè)置失敗后自動(dòng)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>0:
return?self.get(req,retries-1)
else:
print 'GET Failed',req
return?''
return?data
4、設(shè)置超時(shí)
import?socket
socket.setdefaulttimeout(10)?#設(shè)置10秒后連接超時(shí)
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(jié)”一文；如要登陸VeryCD，給Fetcher新增一個(gè)空方法login，并在init()中調(diào)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(shí)便會(huì)自動(dòng)登錄VeryCD網(wǎng)站。
9. 總結(jié)
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(yuǎn)了，它支持多線程，gzip/deflate壓縮，超時(shí)設(shè)置，自動(dòng)重試，設(shè)置棧大小，自動(dòng)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(yuǎn)，是因?yàn)樽罱K版還有一個(gè)保留功能“馬甲術(shù)”：多代理自動(dòng)選擇?？雌饋砗孟駜H僅是一個(gè)random.choice的區(qū)別，其實(shí)包含了代理獲取，代理驗(yàn)證，代理測速等諸多環(huán)節(jié)，這就是另一個(gè)故事了。
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