1、什么是爬虫
爬虫指的是一种自动化程序,能够模拟人类在互联网上的浏览行为,自动从互联网上抓取、预处理并保存所需要的信息。
爬虫运行的过程一般是先制定规则(如指定要抓取的网址、要抓取的信息的类型等),紧接着获取该网址的HTML源代码,根据规则对源代码进行解析和抽取,最后进行处理和保存。
爬虫在实际应用中广泛使用,如搜索引擎、大数据分析、交易数据采集等领域,都需要用到爬虫技术来实现信息的定向采集和处理。
2、爬虫基本流程
爬虫的基本工作流程通常包括以下几个步骤:
(1) 制定爬虫规则:定义要抓取数据的网站、数据类型、抓取深度、时间间隔等。
(2) 抓取页面:程序模拟浏览器访问需抓页面的URL,获取页面的HTML源代码并返回。
(3) 解析页面:利用HTML解析器解析HTML页面,提取出所需数据,如文本、图片、链接等。
(4) 保存数据:将抓取到的数据存储到数据库、文件或内存中。
(5) 循环迭代:对下一个页面重复执行上述步骤,直到完成所有指定的网页抓取任务。
整个流程可以用Python编写爬虫程序实现相关操作。其中常用的Python爬虫框架包括Scrapy、BeautifulSoup、Requests等。
3、http协议 请求与响应
在Python中进行网络编程通常都是通过HTTP协议,主要涉及请求与响应两部分。
(1)请求部分:Python程序发送HTTP请求的基本流程包括以下步骤:
- 导入requests库:requests库是Python标准库中的一个HTTP库,提供了大量HTTP处理方法。导入该库后,可以使用它的get、post等方法发送HTTP请求。
- 构造请求参数:请求参数包括请求URL、请求头、请求体等。其中请求头一般包含User-Agent、Cookie、Referer等信息。
- 发送请求:使用requests库的get、post等方法,传入请求参数,然后向目标网站发起请求。
- 处理响应结果:一般包括响应头、状态码和响应体三个部分。响应头一般包括服务器类型、响应时间等信息。状态码则表示该请求的状态,如200表示请求成功,404表示页面丢失等。响应体包括HTML、XML、JSON等一些格式的数据。
(2)响应部分:Python程序接收HTTP请求(也就是要爬虫抓取的网页)之后,目标网站会返回一个HTTP响应,主要涉及以下部分:
- 响应头:一般包括服务器类型、响应时间等信息。
- 状态码:表示该请求的状态,如200表示请求成功,404表示页面丢失等。
- 响应体:包括HTML、XML、JSON等一些格式的数据。
Python中可以使用requests库的content、text等属性获取响应内容,并对其进行解析和处理。常用的HTML解析器有BeautifulSoup、PyQuery等。
4、常用的爬虫框架
(1) Scrapy:一个开源的、高层次、基于python的爬虫框架。它具有高效的原生爬取速度、简洁的抓取代码、快速的调试能力,以及完善的扩展接口。同时,Scrapy还集成了强大的数据处理和存储组件,支持自定义数据处理管道和存储方式,方便用户将爬虫得到的数据传输到不同的数据源中。
(2) BeautifulSoup:一个Python库,用于从HTML和XML文档中提取信息。有助于将复杂HTML文档转换为易处理的Python对象。它支持在解析格式不规范的HTML代码时自动修复和包容错误。
(3) PyQuery:一个对文档进行解析和处理的Python类库。它使用类似于jQuery的语法,并支持CSS选择器,非常适合用于抽取HTML文档中的数据。
(4) Requests:一个Python HTTP客户端库,能够方便、高效地向目标URL发送HTTP/1.1请求。它支持HTTP代理、持久连接、基本/摘要认证等功能。
(5) Selenium:一个集成测试工具,它能够对网站进行自动化运行测试用例,支持多种浏览器驱动程序,可挂载到CI/CD平台上,也可用于爬取网页数据。
这些框架各具优缺点,具体使用需要根据自己的需求选择最适合的框架。
5、python 爬虫常用第三方工具
(1) requests:是 Python 标准库中的一个 HTTP 库,提供了大量 HTTP 处理方法,包括请求和响应的内容管理,会话维护,SSL/TLS 验证,代理支持和对 URL 带块和编码的自动识别和重编码
(2) BeautifulSoup:是一种用于解析 HTML 和 XML 文档的 Python 库。它通常用于从网络爬取的 Web 页面中提取数据,也支持解析复杂的 HTML 树结构。
(3) Scrapy:是 Python 爬虫框架中的灵魂,提供了基于协程/异步操作的高效率爬取方法,完善的支持多线程/分布式爬取和高度的自由度实现扩展和多样化定制等功能。
(4) Selenium: 是一种 Web 测试工具,它支持行为驱动测试和测试自动化。Selenium 使用 WebDriver API 直接控制浏览器进行模拟人的操作,从而实现模拟执行浏览器行为操作。
(5) pyquery:与 jQuery 类似的查询库 IPython:交互式编程环境
除此之外,Python 还有许多其他的第三方库和工具,如 Pymysql、Pymongo、redis 和 pandas 等。这些工具都可用于爬取,处理和存储数据。
6、分布式爬虫
分布式爬虫是指将一个爬虫任务分散到多个节点上运行,从而提高爬虫速度和效率的技术。分布式爬虫的优点包括:
- 可以同时爬取多个网站和页面,提高抓取速度;
- 可以通过多节点负载均衡的方式提高抓取效率;
- 可以实现高可用性,当一个节点出现故障时,任务可以自动切换到其他节点上运行。
常用的分布式爬虫框架包括Scrapy-Redis、Distributed Spider等,它们基于Redis或Zookeeper等分布式数据存储工具,实现了Scrapy爬虫框架的分布式扩展。这些框架允许多个节点同时运行爬虫,接收任务和執行任務,从而实现了分布式抓取的目的。
在使用分布式爬虫时,需要注意以下问题:
- 数据一致性:多个节点同时抓取同一网站时,需要保证数据一致性,避免重复爬取和数据不完整的问题。
- 反爬机制:要避免因抓取频率过高或IP被屏蔽等原因而被目标网站封禁的情况,在使用代理IP和降低抓取频率等方面需要反爬策略。
- 数据存储:需要选择合适的数据存储方式,避免大量数据存储导致瓶颈问题。
分布式爬虫需要更多的技术和维护工作,但在面对大规模数据抓取或高并发的情况下,是提高效率、降低成本的重要手段。
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