一 scrapy框架简介
1 介绍
Scrapy一个开源和协作的框架,其最初是为了页面抓取 (更确切来说, 网络抓取 )所设计的,使用它可以以快速、简单、可扩展的方式从网站中提取所需的数据。但目前Scrapy的用途十分广泛,可用于如数据挖掘、监测和自动化测试等领域,也可以应用在获取API所返回的数据(例如 Amazon Associates Web Services ) 或者通用的网络爬虫。Scrapy 是基于twisted框架开发而来,twisted是一个流行的事件驱动的python网络框架。因此Scrapy使用了一种非阻塞(又名异步)的代码来实现并发。
整体架构大致如下:
Components: 1、引擎(EGINE) 引擎负责控制系统所有组件之间的数据流,并在某些动作发生时触发事件。有关详细信息,请参见上面的数据流部分。 2、调度器(SCHEDULER) 用来接受引擎发过来的请求, 压入队列中, 并在引擎再次请求的时候返回. 可以想像成一个URL的优先级队列, 由它来决定下一个要抓取的网址是什么, 同时去除重复的网址 3、下载器(DOWLOADER) 用于下载网页内容, 并将网页内容返回给EGINE,下载器是建立在twisted这个高效的异步模型上的 4、爬虫(SPIDERS) SPIDERS是开发人员自定义的类,用来解析responses,并且提取items,或者发送新的请求 5、项目管道(ITEM PIPLINES) 在items被提取后负责处理它们,主要包括清理、验证、持久化(比如存到数据库)等操作 下载器中间件(Downloader Middlewares)位于Scrapy引擎和下载器之间,主要用来处理从EGINE传到DOWLOADER的请求request,已经从DOWNLOADER传到EGINE的响应response,你可用该中间件做以下几件事: (1) process a request just before it is sent to the Downloader (i.e. right before Scrapy sends the request to the website); (2) change received response before passing it to a spider; (3) send a new Request instead of passing received response to a spider; (4) pass response to a spider without fetching a web page; (5) silently drop some requests. 6、爬虫中间件(Spider Middlewares) 位于EGINE和SPIDERS之间,主要工作是处理SPIDERS的输入(即responses)和输出(即requests)官网链接
2 安装
#Windows平台 1、pip3 install wheel #安装后,便支持通过wheel文件安装软件,wheel文件官网:https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs 3、pip3 install lxml 4、pip3 install pyopenssl 5、下载并安装pywin32:https://sourceforge.net/projects/pywin32/files/pywin32/ 6、下载twisted的wheel文件:http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#twisted 7、执行pip3 install 下载目录\Twisted-17.9.0-cp36-cp36m-win_amd64.whl 8、pip3 install scrapy #Linux平台 1、pip3 install scrapy
3 命令行工具
# 1 查看帮助 scrapy -h scrapy <command> -h # 2 有两种命令:其中Project-only必须切到项目文件夹下才能执行,而Global的命令则不需要 Global commands: startproject #创建项目 genspider #创建爬虫程序 settings #如果是在项目目录下,则得到的是该项目的配置 runspider #运行一个独立的python文件,不必创建项目 shell #scrapy shell url地址 在交互式调试,如选择器规则正确与否 fetch #独立于程单纯地爬取一个页面,可以拿到请求头 view #下载完毕后直接弹出浏览器,以此可以分辨出哪些数据是ajax请求 version #scrapy version 查看scrapy的版本,scrapy version -v查看scrapy依赖库的版本 Project-only commands: crawl #运行爬虫,必须创建项目才行,确保配置文件中ROBOTSTXT_OBEY = False check #检测项目中有无语法错误 list #列出项目中所包含的爬虫名 edit #编辑器,一般不用 parse #scrapy parse url地址 --callback 回调函数 #以此可以验证我们的回调函数是否正确 bench #scrapy bentch压力测试 # 3 官网链接 https://docs.scrapy.org/en/latest/topics/commands.html
4 目录结构
''' project_name/ scrapy.cfg project_name/ __init__.py items.py pipelines.py settings.py spiders/ __init__.py 爬虫1.py 爬虫2.py 爬虫3.py '''
- scrapy.cfg 项目的主配置信息,用来部署scrapy时使用,爬虫相关的配置信息在settings.py文件中。
- items.py 设置数据存储模板,用于结构化数据,如:Django的Model
- pipelines 数据处理行为,如:一般结构化的数据持久化
- settings.py 配置文件,如:递归的层数、并发数,延迟下载等。强调:配置文件的选项必须大写否则视为无效,正确写法USER_AGENT='xxxx'
- spiders 爬虫目录,如:创建文件,编写爬虫规则
注意:
1、一般创建爬虫文件时,以网站域名命名
2、默认只能在终端执行命令,为了更便捷操作:
#在项目根目录下新建:entrypoint.py from scrapy.cmdline import execute execute(['scrapy', 'crawl', 'xiaohua'])
框架基础:spider类,选择器,
二 Spider类
Spiders是定义如何抓取某个站点(或一组站点)的类,包括如何执行爬行(即跟随链接)以及如何从其页面中提取结构化数据(即抓取项目)。换句话说,Spiders是您为特定站点(或者在某些情况下,一组站点)爬网和解析页面定义自定义行为的地方。
1、 生成初始的Requests来爬取第一个URLS,并且标识一个回调函数 第一个请求定义在start_requests()方法内默认从start_urls列表中获得url地址来生成Request请求, 默认的回调函数是parse方法。回调函数在下载完成返回response时自动触发 2、 在回调函数中,解析response并且返回值 返回值可以4种: 包含解析数据的字典 Item对象 新的Request对象(新的Requests也需要指定一个回调函数) 或者是可迭代对象(包含Items或Request) 3、在回调函数中解析页面内容 通常使用Scrapy自带的Selectors,但很明显你也可以使用Beutifulsoup,lxml或其他你爱用啥用啥。 4、最后,针对返回的Items对象将会被持久化到数据库 通过Item Pipeline组件存到数据库:https://docs.scrapy.org/en/latest/topics/item-pipeline.html#topics-item-pipeline) 或者导出到不同的文件(通过Feed exports:https://docs.scrapy.org/en/latest/topics/feed-exports.html#topics-feed-exports)
三 选择器
为了解释如何使用选择器,我们将使用Scrapy shell(提供交互式测试)和Scrapy文档服务器中的示例页面, 这是它的HTML代码: <html> <head> <base href='http://example.com/' /> <title>Example website</title> </head> <body> <div id='images'> <a href='image1.html'>Name: My image 1 <br /><img src='image1_thumb.jpg' /></a> <a href='image2.html'>Name: My image 2 <br /><img src='image2_thumb.jpg' /></a> <a href='image3.html'>Name: My image 3 <br /><img src='image3_thumb.jpg' /></a> <a href='image4.html'>Name: My image 4 <br /><img src='image4_thumb.jpg' /></a> <a href='image5.html'>Name: My image 5 <br /><img src='image5_thumb.jpg' /></a> </div> </body> </html> 首先,让我们打开shell: scrapy shell https://doc.scrapy.org/en/latest/_static/selectors-sample1.html 然后,在shell加载之后,您将获得响应作为response shell变量,并在response.selector属性中附加选择器。 让我们构建一个XPath来选择title标签内的文本: >>> response.selector.xpath('//title/text()') [<Selector (text) xpath=//title/text()>] 使用XPath和CSS查询响应非常常见,响应包括两个便捷快捷方式:response.xpath()和response.css(): >>> response.xpath('//title/text()') [<Selector (text) xpath=//title/text()>] >>> response.css('title::text') [<Selector (text) xpath=//title/text()>] 正如你所看到的,.xpath()并且.css()方法返回一个 SelectorList实例,这是新的选择列表。此API可用于快速选择嵌套数据: >>> response.css('img').xpath('@src').extract() [u'image1_thumb.jpg', u'image2_thumb.jpg', u'image3_thumb.jpg', u'image4_thumb.jpg', u'image5_thumb.jpg'] 要实际提取文本数据,必须调用selector .extract() 方法,如下所示: >>> response.xpath('//title/text()').extract() [u'Example website'] 如果只想提取第一个匹配的元素,可以调用选择器 .extract_first() >>> response.xpath('//div[@id="images"]/a/text()').extract_first() u'Name: My image 1 ' 现在我们将获得基本URL和一些图像链接: >>> response.xpath('//base/@href').extract() [u'http://example.com/'] >>> response.css('base::attr(href)').extract() [u'http://example.com/'] >>> response.xpath('//a[contains(@href, "image")]/@href').extract() [u'image1.html', u'image2.html', u'image3.html', u'image4.html', u'image5.html'] >>> response.css('a[href*=image]::attr(href)').extract() [u'image1.html', u'image2.html', u'image3.html', u'image4.html', u'image5.html'] >>> response.xpath('//a[contains(@href, "image")]/img/@src').extract() [u'image1_thumb.jpg', u'image2_thumb.jpg', u'image3_thumb.jpg', u'image4_thumb.jpg', u'image5_thumb.jpg'] >>> response.css('a[href*=image] img::attr(src)').extract() [u'image1_thumb.jpg', u'image2_thumb.jpg', u'image3_thumb.jpg', u'image4_thumb.jpg', u'image5_thumb.jpg']
四 DupeFilter(去重)
默认使用方式:
DUPEFILTER_CLASS = 'scrapy.dupefilter.RFPDupeFilter' Request(...,dont_filter=False) ,如果dont_filter=True则告诉Scrapy这个URL不参与去重。
源码解析:
from scrapy.core.scheduler import Scheduler 见Scheduler下的enqueue_request方法:self.df.request_seen(request)
自定义去重规则:
from scrapy.dupefilter import RFPDupeFilter,看源码,仿照BaseDupeFilter #步骤一:在项目目录下自定义去重文件dup.py class UrlFilter(object): def __init__(self): self.visited = set() #或者放到数据库 @classmethod def from_settings(cls, settings): return cls() def request_seen(self, request): if request.url in self.visited: return True self.visited.add(request.url) def open(self): # can return deferred pass def close(self, reason): # can return a deferred pass def log(self, request, spider): # log that a request has been filtered pass
五 Item(项目)
抓取的主要目标是从非结构化源(通常是网页)中提取结构化数据。Scrapy蜘蛛可以像Python一样返回提取的数据。虽然方便和熟悉,但P很容易在字段名称中输入拼写错误或返回不一致的数据,尤其是在具有许多蜘蛛的较大项目中。
为了定义通用输出数据格式,Scrapy提供了Item类。 Item对象是用于收集抓取数据的简单容器。它们提供类似字典的 API,并具有用于声明其可用字段的方便语法。
1 声明项目
使用简单的类定义语法和Field 对象声明项。这是一个例子:
import scrapy class Product(scrapy.Item): name = scrapy.Field() price = scrapy.Field() stock = scrapy.Field() last_updated = scrapy.Field(serializer=str)
注意那些熟悉Django的人会注意到Scrapy Items被宣告类似于Django Models,除了Scrapy Items更简单,因为没有不同字段类型的概念。
2 项目字段
Field对象用于指定每个字段的元数据。例如,last_updated上面示例中说明的字段的序列化函数。
您可以为每个字段指定任何类型的元数据。Field对象接受的值没有限制。出于同样的原因,没有所有可用元数据键的参考列表。
Field对象中定义的每个键可以由不同的组件使用,只有那些组件知道它。您也可以根据Field自己的需要定义和使用项目中的任何其他键。
Field对象的主要目标是提供一种在一个地方定义所有字段元数据的方法。通常,行为取决于每个字段的那些组件使用某些字段键来配置该行为
3 使用项目
以下是使用上面声明的Product项目对项目执行的常见任务的一些示例 。您会注意到API与dict API非常相似。
创建项目 >>> product = Product(name='Desktop PC', price=1000) >>> print product Product(name='Desktop PC', price=1000) 获取字段值 >>> product['name'] Desktop PC >>> product.get('name') Desktop PC >>> product['price'] 1000 >>> product['last_updated'] Traceback (most recent call last): ... KeyError: 'last_updated' >>> product.get('last_updated', 'not set') not set >>> product['lala'] # getting unknown field Traceback (most recent call last): ... KeyError: 'lala' >>> product.get('lala', 'unknown field') 'unknown field' >>> 'name' in product # is name field populated? True >>> 'last_updated' in product # is last_updated populated? False >>> 'last_updated' in product.fields # is last_updated a declared field? True >>> 'lala' in product.fields # is lala a declared field? False 设定字段值 >>> product['last_updated'] = 'today' >>> product['last_updated'] today >>> product['lala'] = 'test' # setting unknown field Traceback (most recent call last): ... KeyError: 'Product does not support field: lala' 访问所有填充值 要访问所有填充值,只需使用典型的dict API: >>> product.keys() ['price', 'name'] >>> product.items() [('price', 1000), ('name', 'Desktop PC')] 其他常见任务 复制项目: >>> product2 = Product(product) >>> print product2 Product(name='Desktop PC', price=1000) >>> product3 = product2.copy() >>> print product3 Product(name='Desktop PC', price=1000) 从项目创建dicts: >>> dict(product) # create a dict from all populated values {'price': 1000, 'name': 'Desktop PC'} 从dicts创建项目: >>> Product({'name': 'Laptop PC', 'price': 1500}) Product(price=1500, name='Laptop PC') >>> Product({'name': 'Laptop PC', 'lala': 1500}) # warning: unknown field in dict Traceback (most recent call last): ... KeyError: 'Product does not support field: lala'
4 扩展项目
您可以通过声明原始Item的子类来扩展Items(以添加更多字段或更改某些字段的某些元数据)。
例如:
class DiscountedProduct(Product): discount_percent = scrapy.Field(serializer=str) discount_expiration_date = scrapy.Field()
六 Item PipeLine
在一个项目被蜘蛛抓取之后,它被发送到项目管道,该项目管道通过顺序执行的几个组件处理它。
每个项目管道组件(有时简称为“项目管道”)是一个实现简单方法的Python类。他们收到一个项目并对其执行操作,同时决定该项目是否应该继续通过管道或被丢弃并且不再处理。
项目管道的典型用途是:
- cleansing HTML data
- validating scraped data (checking that the items contain certain fields)
- checking for duplicates (and dropping them)
- storing the scraped item in a database
1 编写自己的项目管道
每个项管道组件都是一个必须实现以下方法的Python类: process_item(self,项目,蜘蛛) 为每个项目管道组件调用此方法。process_item() 必须要么:返回带数据的dict,返回一个Item (或任何后代类)对象,返回Twisted Deferred或引发 DropItem异常。丢弃的项目不再由其他管道组件处理。 此外,他们还可以实现以下方法: open_spider(self,蜘蛛) 打开蜘蛛时会调用此方法。 close_spider(self,蜘蛛) 当蜘蛛关闭时调用此方法。 from_crawler(cls,crawler ) 如果存在,则调用此类方法以从a创建管道实例Crawler。它必须返回管道的新实例。Crawler对象提供对所有Scrapy核心组件的访问, 如设置和信号; 它是管道访问它们并将其功能挂钩到Scrapy的一种方式。
2 项目管道示例
(1) 价格验证和丢弃物品没有价格
让我们看看下面的假设管道,它调整 price
那些不包含增值税(price_excludes_vat
属性)的项目的属性,并删除那些不包含价格的项目:
from scrapy.exceptions import DropItem class PricePipeline(object): vat_factor = 1.15 def process_item(self, item, spider): if item['price']: if item['price_excludes_vat']: item['price'] = item['price'] * self.vat_factor return item else: raise DropItem("Missing price in %s" % item)
(2) 将项目写入JSON文件
以下管道将所有已删除的项目(来自所有蜘蛛)存储到一个items.jl
文件中,每行包含一个以JSON格式序列化的项目:
import json class JsonWriterPipeline(object): def open_spider(self, spider): self.file = open('items.jl', 'w') def close_spider(self, spider): self.file.close() def process_item(self, item, spider): line = json.dumps(dict(item)) + "\n" self.file.write(line) return item
注意JsonWriterPipeline的目的只是介绍如何编写项目管道。如果您确实要将所有已删除的项目存储到JSON文件中,则应使用Feed导出。
(3) 将项目写入数据库
在这个例子中,我们将使用pymongo将项目写入MongoDB。MongoDB地址和数据库名称在Scrapy设置中指定; MongoDB集合以item类命名。
这个例子的要点是展示如何使用from_crawler()
方法以及如何正确地清理资源:
import pymongo class MongoPipeline(object): collection_name = 'scrapy_items' def __init__(self, mongo_uri, mongo_db): self.mongo_uri = mongo_uri self.mongo_db = mongo_db @classmethod def from_crawler(cls, crawler): return cls( mongo_uri=crawler.settings.get('MONGO_URI'), mongo_db=crawler.settings.get('MONGO_DATABASE', 'items') ) def open_spider(self, spider): self.client = pymongo.MongoClient(self.mongo_uri) self.db = self.client[self.mongo_db] def close_spider(self, spider): self.client.close() def process_item(self, item, spider): self.db[self.collection_name].insert_one(dict(item)) return item
(4) 重复过滤
一个过滤器,用于查找重复项目,并删除已处理的项目。假设我们的项目具有唯一ID,但我们的蜘蛛会返回具有相同ID的多个项目:
from scrapy.exceptions import DropItem class DuplicatesPipeline(object): def __init__(self): self.ids_seen = set() def process_item(self, item, spider): if item['id'] in self.ids_seen: raise DropItem("Duplicate item found: %s" % item) else: self.ids_seen.add(item['id']) return item
3 激活项目管道组件
要激活Item Pipeline组件,必须将其类添加到 ITEM_PIPELINES
设置中,如下例所示:
ITEM_PIPELINES = { 'myproject.pipelines.PricePipeline': 300, 'myproject.pipelines.JsonWriterPipeline': 800, }
您在此设置中为类分配的整数值决定了它们运行的顺序:项目从较低值到较高值类进行。习惯上在0-1000范围内定义这些数字。
七 下载中间件
class MyDownMiddleware(object): def process_request(self, request, spider): """ 请求需要被下载时,经过所有下载器中间件的process_request调用 :param request: :param spider: :return: None,继续后续中间件去下载; Response对象,停止process_request的执行,开始执行process_response Request对象,停止中间件的执行,将Request重新调度器 raise IgnoreRequest异常,停止process_request的执行,开始执行process_exception """ pass def process_response(self, request, response, spider): """ spider处理完成,返回时调用 :param response: :param result: :param spider: :return: Response 对象:转交给其他中间件process_response Request 对象:停止中间件,request会被重新调度下载 raise IgnoreRequest 异常:调用Request.errback """ print('response1') return response def process_exception(self, request, exception, spider): """ 当下载处理器(download handler)或 process_request() (下载中间件)抛出异常 :param response: :param exception: :param spider: :return: None:继续交给后续中间件处理异常; Response对象:停止后续process_exception方法 Request对象:停止中间件,request将会被重新调用下载 """ return None
八 基于scrapy-redis实现分布式爬虫
Scrapy-Redis则是一个基于Redis的Scrapy分布式组件。它利用Redis对用于爬取的请求(Requests)进行存储和调度(Schedule),并对爬取产生的项目(items)存储以供后续处理使用。scrapy-redi重写了scrapy一些比较关键的代码,将scrapy变成一个可以在多个主机上同时运行的分布式爬虫。
单机玩法:
按照正常流程就是大家都会进行重复的采集;我们都知道进程之间内存中的数据不可共享的,那么你在开启多个Scrapy的时候,它们相互之间并不知道对方采集了些什么那些没有没采集。那就大家伙儿自己玩自己的了。完全没没有效率的提升啊!
怎么解决呢?
这就是我们Scrapy-Redis解决的问题了,不能协作不就是因为请求和去重这两个不能共享吗?
那我把这两个独立出来好了。
将Scrapy中的调度器组件独立放到大家都能访问的地方不就OK啦!加上scrapy,Redis的后流程图就应该变成这样了
分布式玩法:
1 redis连接
配置scrapy使用redis提供的共享去重队列 # 在settings.py中配置链接Redis REDIS_HOST = 'localhost' # 主机名 REDIS_PORT = 6379 # 端口 REDIS_URL = 'redis://user:pass@hostname:9001' # 连接URL(优先于以上配置) REDIS_PARAMS = {} # Redis连接参数 REDIS_PARAMS['redis_cls'] = 'myproject.RedisClient' # 指定连接Redis的Python模块 REDIS_ENCODING = "utf-8" # redis编码类型 # 默认配置:\python3.6\Lib\site-packages\scrapy_redis\defaults.py
2 dupefilter
DUPEFILTER_CLASS = "scrapy_redis.dupefilter.RFPDupeFilter" #使用scrapy-redis提供的去重功能,查看源码会发现是基于Redis的集合实现的 # 需要指定Redis中集合的key名,key=存放不重复Request字符串的集合 DUPEFILTER_KEY = 'dupefilter:%(timestamp)s' #源码:dupefilter.py内一行代码key = defaults.DUPEFILTER_KEY % {'timestamp': int(time.time())}
3 Scheduler
#1、源码:\python3.6\Lib\site-packages\scrapy_redis\scheduler.py #2、settings.py配置 # Enables scheduling storing requests queue in redis. SCHEDULER = "scrapy_redis.scheduler.Scheduler" # 调度器将不重复的任务用pickle序列化后放入共享任务队列,默认使用优先级队列(默认),其他:PriorityQueue(有序集合),FifoQueue(列表)、LifoQueue(列表) SCHEDULER_QUEUE_CLASS = 'scrapy_redis.queue.PriorityQueue' # 对保存到redis中的request对象进行序列化,默认使用pickle SCHEDULER_SERIALIZER = "scrapy_redis.picklecompat" # 调度器中请求任务序列化后存放在redis中的key SCHEDULER_QUEUE_KEY = '%(spider)s:requests' # 是否在关闭时候保留原来的调度器和去重记录,True=保留,False=清空 SCHEDULER_PERSIST = True # 是否在开始之前清空 调度器和去重记录,True=清空,False=不清空 SCHEDULER_FLUSH_ON_START = False # 去调度器中获取数据时,如果为空,最多等待时间(最后没数据,未获取到)。如果没有则立刻返回会造成空循环次数过多,cpu占用率飙升 SCHEDULER_IDLE_BEFORE_CLOSE = 10 # 去重规则,在redis中保存时对应的key SCHEDULER_DUPEFILTER_KEY = '%(spider)s:dupefilter' # 去重规则对应处理的类,将任务request_fingerprint(request)得到的字符串放入去重队列 SCHEDULER_DUPEFILTER_CLASS = 'scrapy_redis.dupefilter.RFPDupeFilter'
4 RedisPipeline(持久化)
ITEM_PIPELINES = { 'scrapy_redis.pipelines.RedisPipeline': 300, } #将item持久化到redis时,指定key和序列化函数 REDIS_ITEMS_KEY = '%(spider)s:items' REDIS_ITEMS_SERIALIZER = 'json.dumps'
5 从Redis中获取起始URL
scrapy程序爬取目标站点,一旦爬取完毕后就结束了,如果目标站点更新内容了,我们想重新爬取,那么只能再重新启动scrapy,非常麻烦 scrapy-redis提供了一种供,让scrapy从redis中获取起始url,如果没有scrapy则过一段时间再来取而不会关闭 这样我们就只需要写一个简单的脚本程序,定期往redis队列里放入一个起始url。 #具体配置如下 #1、编写爬虫时,起始URL从redis的Key中获取 REDIS_START_URLS_KEY = '%(name)s:start_urls' #2、获取起始URL时,去集合中获取还是去列表中获取?True,集合;False,列表 REDIS_START_URLS_AS_SET = False # 获取起始URL时,如果为True,则使用self.server.spop;如果为False,则使用self.server.lpop
来源:https://www.cnblogs.com/xiaohei001/p/9760852.html