本文希望达到以下目标:
初学
Scrapy
, 如有翻译不当, 或者代码错误, 请指出, 非常感谢
Scrapy是一个为了爬取网站数据,提取结构性数据而编写的应用框架。 可以应用在包括数据挖掘,信息处理或存储历史数据等一系列的程序中。
其最初是为了页面抓取 (更确切来说, 网络抓取 )所设计的, 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用途广泛,可以用于数据挖掘、监测和自动化测试
Scrapy
使用了 Twisted
异步网络库来处理网络通讯。整体架构大致如下
Scrapy
Scrapy主要包括了以下组件:
Scrapy运行流程大概如下:
使用以下命令:
sudo pip install virtualenv #安装虚拟环境工具
virtualenv ENV #创建一个虚拟环境目录
source ./ENV/bin/active #激活虚拟环境
pip install Scrapy
#验证是否安装成功
pip list
#输出如下
cffi (0.8.6)
cryptography (0.6.1)
cssselect (0.9.1)
lxml (3.4.1)
pip (1.5.6)
pycparser (2.10)
pyOpenSSL (0.14)
queuelib (1.2.2)
Scrapy (0.24.4)
setuptools (3.6)
six (1.8.0)
Twisted (14.0.2)
w3lib (1.10.0)
wsgiref (0.1.2)
zope.interface (4.1.1)
在抓取之前, 你需要新建一个Scrapy
工程. 进入一个你想用来保存代码的目录,然后执行:
$ scrapy startproject tutorial
这个命令会在当前目录下创建一个新目录 tutorial, 它的结构如下:
.
├── scrapy.cfg
└── tutorial
├── __init__.py
├── items.py
├── pipelines.py
├── settings.py
└── spiders
└── __init__.py
这些文件主要是:
Items是将要装载抓取的数据的容器,它工作方式像 python 里面的字典,但它提供更多的保护,比如对未定义的字段填充以防止拼写错误
通过创建scrapy.Item类
, 并且定义类型为 scrapy.Field
的类属性来声明一个Item.
我们通过将需要的item模型化,来控制从 dmoz.org
获得的站点数据,比如我们要获得站点的名字,url 和网站描述,我们定义这三种属性的域。在 tutorial 目录下的 items.py 文件编辑
from scrapy.item import Item, Field
class DmozItem(Item):
# define the fields for your item here like:
name = Field()
description = Field()
url = Field()
Spider 是用户编写的类, 用于从一个域(或域组)中抓取信息, 定义了用于下载的URL的初步列表, 如何跟踪链接,以及如何来解析这些网页的内容用于提取items。
要建立一个 Spider,继承 scrapy.Spider
基类,并确定三个主要的、强制的属性:
在 /tutorial/tutorial/spiders 目录下创建 `dmoz_spider.py
import scrapy
class DmozSpider(scrapy.Spider):
name = "dmoz"
allowed_domains = ["dmoz.org"]
start_urls = [
"http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/",
"http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Resources/"
]
def parse(self, response):
filename = response.url.split("/")[-2]
with open(filename, 'wb') as f:
f.write(response.body)
```
## 3.3\. 爬取
当前项目结构
```
├── scrapy.cfg
└── tutorial
├── __init__.py
├── items.py
├── pipelines.py
├── settings.py
└── spiders
├── __init__.py
└── dmoz_spider.py
```
到项目根目录, 然后运行命令:
```
$ scrapy crawl dmoz
```
运行结果:
```
2014-12-15 09:30:59+0800 [scrapy] INFO: Scrapy 0.24.4 started (bot: tutorial)
2014-12-15 09:30:59+0800 [scrapy] INFO: Optional features available: ssl, http11
2014-12-15 09:30:59+0800 [scrapy] INFO: Overridden settings: {'NEWSPIDER_MODULE': 'tutorial.spiders', 'SPIDER_MODULES': ['tutorial.spiders'], 'BOT_NAME': 'tutorial'}
2014-12-15 09:30:59+0800 [scrapy] INFO: Enabled extensions: LogStats, TelnetConsole, CloseSpider, WebService, CoreStats, SpiderState
2014-12-15 09:30:59+0800 [scrapy] INFO: Enabled downloader middlewares: HttpAuthMiddleware, DownloadTimeoutMiddleware, UserAgentMiddleware, RetryMiddleware, DefaultHeadersMiddleware, MetaRefreshMiddleware, HttpCompressionMiddleware, RedirectMiddleware, CookiesMiddleware, ChunkedTransferMiddleware, DownloaderStats
2014-12-15 09:30:59+0800 [scrapy] INFO: Enabled spider middlewares: HttpErrorMiddleware, OffsiteMiddleware, RefererMiddleware, UrlLengthMiddleware, DepthMiddleware
2014-12-15 09:30:59+0800 [scrapy] INFO: Enabled item pipelines:
2014-12-15 09:30:59+0800 [dmoz] INFO: Spider opened
2014-12-15 09:30:59+0800 [dmoz] INFO: Crawled 0 pages (at 0 pages/min), scraped 0 items (at 0 items/min)
2014-12-15 09:30:59+0800 [scrapy] DEBUG: Telnet console listening on 127.0.0.1:6023
2014-12-15 09:30:59+0800 [scrapy] DEBUG: Web service listening on 127.0.0.1:6080
2014-12-15 09:31:00+0800 [dmoz] DEBUG: Crawled (200) <GET http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Resources/> (referer: None)
2014-12-15 09:31:00+0800 [dmoz] DEBUG: Crawled (200) <GET http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/> (referer: None)
2014-12-15 09:31:00+0800 [dmoz] INFO: Closing spider (finished)
2014-12-15 09:31:00+0800 [dmoz] INFO: Dumping Scrapy stats:
{'downloader/request_bytes': 516,
'downloader/request_count': 2,
'downloader/request_method_count/GET': 2,
'downloader/response_bytes': 16338,
'downloader/response_count': 2,
'downloader/response_status_count/200': 2,
'finish_reason': 'finished',
'finish_time': datetime.datetime(2014, 12, 15, 1, 31, 0, 666214),
'log_count/DEBUG': 4,
'log_count/INFO': 7,
'response_received_count': 2,
'scheduler/dequeued': 2,
'scheduler/dequeued/memory': 2,
'scheduler/enqueued': 2,
'scheduler/enqueued/memory': 2,
'start_time': datetime.datetime(2014, 12, 15, 1, 30, 59, 533207)}
2014-12-15 09:31:00+0800 [dmoz] INFO: Spider closed (finished)
```
## 3.4\. 提取Items
### 3.4.1\. 介绍Selector
从网页中提取数据有很多方法。Scrapy使用了一种基于 `XPath` 或者 `CSS 表达式`机制: Scrapy Selectors
出XPath表达式的例子及对应的含义:
* `/html/head/title`: 选择HTML文档中 `<head>` 标签内的 `<title>` 元素
* `/html/head/title/text()`: 选择 `<title>` 元素内的文本
* `//td`: 选择所有的 `<td>` 元素
* `//div[@class="mine"]`: 选择所有具有`class="mine"` 属性的 div 元素
> 等多强大的功能使用可以查看[XPath tutorial](http://www.w3school.com.cn/xpath/)
为了方便使用 XPaths,Scrapy 提供 Selector 类, 有四种方法 :
* xpath():返回selectors列表, 每一个selector表示一个xpath参数表达式选择的节点.
* css() : 返回selectors列表, 每一个selector表示CSS参数表达式选择的节点
* extract():返回一个unicode字符串,该字符串为XPath选择器返回的数据
* re(): 返回unicode字符串列表,字符串作为参数由正则表达式提取出来
### 3.4.2\. 取出数据
首先使用谷歌浏览器开发者工具, 查看网站源码, 来看自己需要取出的数据形式(这种方法比较麻烦), 更简单的方法是直接对感兴趣的东西右键`审查元素`, 可以直接查看网站源码
在查看网站源码后, 网站信息在第二个`<ul>`内
```
<ul class="directory-url" style="margin-left:0;">
<li><a href="http://www.pearsonhighered.com/educator/academic/product/0,,0130260363,00%2Ben-USS_01DBC.html" class="listinglink">Core Python Programming</a>
- By Wesley J. Chun; Prentice Hall PTR, 2001, ISBN 0130260363\. For experienced developers to improve extant skills; professional level examples. Starts by introducing syntax, objects, error handling, functions, classes, built-ins. [Prentice Hall]
<div class="flag"><a href="/public/flag?cat=Computers%2FProgramming%2FLanguages%2FPython%2FBooks&url=http%3A%2F%2Fwww.pearsonhighered.com%2Feducator%2Facademic%2Fproduct%2F0%2C%2C0130260363%2C00%252Ben-USS_01DBC.html"><img src="/img/flag.png" alt="[!]" title="report an issue with this listing"></a></div>
</li>
...省略部分...
</ul>
```
那么就可以通过一下方式进行提取数据
```
#通过如下命令选择每个在网站中的 <li> 元素:
sel.xpath('//ul/li')
#网站描述:
sel.xpath('//ul/li/text()').extract()
#网站标题:
sel.xpath('//ul/li/a/text()').extract()
#网站链接:
sel.xpath('//ul/li/a/@href').extract()
#如前所述,每个 xpath() 调用返回一个 selectors 列表,所以我们可以结合 xpath() 去挖掘更深的节点。我们将会用到这些特性,所以:
for sel in response.xpath('//ul/li')
title = sel.xpath('a/text()').extract()
link = sel.xpath('a/@href').extract()
desc = sel.xpath('text()').extract()
print title, link, desc
```
在已有的爬虫文件中修改代码
```
import scrapy
class DmozSpider(scrapy.Spider):
name = "dmoz"
allowed_domains = ["dmoz.org"]
start_urls = [
"http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/",
"http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Resources/"
]
def parse(self, response):
for sel in response.xpath('//ul/li'):
title = sel.xpath('a/text()').extract()
link = sel.xpath('a/@href').extract()
desc = sel.xpath('text()').extract()
print title, link, desc
```
### 3.4.3\. 使用item
`Item`对象是自定义的python字典,可以使用标准的字典语法来获取到其每个字段的值(字段即是我们之前用Field赋值的属性)
```
>>> item = DmozItem()
>>> item['title'] = 'Example title'
>>> item['title']
'Example title'
```
一般来说,Spider将会将爬取到的数据以 Item 对象返回, 最后修改爬虫类,使用 Item 来保存数据,代码如下
```
from scrapy.spider import Spider
from scrapy.selector import Selector
from tutorial.items import DmozItem
class DmozSpider(Spider):
name = "dmoz"
allowed_domains = ["dmoz.org"]
start_urls = [
"http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/",
"http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Resources/",
]
def parse(self, response):
sel = Selector(response)
sites = sel.xpath('//ul[@class="directory-url"]/li')
items = []
for site in sites:
item = DmozItem()
item['name'] = site.xpath('a/text()').extract()
item['url'] = site.xpath('a/@href').extract()
item['description'] = site.xpath('text()').re('-\s[^\n]*\\r')
items.append(item)
return items
```
## 3.5\. 使用Item Pipeline
当Item在Spider中被收集之后,它将会被传递到Item Pipeline,一些组件会按照一定的顺序执行对Item的处理。
每个item pipeline组件(有时称之为`ItemPipeline`)是实现了简单方法的Python类。他们接收到Item并通过它执行一些行为,同时也决定此Item是否继续通过pipeline,或是被丢弃而不再进行处理。
以下是item pipeline的一些典型应用:
* 清理HTML数据
* 验证爬取的数据(检查item包含某些字段)
* 查重(并丢弃)
* 将爬取结果保存,如保存到数据库、XML、JSON等文件中
> 编写你自己的item pipeline很简单,每个item pipeline组件是一个独立的Python类,同时必须实现以下方法:
```
process_item(item, spider) #每个item pipeline组件都需要调用该方法,这个方法必须返回一个 Item (或任何继承类)对象,或是抛出 DropItem异常,被丢弃的item将不会被之后的pipeline组件所处理。
#参数:
item: 由 parse 方法返回的 Item 对象(Item对象)
spider: 抓取到这个 Item 对象对应的爬虫对象(Spider对象)
open_spider(spider) #当spider被开启时,这个方法被调用。
#参数:
spider : (Spider object) – 被开启的spider
close_spider(spider) #当spider被关闭时,这个方法被调用,可以再爬虫关闭后进行相应的数据处理。
#参数:
spider : (Spider object) – 被关闭的spider
```
> 为JSON文件编写一个items
```
from scrapy.exceptions import DropItem
class TutorialPipeline(object):
# put all words in lowercase
words_to_filter = ['politics', 'religion']
def process_item(self, item, spider):
for word in self.words_to_filter:
if word in unicode(item['description']).lower():
raise DropItem("Contains forbidden word: %s" % word)
else:
return item
```
在 settings.py 中设置`ITEM_PIPELINES`激活item pipeline,其默认为[]
```
ITEM_PIPELINES = {'tutorial.pipelines.FilterWordsPipeline': 1}
```
## 3.6\. 存储数据
使用下面的命令存储为`json`文件格式
```
scrapy crawl dmoz -o items.json
```
# 4\. Scarpy优化豆瓣爬虫的抓取
* * *
主要针对之间写过的豆瓣爬虫进行重构:
* [Python网络爬虫(二)--豆瓣抓站小计](http://andrewliu.tk/2014/12/05/Python%E7%BD%91%E7%BB%9C%E7%88%AC%E8%99%AB-%E4%BA%8C-%E8%B1%86%E7%93%A3%E6%8A%93%E7%AB%99%E5%B0%8F%E8%AE%A1/)
* [豆瓣抓站重构第二版](http://andrewliu.tk/2014/12/15/Python-%E5%A4%9A%E7%BA%BF%E7%A8%8B%E7%BB%AD-Queue/)
豆瓣有反爬虫机制, 只成功了一次后, 就被`baned`后显示403了, 下面说一下爬虫结构
[完整的豆瓣爬虫代码链接](https://github.com/Andrew-liu/scrapy_example/tree/master/douban)
## 4.1\. Item
```
from scrapy.item import Item, Field
class DoubanItem(Item):
# define the fields for your item here like:
# name = scrapy.Field()
name = Field() #电影名称
description = Field() #电影描述
url = Field() #抓取的url
```
## 4.2\. Spider主程序
```
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
"""
一个简单的Python 爬虫, 用于抓取豆瓣电影Top前250的电影的名称描述等
Anthor: Andrew Liu
Version: 0.0.3
Date: 2014-12-17
Language: Python2.7.8
Editor: Sublime Text2
Operate: 具体操作请看README.md介绍
"""
from scrapy.contrib.spiders import CrawlSpider, Rule
from scrapy.selector import Selector
from douban.items import DoubanItem
from scrapy.contrib.linkextractors.sgml import SgmlLinkExtractor
class DoubanSpider(CrawlSpider) :
name = "douban"
allowed_domains = ["movie.douban.com"]
start_urls = ["http://movie.douban.com/top250"]
rules = (
#将所有符合正则表达式的url加入到抓取列表中
Rule(SgmlLinkExtractor(allow = (r'http://movie\.douban\.com/top250\?start=\d+&filter=&type=',))),
#将所有符合正则表达式的url请求后下载网页代码, 形成response后调用自定义回调函数
Rule(SgmlLinkExtractor(allow = (r'http://movie\.douban\.com/subject/\d+', )), callback = 'parse_page', follow = True),
)
def parse_page(self, response) :
sel = Selector(response)
item = DoubanItem()
item['name'] = sel.xpath('//h1/span[@property="v:itemreviewed"]/text()').extract()
item['description'] = sel.xpath('//div/span[@property="v:summary"]/text()').extract()
item['url'] = response.url
return item
```
## 4.3\. 未来要解决的问题
* 头部伪装
* 表单提交
* 编码转换
> 豆瓣抓了一会儿, 还没等我兴奋就被禁掉了
[ban](http://doc.scrapy.org/en/latest/topics/practices.html#bans)
```
...
2014-12-17 22:02:17+0800 [douban] DEBUG: Crawled (403) <GET http://www.douban.com/misc/sorry?original-url=http%3A%2F%2Fmovie.douban.com%2Fsubject%2F2209573%2F%3Ffrom%3Dsubject-page> (referer: http://movie.douban.com/subject/1849031/)
2014-12-17 22:02:17+0800 [douban] DEBUG: Ignoring response <403 http://www.douban.com/misc/sorry?original-url=http%3A%2F%2Fmovie.douban.com%2Fsubject%2F2209573%2F%3Ffrom%3Dsubject-page>: HTTP status code is not handled or not allowed
2014-12-17 22:02:17+0800 [douban] DEBUG: Crawled (403) <GET http://www.douban.com/misc/sorry?original-url=http%3A%2F%2Fmovie.douban.com%2Fsubject%2F1849031%2Fcomments%3Fsort%3Dtime> (referer: http://movie.douban.com/subject/1849031/)
...
```
# 5\. 参考链接
* * *
* [Basic concepts](http://doc.scrapy.org/en/0.24/index.html#section-basics)
* [What else? section in Scrapy at a glance](http://doc.scrapy.org/en/0.24/intro/overview.html#topics-whatelse)
* [Item Pipeline](http://doc.scrapy.org/en/0.24/topics/item-pipeline.html#topics-item-pipeline)
* [Scrapy Tutorial](http://doc.scrapy.org/en/0.24/intro/tutorial.html)
* [BeautifulSoup](http://www.crummy.com/software/BeautifulSoup/bs3/documentation.zh.html)
* [mechanize](http://wwwsearch.sourceforge.net/mechanize/)
* [scrapy](http://scrapy.org/)
* [Selectors documentation](http://doc.scrapy.org/en/0.24/topics/selectors.html#topics-selectors)
* [scrapy 中文教程(爬cnbeta实例)](http://wsky.org/archives/191.html)
* [dmoz](http://www.dmoz.org/)
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