python爬虫调度框架 python爬虫框架scrapy 教程

Scrapy爬虫框架快速上手

• 1. 网络爬虫技术
• 2. Scrapy框架简介
• 3. Scrapy框架的基本构成
• 4. HTML基础

• 4.1 XPath
• 4.2 解析语法

• 5. scrapy案例演示

• 5.1 scrapy安装
• 5.2 scrapy框架的使用
• 5.2 创建爬虫项目

• 6. 日志等级与日志保存
• 7. 导出为json或scv格式
• 参考资料

1. 网络爬虫技术

任何网络爬虫程序都是将我们浏览网页的行为自动化、程序化，因此一般都要按照如下步骤进行：
（1）准备需要访问的网页完整地址。即网页的域名加上查询字符串。
（2）得到所要访问的网页地址后，还需要确定访问方式。一般来说，有两种方式：GET或者POST。
（3）提交网页请求后，即可获得请求的响应，即Response，通常会得到这个网页源码。
（4）得到网页源码后，需要对信息进行分解，从结构化源码中提取所需要的内容，这个过程称为Parsing。在Python中，比较有名的是BeautifulSoup。
（5）得到目标信息后，保存到数据库或者文本中。

2. Scrapy框架简介

Scrapy是基于事件驱动的Twisted框架下用纯Python写的爬虫框架，用于抓取Web站点并从页面中提取结构化的数据。Scrapy用途广泛，可以用于数据挖掘、监测和自动化测试。其最初是为了页面抓取 (更确切来说, 网络抓取 )所设计的， 后来也应用在获取API所返回的数据(例如 Amazon Associates Web Services ) 或者通用的网络爬虫。

Scrapy吸引人的地方在于它是一个框架，任何人都可以根据需求方便的修改。它也提供了多种类型爬虫的基类，如BaseSpider、sitemap爬虫等，最新版本又提供了web2.0爬虫的支持。

3. Scrapy框架的基本构成

Scrapy框架包括5个主要的组件和2个中间件Hook。这五大组件分别是调度器（Scheduler）、下载器（Downloader）、爬虫（Spider）、实体管道（Item Pipline）和Scrapy引擎（Scrapy Engine）。它们的具体用途如下：

• 调度器(Scheduler)：把它假设成为一个URL（抓取网页的网址或者说是链接）的优先队列，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（不做无用功）。用户可以自己的需求定制调度器。
• 下载器(Downloader)：是所有组件中负担最大的，它用于高速地下载网络上的资源。Scrapy的下载器代码不会太复杂，但效率高，主要的原因是Scrapy下载器是建立在Twisted这个高效的异步模型上的(其实整个框架都在建立在这个模型上的)。
• 爬虫（Spider）：是用户最关心的部份。用户定制自己的爬虫(通过定制正则表达式等语法)，用于从特定的网页中提取自己需要的信息，即所谓的实体(Item)。 用户也可以从中提取出链接,让Scrapy继续抓取下一个页面。
• 实体管道(Item Pipeline)：用于处理爬虫(spider)提取的实体。主要的功能是持久化实体、验证实体的有效性、清除不需要的信息。
• Scrapy引擎(Scrapy Engine)：Scrapy引擎是整个框架的核心。它用来控制调试器、下载器、爬虫。实际上，引擎相当于计算机的CPU,它控制着整个流程。

除此之外，还有：

• Moddlewares：engine和Spiders，engine和Downloader之间一些额外的操作，hook的方式提供给开发者。

从上面可知，只要实现Spiders（要爬取什么网站，怎么解析）和Item Piplines（如何处理解析后的内容）就可以了，其他的有框架帮你完成。如下图所示：

整个程序的执行流程如下：

注意在调用下载器时，往往有一个下载器中间件，使下载速度提速。

1. Spider发起爬虫请求，将第一个要爬取的URL给engine，告诉它任务来了
2. engine将请求添加到scheduler调度队列中，说任务就交给你了，给我安排好
3. scheduler调度队列中的请求很多，按照队列顺序取出一个请求给engine，并请求engine帮忙转发给下载器downloader
4. engine说没问题，于是就告诉下载器downloader需要下载的任务
5. downloader访问Internet获取资源，并将结果response交给engine
6. engine将第一个请求的爬取结果交给spider，并告诉他可以进行解析了
7. spider对爬取结果进行解析，产生目标字段，并将其转发给piplines
8. piplines接收到字段，保存起来。

第1步到第8步，一个请求终于完成了。是不是觉得很多余？ENGIINE夹在中间当传话筒，能不能直接跳过？可以考虑跳过了会怎么样。这里需要分析一下：

• scheduler的作用是任务调度，控制任务的并发，防止engine处理不过来
• engine：因为是基于Twisted框架的，当事件来（比如转发请求）的时候，通过回调的方式来执行对应的事件。engine让所有操作统一起来，都是按照事件的方式来组织其他组件，其他组件以低耦合的方式运作。

4. HTML基础

4.1 XPath

写爬虫最重要的是解析网页的内容，这个部分就介绍下通过XPath来解析网页，提取内容。

4.2 解析语法

• a/b：'/'在xpath里表示层级关系，左边的a是父节点，右边的b是子节点
• a//b：表示a下边所有的b，直接或者间接的
• [@]：选择具有某个属性的点

• //div[@class],//a[@x]：选择具有class属性的div节点，选择具有x属性的a节点
• //div[@class=“container”]：选择具有class属性的值为container的div节点

• //a[contains(@id,“abc”)]：选择id属性里有abc的a标签

示例：

response.xpath('//div[@class="taglist"]/ul//li//a//img/@data-original').get_all()
# 获取所有class属性为taglist的div，下一层ul下的所有li下所有的a下所有img标签下data-original的属性
# data-original这里放的是图片的url地址

其他语法可参考https://www.w3school.com.cn/xpath/xpath_syntax.asp

5. scrapy案例演示

5.1 scrapy安装

Scrapy 是用纯python编写的，它依赖于几个关键的python包（以及其他包）：

• lxml 一个高效的XML和HTML解析器
• parsel ，一个写在lxml上面的html/xml数据提取库,
• w3lib ，用于处理URL和网页编码的多用途帮助程序
• twisted 异步网络框架
• cryptography 和 pyOpenSSL ，处理各种网络级安全需求

# 安装
pip install scrapy

5.2 scrapy框架的使用

大概分成四步：

1. 创建一个scrapy项目

scrapy startproject firstSpider

2. 生成一个爬虫

scrapy genspider baidu www.baidu.com

3. 提取数据

完善spider 使用xpath等

4. 保存数据

pipeline中保存数据

5. 运行程序

• 在命令行中运行

scrapy crawl firstSpider     # firstSpider爬虫的名字

• 在PyCharm中运行爬虫

from scrapy import cmdline
cmdline.execute("scrapy crawl firstSpider".split())

5.2 创建爬虫项目

(base) D:\MyProjects\Code600\com\spider\scrapy>scrapy startproject firstSpider
New Scrapy project 'firstSpider', using template directory 'd:\anaconda\lib\site-packages\scrapy\templates\project', created in:
    D:\MyProjects\Code600\com\spider\scrapy\firstSpider

You can start your first spider with:
    cd firstSpider
    scrapy genspider example example.com

(base) D:\MyProjects\Code600\com\spider\scrapy>cd firstSpider
(base) D:\MyProjects\Code600\com\spider\scrapy>scrapy genspider baidu www.baidu.com
Created spider 'baidu' using template 'basic' in module:
  firstSpider.spiders.baidu

文件结构如下：

文件说明：

|-ProjectName #项目文件夹

|-ProjectName #项目目录

|-items.py #定义数据结构

|-middlewares.py #中间件

|-pipelines.py #数据处理

|-settings.py #全局配置

|-spiders

|-init.py #爬虫文件

|-baidu.py

|-scrapy.cfg #项目基本配置文件

spiders下的baidu.py是scrapy自动为我们生成的

import scrapy
class BaiduSpider(scrapy.Spider):
    name = 'baidu'
    allowed_domains = ['www.baidu.com']
    start_urls = ['http://www.baidu.com/']

    def parse(self, response):
        pass

其中，执行需要到scrapy.cfg同级别的目录执行

scrapy crawl firstSpider

从上可知，我们要写的是spiders里的具体的spider类和items.py和pipelines.py（对应的ITEM PIPELINES）

---

这里再看一下spdier项目的配置文件，打开文件settings.py

BOT_NAME = 'firstSpider' # 项目名
USER_AGENT = 'Mozilla/5.0' # 默认是注释的，这个东西非常重要，如果不写很容易被判断为电脑，简单写一个Mozilla/5.0即可
ROBOTSTXT_OBEY = False # 是否遵循机器人协议，默认是true，需要改为false，否则很多东西爬不了

CONCURRENT_REQUESTS = 32 # 最大并发数，很好理解，就是同时允许开启多少个爬虫线程
DOWNLOAD_DELAY = 3 # 下载延迟时间，单位是秒，控制爬虫爬取的频率，根据你的项目调整，不要太快也不要太慢，默认是3秒，即爬一个停3秒，设置为1秒性价比较高，如果要爬取的文件较多，可以写零点几秒
COOKIES_ENABLED = False # 是否保存COOKIES，默认关闭，开机可以记录爬取过程中的COKIE，非常好用的一个参数

# 默认请求头，上面写了一个USER_AGENT，其实这个东西就是放在请求头里面的，这个东西可以根据你爬取的内容做相应设置。
DEFAULT_REQUEST_HEADERS = {
  'Accept': 'text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8',
  'Accept-Language': 'en',
}

# 项目管道，300为优先级，数值越低越爬取的优先度越高
ITEM_PIPELINES = {
    'firstSpider.pipelines.FirstspiderPipeline': 300,
    'firstSpider.pipelines.ImagesspiderPipeline': 200,
}

比如这里写了两个管道，一个爬取网页的管道，一个抓取图片的管道，我调整了他们的优先级，如果有爬虫数据，优先执行爬取图片操作。

这里我们尝试用scrapy做一下爬取，打开spider.py下的baidu.py(取决于你scrapy genspider 爬虫名 域名时输入的爬虫名）

输入以下代码，我们使用xpath提取百度首页的标题title：

打开一个终端cmd，输入scrapy crawl baidu(爬虫名），就可以看到一大堆输出信息，而其中就包括我们要的内容:

注意：执行scrapy crawl需要在项目目录内操作。

使用终端运行太麻烦了，而且不能提取数据，我们一个写一个run文件作为程序的入口，splite是必须写的，目的是把字符串转为列表形式，第一个参数是scrapy，第二个crawl，第三个baidu。

from scrapy import cmdline

cmdline.execute('scrapy crawl baidu'.split())

注意：run.py文件需要位于项目目录内

6. 日志等级与日志保存

在setting.py里面可以设置日志的等级与日志存放的路径。
相关变量

• LOG_LEVEL= “”
• LOG_FILE=“日志名.log”
  日志等级分为

1. DEBUG 调试信息
2. INFO 一般信息
3. WARNING 警告
4. ERROR 普通错误
5. CRITICAL 严重错误

如果设置LOG_LEVEL="WARNING"，就只会WARNING等级之下的ERROR和CRITICAL，默认等级是1

7. 导出为json或scv格式

执行爬虫文件时添加-o选项即可

scrapy crawl 项目名 -o *.csv

scrapy crawl 项目名 -o *.json

对于json文件，在setting.js文件里添加，设置编码格式，否则会乱码：

FEED_EXPORT_ENCODING='utf-8'

示例：

from scrapy import cmdline
 
cmdline.execute('scrapy crawl baidu -o baidu.csv'.split())