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Python系列之Urllib

• Python开发

1.背景

1.1 初识爬虫

网络爬虫，是一种按照一定规则，自动抓取互联网信息的程序或者脚本，其本质是模拟浏览器打开网页，获取网页中我们想要的数据。常用的百度、谷歌的搜索引擎也是一个爬虫，把互联网中的数据搜集组合起来便于用户检索。

1.2 合法性

网络爬虫领域当前还属于拓荒阶段， “ 允许哪些行为 ” 这种基本秩序还处于建设之中。如果抓取的数据属于个人使用或科研范畴，基本不存在问题; 如果数据属于商业盈利范畴，就要就事而论，可能违法，可能不违法。

1.3 robots协议

Robots协议(也称为爬虫协议、机器人协议等)的全称是“网络爬虫排除标准”(Robots Exclusion Protocol),内容网站通过Robots协议告诉搜索引擎怎样更高效的索引到结果页并提供给用户。它规定了网站里的哪些内容可以抓取，哪些不可以抓取，大部分网站都会有一个robots协议，一般存在网站的根目录下，命名为robots.txt,以知乎为例，https://www.zhihu.com/robots.txt

image-20210918100651103

但robots协议终究是业内的一个约定，到底如何做还得看使用者。在使用爬虫时，应稍微克制一下行为，而不是使劲的薅，看看12306都惨成啥样了，被各种抢票软件，各路爬虫疯狂输出……

2.要求

2.1 当前开发环境

  • 操作系统：Window 10

  • python版本：3.8

  • 编辑器：pycharm

  • 库管理：Anconda

以上是我电脑的配置，python版本起码3+；编辑器不限制，看自己喜欢；Anconda是真的好用，早用早享受

2.2 编程基础

  • 要有一定的前端知识，会HTML，CSS，JS的基础用法

  • 懂得Python的基础语法

3.快速上手Urllib

Urllib是python内置的一个http请求库，不需要额外的安装。只需要关注请求的链接，参数，提供了强大的解析功能

Urllib库有四个模块：request，error， parse， robotparser

  1. request：发起请求（重要）

  2. error：处理错误

  3. parse：解析RUL或目录等

  4. robotparser(不怎么用)：解析网站的robot.txt

3.1 request模块

方法介绍：

1.请求方法
urllib.request.urlopen(url, data=None, [timeout, ]*)
url：地址，可以是字符串，也可以是一个Request对象
data：请求参数
timeout：设置超时

一个简单的get请求：

"""
# 爬虫就是模拟用户，向服务器发起请求，服务器会返回对应数据
# 数据抓包，使用chrome，尽量不要使用国产浏览器
# F12打开界面，点击network，刷新，会显示网页的请求，常见的请求有GET, POST, PUT, DELETE, HEAD, OPTIONS, TRACE，其中GET 和 POST 最常用
# GET请求把请求参数都暴露在URL上
# POST请求的参数放在request body，一般会对密码进行加密
# 请求头：用来模拟一个真实用户
# 相应状态码：200表示成功
"""
​
​
# 引入请求模块
import urllib.request
# 发起请求,设置超时为1s
response = urllib.request.urlopen('http://www.baidu.com', timeout = 1)
# 使用read()读取整个页面内容，使用decode('utf-8')对获取的内容进行编码
print(response.read().decode('utf-8'))
print(response.status) # 状态码，判断是否成功,200
print(response.getheaders())       # 响应头 得到的一个元组组成的列表
print(response.getheader('Server'))   #得到特定的响应头

 

推荐一个测试网站，用于提交各种请求：http://httpbin.org/，该网站的更多的用法自行搜索

一个简单的post请求

import urllib.parse
import urllib.request
# data需要的是字节流编码格式的内容，此时请求方式为post
data = bytes(urllib.parse.urlencode({"name": "WenAn"}), encoding= 'utf-8')
response = urllib.request.urlopen('http://httpbin.org/post', data= data)
print(response.read().decode('utf-8'))

 

Request对象

浏览器发起请求时都会有请求头header，爬虫想要爬取信息时，添加header，让服务器以为你是浏览器，而不是一个爬虫。urlopen无法添加其他参数，因此我们需要声明一个request对象来添加header

如何获取Header：

随便打开一个网页(以chrome为例)，快捷键F12或者右键打开开发者页面，点击network，刷新页面，再随便点击一个链接

image-20210920154949003

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Request介绍

urllib.request.Request(url, data=None, headers={}, method=None)
headers: 定义请求头
method：默认为get，当传入参数时为post

例子：

import urllib.request
import urllib.parse
​
url = 'http://httpbin.org/post'
# 添加请求头
headers = {'user-agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36(KHTML, like Gecko) Chrome/71.0.3578.98 Safari/537.36', 'Host':'httpbin.org'}
dict = {
    'name':'WenAn'
}
data = bytes(urllib.parse.urlencode(dict), encoding = 'utf-8')
request = urllib.request.Request(url, data=data, headers=headers, method='POST')
response = urllib.request.urlopen(request)
print(response.read().decode('utf-8'))

3.2Error 模块

Error模块下有三个异常类：

  • URLError

    • 处理程序在遇到问题时会引发此异常（或其派生的异常）

    • 只有一个reason属性

  • HTTPError

    • 是URLError的一个子类，有更多的属性，如code， reason，headers

    • 适用于处理特殊 HTTP 错误例如作为认证请求的时候。

  • ContentTooShortError

    • 此异常会在 urlretrieve() 函数检测到已下载的数据量小于期待的数据量（由 Content-Length 头给定）时被引发。 content 属性中将存放已下载（可能被截断）的数据。

例子1.

from urllib import request, error
try:
    # 打开百度里面的a.html页面，因为它根本不存在，所以会抛出异常
    response = request.urlopen('http://www.baidu.com/a.html')
except error.URLError as e:
    print(e.reason) #Not Found

例子2.

# 一样的例子，只不过把URLError换成了HTTPError
from urllib import request, error
try:
    response = request.urlopen('http://www.baidu.com/a.html')
except error.HTTPError as e:
    print(e.reason)
    print(e.code)
    print(e.headers)
​
# 输出结果
"""
Not Found
​
404
​
Content-Length: 204
Connection: keep-alive
Content-Type: text/html; charset=iso-8859-1
Date: Sat, 18 Sep 2021 14:18:51 GMT
Keep-Alive: timeout=4
Proxy-Connection: keep-alive
Server: Apache
"""

3.3Parse 模块

parse模块定义了url的标准接口，实现url的各种抽取，解析，合并，编码，解码

urlencode()介绍---参数编码

它将字典构形式的参数序列化为url编码后的字符串，在前面的request模块有用到

import urllib.parse
dict = {
    'name':'WenAn',
    'age': 20
}
params = urllib.parse.urlencode(dict)
print(params)
# name=WenAn&age=20

quote()介绍---中文RUL编解码

import urllib.parse
params = '憨憨没了心'
base_url = 'https://www.baidu.com/s?wd='
url = base_url + urllib.parse.quote(params)
print(url)
# https://www.baidu.com/s?wd=%E6%86%A8%E6%86%A8%E6%B2%A1%E4%BA%86%E5%BF%83

# 使用unquote()对中文解码
url1 = 'https://www.baidu.com/s?wd=%E6%86%A8%E6%86%A8%E6%B2%A1%E4%BA%86%E5%BF%83'
print(urllib.parse.unquote(url1))
# https://www.baidu.com/s?wd=憨憨没了心

urlparse()介绍—-URL分段

urllib.parse.urlparse(urlstring, scheme='', allow_fragments=True)
urlstring：待解析的url
scheme=''：假如解析的url没有协议,可以设置默认的协议,如果url有协议，设置此参数无效
allow_fragments=True：是否忽略锚点、片断标识符，如'#' ,默认为True表示不忽略,为False表示忽略

例子1.

from urllib.parse import urlparse
a = urlparse("https://docs.python.org/zh-cn/3/library/urllib.parse.html")
print(a)
# 返回一个数组，是url的拼接部分，可以访问具体的值
# ParseResult(scheme='https', netloc='docs.python.org', path='/zh-cn/3/library/urllib.parse.html', params='', query='', fragment='')

print(a.scheme)
print(a.netloc)
print(a.path)
print(a.params)
print(a.query)
print(a.fragment)
"""
scheme:表示协议
netloc:域名
path:路径
params:参数
query:查询条件，一般都是get请求的url
fragment:锚点，用于直接定位页面的下拉位置，跳转到网页的指定位置
"""

urlunparse()介绍----URL构造

import urllib.parse
url_params = ('http', 'baidu.com', '/a', '', '', '')
url = urllib.parse.urlunparse(url_params)
print(url)

#http://baidu.com/a

urljoin()介绍----URL拼接

# 给一个基础url，给一个后缀url，进行拼接
from urllib import parse
base_url = 'http://www.cwi.nl/%7Eguido/Python.html'
sub_url = 'FAQ.html'
url = parse.urljoin(base_url, sub_url)
print(url)
# http://www.cwi.nl/%7Eguido/FAQ.html

4.高级应用

4.1 Opener

opener是 urllib.request.OpenerDirector 的实例，如上文提到的urlopen便是一个已经构建好的特殊opener，但urlopen()仅提供了最基本的功能，如不支持代理，cookie等

自定义Opener的流程

  • 使用相关的 Handler处理器来创建特定功能的处理器对象

  • 通过 urllib.request.build_opener()方法使用处理器对象，创建自定义opener对象

  • 使用自定义的opener对象，调用open()方法发送请求

关于全局Opener

如果要求程序里面的所有请求都使用自定义的opener，使用urllib.request.install_opener()

import urllib.request
# 创建handler
http_handler = urllib.request.HTTPHandler()
# 创建opener
opener = urllib.request.build_opener(http_handler)
# 创建Request对象
request = urllib.request.Request('https://www.python.org/')

# 局部opener,只能使用.open()来访问
# response = opener.open(request)


# 全局opener，之后调用urlopen，都将使用这个自定义opener
urllib.request.install_opener(opener)
response = urllib.request.urlopen(request)

print(response.read().decode('utf8'))

 

 

4.2 代理设置

代理原理

正常流程：本机请求访问一个网站，把请求发给Web服务器，Web服务器把相应数据传回。

使用代理：本机和服务器之间出现了第三方，本机向代理服务器发出请求，代理服务器向Web服务器发出请求，相应数据通过代理服务器转发回到本机

区别：Web服务器识别出的IP只是代理服务器的IP，而不是本机的IP，从而实现了IP伪装

 

使用代理IP，可以更方便的爬取数据。很多网站会在某个时间段内检查某个IP的访问次数，如果访问次数过高出现异常，便会封禁该IP，禁止其访问网站。使用代理便可以每隔一个时间段换一个代理，如果某个IP被禁了，换个IP便可继续爬取数据。

这里推荐几个提供免费代理服务的网站：

更多的IP自己去网上搜索，谁也不能保证这些免费ip能用到啥时候

import urllib.request

# 创建handler
proxy_handler = urllib.request.ProxyHandler({
    'http': '218.78.22.146:443',
    'http': '223.100.166.3',
    'http': '113.254.178.224',
    'http': '115.29.170.58',
    'http': '117.94.222.233'
})
# 创建opener
opener = urllib.request.build_opener(proxy_handler)
header = {
    "User-Agent" : "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/93.0.4577.82 Safari/537.36"
}
request = urllib.request.Request('https://www.httpbin.org/get', headers=header)

# 配置全局opener
urllib.request.install_opener(opener)
response = urllib.request.urlopen(request)
print(response.read().decode('utf-8'))

4.3 Cookie

Cookie是网站为了识别用户身份而存储在用户本地端的数据，该数据通常经过加密。

Cookie 主要用于以下三个方面：

  • 会话状态管理（如用户登录状态、购物车、游戏分数或其它需要记录的信息）

  • 个性化设置（如用户自定义设置、主题等）

  • 浏览器行为跟踪（如跟踪分析用户行为等）

cookielib库

该模块主要功能是提供可存储cookie的对象。使用此模块捕获cookie并在后续连接请求时重新发送，还可以用来处理包含cookie数据的文件。

这个模块主要提供了这几个对象，CookieJar，FileCookieJar，MozillaCookieJar,LWPCookieJar。

  • CookieJar：对象存储在内存中

  • FileCookieJar，MozillaCookieJar，LWPCookieJar：存储在文件中，生成对应格式的cookie文件，一般使用某两种

获取Cookie

import http.cookiejar
import urllib.request
# 创建cookie对象
cookie = http.cookiejar.CookieJar()
handler = urllib.request.HTTPCookieProcessor(cookie)
opener = urllib.request.build_opener(handler)
response = opener.open('http://www.baidu.com')
# 在获取response后cookie会被自动赋值
for i in cookie:
    print(i.name+"="+i.value)

保存Cookie到本地

import http.cookiejar
import urllib.request

filename = 'cookie.txt'
# cookie = http.cookiejar.MozillaCookieJar(filename)
cookie = http.cookiejar.LWPCookieJar(filename)
handler = urllib.request.HTTPCookieProcessor(cookie)
opener = urllib.request.build_opener(handler)
# 获取response后cookie会被自动赋值
response = opener.open('http://www.baidu.com')
# 保存cookie.txt文件
cookie.save(ignore_discard=True, ignore_expires=True)

读取Cookie文件

import urllib.request
import http.cookiejar

# cookie对象要和生产cookie文件的对象保持一致，是LWP还是Mozilla
# cookie = http.cookiejar.MozillaCookieJar
cookie = http.cookiejar.LWPCookieJar()
cookie.load('cookie.txt', ignore_expires=True, ignore_discard=True)
handler = urllib.request.HTTPCookieProcessor(cookie)
opener = urllib.request.build_opener(handler)
response = opener.open("http://www.baidu.com")
print(response.read().decode('utf-8'))

以上便是urllib的常用内容

附上urllib参考文档：https://docs.python.org/zh-cn/3/library/urllib.html

个人博客：wenancoding.com

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