[Python]網路爬蟲(12):爬蟲架構Scrapy的第一個爬蟲樣本入門教程__Python

來源:互聯網
上載者:User

(建議大家多看看官網教程:教程地址)


我們使用dmoz.org這個網站來作為小抓抓一展身手的對象。


首先先要回答一個問題。

問:把網站裝進爬蟲裡,總共分幾步。

答案很簡單,四步: 建立項目 (Project):建立一個新的爬蟲項目 明確目標(Items):明確你想要抓取的目標 製作爬蟲(Spider):製作爬蟲開始爬取網頁 儲存內容(Pipeline):設計管道儲存爬取內容


好的,基本流程既然確定了,那接下來就一步一步的完成就可以了。


1.建立項目(Project)

在空目錄下按住Shift鍵右擊,選擇“在此處開啟命令視窗”,輸入一下命令:

scrapy startproject tutorial

其中,tutorial為項目名稱。

可以看到將會建立一個tutorial檔案夾,目錄結構如下:

tutorial/    scrapy.cfg    tutorial/        __init__.py        items.py        pipelines.py        settings.py        spiders/            __init__.py            ...



下面來簡單介紹一下各個檔案的作用: scrapy.cfg:項目的設定檔
tutorial/:項目的Python模組,將會從這裡引用代碼 tutorial/items.py:項目的items檔案 tutorial/pipelines.py:項目的pipelines檔案 tutorial/settings.py:項目的設定檔案 tutorial/spiders/:儲存爬蟲的目錄


2.明確目標(Item)

在Scrapy中,items是用來載入抓取內容的容器,有點像Python中的Dic,也就是字典,但是提供了一些額外的保護減少錯誤。

一般來說,item可以用scrapy.item.Item類來建立,並且用scrapy.item.Field對象來定義屬性(可以理解成類似於ORM的映射關係)。

接下來,我們開始來構建item模型(model)。

首先,我們想要的內容有: 名稱(name) 連結(url) 描述(description)


修改tutorial目錄下的items.py檔案,在原本的class後面添加我們自己的class。

因為要抓dmoz.org網站的內容,所以我們可以將其命名為DmozItem:

# Define here the models for your scraped items## See documentation in:# http://doc.scrapy.org/en/latest/topics/items.htmlfrom scrapy.item import Item, Fieldclass TutorialItem(Item):    # define the fields for your item here like:    # name = Field()    passclass DmozItem(Item):    title = Field()    link = Field()    desc = Field()

剛開始看起來可能會有些看不懂,但是定義這些item能讓你用其他組件的時候知道你的 items到底是什麼。

可以把Item簡單的理解成封裝好的類對象。


3.製作爬蟲(Spider)

製作爬蟲,總體分兩步:先爬再取。

也就是說,首先你要擷取整個網頁的所有內容,然後再取出其中對你有用的部分。

3.1爬

Spider是使用者自己編寫的類,用來從一個域(或域組)中抓取資訊。

他們定義了用於下載的URL列表、跟蹤連結的方案、解析網頁內容的方式,以此來提取items。

要建立一個Spider,你必須用scrapy.spider.BaseSpider建立一個子類,並確定三個強制的屬性: name:爬蟲的識別名稱,必須是唯一的,在不同的爬蟲中你必須定義不同的名字。 start_urls:爬取的URL列表。爬蟲從這裡開始抓取資料,所以,第一次下載的資料將會從這些urls開始。其他子URL將會從這些起始URL中繼承性產生。 parse():解析的方法,調用的時候傳入從每一個URL傳回的Response對象作為唯一參數,負責解析並匹配抓取的資料(解析為item),跟蹤更多的URL。

 

這裡可以參考寬度爬蟲教程中提及的思想來協助理解,教程傳送:[Java] 知乎下巴第5集:使用HttpClient工具包和寬度爬蟲。

也就是把Url儲存下來並依此為起點逐步擴散開去,抓取所有合格網頁Url儲存起來繼續爬取。



下面我們來寫第一隻爬蟲,命名為dmoz_spider.py,儲存在tutorial\spiders目錄下。

dmoz_spider.py代碼如下:

from scrapy.spider import Spiderclass 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):        filename = response.url.split("/")[-2]        open(filename, 'wb').write(response.body)
allow_domains是搜尋的網域名稱範圍,也就是爬蟲的約束地區,規定爬蟲只爬取這個網域名稱下的網頁。

從parse函數可以看出,將連結的最後兩個地址取出作為檔案名稱進行儲存。

然後運行一下看看,在tutorial目錄下按住shift右擊,在此處開啟命令視窗,輸入:

scrapy crawl dmoz

運行結果如圖:

報錯了:

UnicodeDecodeError: 'ascii' codec can't decode byte 0xb0 in position 1: ordinal not in range(128)

運行第一個Scrapy項目就報錯,真是命運多舛。

應該是出了編碼問題,Google了一下找到瞭解決方案:

在python的Lib\site-packages檔案夾下建立一個sitecustomize.py:

import sys  sys.setdefaultencoding('gb2312')  

再次運行,OK,問題解決了,看一下結果:


最後一句INFO: Closing spider (finished)表明爬蟲已經成功運行並且自行關閉了。

包含 [dmoz]的行 ,那對應著我們的爬蟲啟動並執行結果。

可以看到start_urls中定義的每個URL都有日誌行。

還記得我們的start_urls嗎。

http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books
http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Resources

因為這些URL是起始頁面,所以他們沒有引用(referrers),所以在它們的每行末尾你會看到 (referer: <None>)。

在parse 方法的作用下,兩個檔案被建立:分別是 Books 和 Resources,這兩個檔案中有URL的頁面內容。


那麼在剛剛的電閃雷鳴之中到底發生了什麼呢。

首先,Scrapy為爬蟲的 start_urls屬性中的每個URL建立了一個 scrapy.http.Request 對象 ,並將爬蟲的parse 方法指定為回呼函數。

然後,這些 Request被調度並執行,之後通過parse()方法返回scrapy.http.Response對象,並反饋給爬蟲。


3.2取

爬取整個網頁完畢,接下來的就是的取過程了。

光儲存一整個網頁還是不夠用的。

在基礎的爬蟲裡,這一步可以用Regex來抓。

在Scrapy裡,使用一種叫做 XPath selectors的機制,它基於 XPath運算式。

如果你想瞭解更多selectors和其他機制你可以查閱資料:點我點我


這是一些XPath運算式的例子和他們的含義 /html/head/title: 選擇HTML文檔<head>元素下面的<title> 標籤。 /html/head/title/text(): 選擇前面提到的<title> 元素下面的常值內容 //td: 選擇所有 <td> 元素 //div[@class="mine"]: 選擇所有包含 class="mine" 屬性的div 標籤元素

以上只是幾個使用XPath的簡單例子,但是實際上XPath非常強大。

可以參照W3C教程:點我點我。


為了方便使用XPaths,Scrapy提供XPathSelector 類,有兩種可以選擇,HtmlXPathSelector(HTML資料解析)和XmlXPathSelector(XML資料解析)。

必須通過一個 Response 對象對他們進行執行個體化操作。

你會發現Selector對象展示了文檔的節點結構。因此,第一個執行個體化的selector必與根節點或者是整個目錄有關 。

在Scrapy裡面,Selectors 有四種基礎的方法(點擊查看API文檔):
xpath():返回一系列的selectors,每一個select表示一個xpath參數運算式選擇的節點
css():返回一系列的selectors,每一個select表示一個css參數運算式選擇的節點
extract():返回一個unicode字串,為選中的資料
re():返回一串一個unicode字串,為使用Regex抓取出來的內容


3.3xpath實驗

下面我們在Shell裡面嘗試一下Selector的用法。

實驗的網址:http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/



熟悉完了實驗的小白鼠,接下來就是用Shell爬取網頁了。

進入到項目的頂層目錄,也就是第一層tutorial檔案夾下,在cmd中輸入:

scrapy shell http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/

斷行符號後可以看到如下的內容:


在Shell載入後,你將獲得response回應,儲存在本地變數 response中。

所以如果你輸入response.body,你將會看到response的body部分,也就是抓取到的頁面內容:


或者輸入response.headers 來查看它的 header部分:



現在就像是一大堆沙子握在手裡,裡面藏著我們想要的金子,所以下一步,就是用篩子搖兩下,把雜質出去,選出關鍵的內容。

selector就是這樣一個篩子。

在舊的版本中,Shell執行個體化兩種selectors,一個是解析HTML的 hxs 變數,一個是解析XML 的 xxs 變數。

而現在的Shell為我們準備好的selector對象,sel,可以根據返回的資料類型自動選擇最佳的解析方案(XML or HTML)。

然後我們來搗弄一下。~

要徹底搞清楚這個問題,首先先要知道,抓到的頁面到底是個什麼樣子。

比如,我們要抓取網頁的標題,也就是<title>這個標籤:


可以輸入:

sel.xpath('//title')

結果就是:


這樣就能把這個標籤取出來了,用extract()和text()還可以進一步做處理。

備忘:簡單的羅列一下有用的xpath路徑運算式:

運算式 描述
nodename 選取此節點的所有子節點。
/ 從根節點選取。
// 從匹配選擇的當前節點選擇文檔中的節點,而不考慮它們的位置。
. 選取當前節點。
.. 選取當前節點的父節點。
@ 選取屬性。

全部的實驗結果如下,In[i]表示第i次實驗的輸入,Out[i]表示第i次結果的輸出(建議大家參照:W3C教程):

In [1]: sel.xpath('//title')Out[1]: [<Selector xpath='//title' data=u'<title>Open Directory - Computers: Progr'>]In [2]: sel.xpath('//title').extract()Out[2]: [u'<title>Open Directory - Computers: Programming: Languages: Python: Books</title>']In [3]: sel.xpath('//title/text()')Out[3]: [<Selector xpath='//title/text()' data=u'Open Directory - Computers: Programming:'>]In [4]: sel.xpath('//title/text()').extract()Out[4]: [u'Open Directory - Computers: Programming: Languages: Python: Books']In [5]: sel.xpath('//title/text()').re('(\w+):')Out[5]: [u'Computers', u'Programming', u'Languages', u'Python']


當然title這個標籤對我們來說沒有太多的價值,下面我們就來真正抓取一些有意義的東西。

使用Firefox的審查元素我們可以清楚地看到,我們需要的東西如下:



我們可以用如下代碼來抓取這個<li>標籤:

sel.xpath('//ul/li')

從<li>標籤中,可以這樣擷取網站的描述:

sel.xpath('//ul/li/text()').extract()



可以這樣擷取網站的標題:

sel.xpath('//ul/li/a/text()').extract()


可以這樣擷取網站的超連結:

sel.xpath('//ul/li/a/@href').extract()


當然,前面的這些例子是直接擷取屬性的方法。

我們注意到xpath返回了一個對象列表,

那麼我們也可以直接調用這個列表中對象的屬性挖掘更深的節點

(參考:Nesting selectors andWorking with relative XPaths in the Selectors):

sites = sel.xpath('//ul/li')for site in sites:    title = site.xpath('a/text()').extract()    link = site.xpath('a/@href').extract()    desc = site.xpath('text()').extract()    print title, link, desc

3.4xpath實戰

我們用shell做了這麼久的實戰,最後我們可以把前面學習到的內容應用到dmoz_spider這個爬蟲中。

在原爬蟲的parse函數中做如下修改:

from scrapy.spider import Spiderfrom scrapy.selector import Selectorclass 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/li')        for site in sites:            title = site.xpath('a/text()').extract()            link = site.xpath('a/@href').extract()            desc = site.xpath('text()').extract()            print title

注意,我們從scrapy.selector中匯入了Selector類,並且執行個體化了一個新的Selector對象。這樣我們就可以像Shell中一樣操作xpath了。

我們來試著輸入一下命令運行爬蟲(在tutorial根目錄裡面):

scrapy crawl dmoz

運行結果如下:

果然,成功的抓到了所有的標題。但是好像不太對啊,怎麼Top,Python這種導覽列也抓取出來了呢。

我們只需要紅圈中的內容:


看來是我們的xpath語句有點問題,沒有僅僅把我們需要的項目名稱抓取出來,也抓了一些無辜的但是xpath文法相同的元素。

審查元素我們發現我們需要的<ul>具有class='directory-url'的屬性,

那麼只要把xpath語句改成sel.xpath('//ul[@class="directory-url"]/li')即可

將xpath語句做如下調整:

from scrapy.spider import Spiderfrom scrapy.selector import Selectorclass 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')        for site in sites:            title = site.xpath('a/text()').extract()            link = site.xpath('a/@href').extract()            desc = site.xpath('text()').extract()            print title

成功抓出了所有的標題,絕對沒有濫殺無辜:


3.5使用Item

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