爬虫为网络爬虫(又称为网页蜘蛛,网络机器人,在FOAF社区中间,更经常的称为网页追逐者),是一种按照一定的规则,自动地抓取万维网信息的程序或者脚本。另外一些不常使用的名字还有蚂蚁、自动索引、模拟程序或者蠕虫。
通过模拟浏览器发送网络请求,接收响应,按照一定规则提取数据。Python作为一种功能强大且易于学习的编程语言,非常适合用来编写网络爬虫。
爬虫的基本原理
爬虫的工作流程通常包括以下几个步骤:
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发送HTTP请求到目标网站。
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接收网站返回的响应数据,通常是HTML格式。
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解析HTML数据,提取有用信息。
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保存提取的数据,进行后续处理或分析
Python 爬虫架构主要由五个部分组成,分别是调度器、URL管理器、网页下载器、网页解析器、应用程序(爬取的有价值数据)。
- 调度器:相当于一台电脑的CPU,主要负责调度URL管理器、下载器、解析器之间的协调工作。
- URL管理器:包括待爬取的URL地址和已爬取的URL地址,防止重复抓取URL和循环抓取URL,实现URL管理器主要用三种方式,通过内存、数据库、缓存数据库来实现。
- 网页下载器:通过传入一个URL地址来下载网页,将网页转换成一个字符串,网页下载器有urllib2(Python官方基础模块)包括需要登录、代理、和cookie,requests(第三方包)
- 网页解析器:将一个网页字符串进行解析,可以按照我们的要求来提取出我们有用的信息,也可以根据DOM树的解析方式来解析。网页解析器有正则表达式(直观,将网页转成字符串通过模糊匹配的方式来提取有价值的信息,当文档比较复杂的时候,该方法提取数据的时候就会非常的困难)、html.parser(Python自带的)、beautifulsoup(第三方插件,可以使用Python自带的html.parser进行解析,也可以使用lxml进行解析,相对于其他几种来说要强大一些)、lxml(第三方插件,可以解析 xml 和 HTML),html.parser 和 beautifulsoup 以及 lxml 都是以 DOM 树的方式进行解析的。
下面用一个图来解释一下调度器是如何协调工作的:
Python爬虫的实现
在Python中,实现爬虫通常需要用到以下几个库:
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requests:用于发送网络请求。
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BeautifulSoup 或 lxml:用于解析HTML数据。
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re(正则表达式):用于进行复杂的文本匹配。
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pandas 或 csv:用于数据存储和处理。
本次实验只涉及requests库
# 一、简单爬虫框架示例代码"""通用代码框架:可使网页爬取变得更稳定更有效下面是一个爬取百度网页的例子,正常情况下是返回"""
import requestsdef get_HTML_Text():try:r = requests.get(url, timeout=30)r.raise_for_status()# 若状态不是200,引发HTTPError异常r.encoding = r.apparent_encodingreturn r.textexcept:return '产生异常!'if __name__ == '__main__':url = "http://www.baiu.com"print(get_HTML_Text())
# 二、结果分析# 正常情况:其实去掉三个www中的一个也会正常# 异常情况1:将url中http去掉# 异常情况2:将wwww.去掉# 三、总结# 异常情况的原因多样,通用代码框架并不能包含全部异常,代码写正确才是王道
requests.get(url, timeout=30) #这个代码的意思是访问这个网站30秒之后停止等待响应
url是百度的网站,本次实验的网址是百度的网址
timeout
参数是设定的秒数时间之后停止等待响应。基本上所有的生产代码都应该使用这一参数。如果不使用,你的程序可能会永远失去响应:
注意:timeout
仅对连接过程有效,与响应体的下载无关。 timeout
并不是整个下载响应的时间限制,而是如果服务器在 timeout
秒内没有应答,将会引发一个异常(更精确地说,是在 timeout
秒内没有从基础套接字上接收到任何字节的数据时)If no timeout is specified explicitly, requests do not time out.
如果 HTTP 请求返回了不成功的状态码, r.raise_for_status() 会抛出一个 HTTPError
异常。
r.encoding = r.apparent_encoding是响应的编码
return r.text是对响应进行解码
所有Requests显式抛出的异常都继承自 requests.exceptions.RequestException
注意事项
在编写爬虫时,需要遵守目标网站的robots.txt协议,尊重网站的爬虫规则,避免对网站造成不必要的负担。同时,为了防止被网站封禁,应适当控制爬取速度,可以在请求间添加延时,并使用代理IP。
通过学习Python爬虫,你可以轻松获取网络上的各种数据,为数据分析、机器学习等领域提供丰富的数据源。无论是个人学习还是职业发展,掌握Python爬虫技能都将是一项宝贵的资产。