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Python Scrapy爬虫框架详解

Scrapy 是一个基于 Twisted 实现的异步处理爬虫框架,该框架使用纯 Python 语言编写。Scrapy 框架应用广泛,常用于数据采集、网络监测,以及自动化测试等。

提示:Twisted 是一个基于事件驱动的网络引擎框架,同样采用 Python 实现。

Scrapy下载安装

Scrapy 支持常见的主流平台,比如 Linux、Mac、Windows 等,因此你可以很方便的安装它。本节以 Windows 系统为例,在 CMD 命令行执行以下命令:
python -m pip install Scrapy
由于 Scrapy 需要许多依赖项,因此安装时间较长,大家请耐心等待,关于其他平台的安装方法,可参考官方文档《Scrapy安装指南》。

验证安装,如下所示:
C:\Users\Administrator>python
Python 3.7.4 (tags/v3.7.4:e09359112e, Jul  8 2019, 19:29:22) [MSC v.1916 32 bit (Intel)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import scrapy
>>> exit()
如果可以正常执行exit()操作,并且没有出现 ERROR 错误,则说明安装成功。

创建Scrapy爬虫项目

Scrapy 框架提供了一些常用的命令用来创建项目、查看配置信息,以及运行爬虫程序。常用指令如下所示:

常用指令
命令 格式 说明
startproject scrapy startproject <项目名> 创建一个新项目。
genspider scrapy genspider <爬虫文件名> <域名> 新建爬虫文件。
runspider scrapy runspider <爬虫文件> 运行一个爬虫文件,不需要创建项目。
crawl scrapy crawl <spidername> 运行一个爬虫项目,必须要创建项目。
list scrapy list 列出项目中所有爬虫文件。
view scrapy view <url地址> 从浏览器中打开 url 地址。
shell csrapy shell <url地址> 命令行交互模式。
settings scrapy settings 查看当前项目的配置信息。

1) 创建第一个Scrapy爬虫项目

下面创建名为 Baidu 的爬虫项目,打开 CMD 命令提示符进行如下操作:
C:\Users\Administrator>cd Desktop

C:\Users\Administrator\Desktop>scrapy startproject Baidu
New Scrapy project 'Baidu', using template directory 'd:\python\python37\lib\site-packages\scrapy\templates\project', created in:
    C:\Users\Administrator\Desktop\Baidu
# 提示后续命令操作
You can start your first spider with:
    cd Baidu
    scrapy genspider example example.com
打开新建的项目“Baidu”会有以下项目文件,如图所示:


图1:项目文件


接下来,创建一个爬虫文件,如下所示:
C:\Users\Administrator\Desktop>cd Baidu
C:\Users\Administrator\Desktop\Baidu>scrapy genspider baidu www.baidu.com
Created spider 'baidu' using template 'basic' in module:
  Baidu.spiders.baidu
下面呈现了项目的目录树结构,以及各个文件的作用:
Baidu                   # 项目文件夹
├── Baidu               # 用来装载项目文件的目录
│   ├── items.py        # 定义要抓取的数据结构
│   ├── middlewares.py  # 中间件,用来设置一些处理规则
│   ├── pipelines.py    # 管道文件,处理抓取的数据
│   ├── settings.py     # 全局配置文件
│   └── spiders         # 用来装载爬虫文件的目录  
│       ├── baidu.py    # 具体的爬虫程序
└── scrapy.cfg          # 项目基本配置文件
从上述目录结构可以看出,Scrapy 将整个爬虫程序分成了不同的模块,让每个模块负责处理不同的工作,而且模块之间紧密联系。因此,您只需要在相应的模块编写相应的代码,就可以轻松的实现一个爬虫程序。

Scrapy爬虫工作流程

Scrapy 框架由五大组件构成,如下所示:

Scrapy 五大组件
名称 作用说明
Engine(引擎) 整个 Scrapy 框架的核心,主要负责数据和信号在不同模块间传递。
Scheduler(调度器) 用来维护引擎发送过来的 request 请求队列。
Downloader(下载器) 接收引擎发送过来的 request 请求,并生成请求的响应对象,将响应结果返回给引擎。
Spider(爬虫程序) 处理引擎发送过来的 response, 主要用来解析、提取数据和获取需要跟进的二级URL,然后将这些数据交回给引擎。
Pipeline(项目管道) 用实现数据存储,对引擎发送过来的数据进一步处理,比如存 MySQL 数据库等。

在整个执行过程中,还涉及到两个 middlewares 中间件,分别是下载器中间件(Downloader Middlewares)和蜘蛛中间件(Spider Middlewares),它们分别承担着不同的作用:
  • 下载器中间件,位于引擎和下载器之间,主要用来包装 request 请求头,比如 UersAgent、Cookies 和代理 IP 等
  • 蜘蛛中间件,位于引擎与爬虫文件之间,它主要用来修改响应对象的属性。

Scrapy 工作流程示意图如下所示:


图1:工作流程示意图


上述示意图描述如下,当一个爬虫项目启动后,Scrapy 框架会进行以下工作:
  • 第一步:由“引擎”向爬虫文件索要第一个待爬取的 URL,并将其交给调度器加入 URL 队列当中(对应图中1/2步骤)。
  • 第二步:调度器处理完请求后, 将第一个 URL 出队列返回给引擎;引擎经由下载器中间件将该 URL 交给下载器去下载 response 对象(对应3/4步骤)。
  • 第三步:下载器得到响应对象后,将响应结果交给引擎,引擎收到后,经由蜘蛛中间件将响应结果交给爬虫文件(对应5/6步骤)。
  • 第四步:爬虫文件对响应结果进行处理、分析,并提取出所需要的数据。
  • 第五步:最后,提取的数据会交给管道文件去存数据库,同时将需要继续跟进的二级页面 URL 交给调度器去入队列(对应7/8/9步骤)。

上述过程会一直循环,直到没有要爬取的 URL 为止,也就是 URL 队列为空时才会停止。

settings配置文件

在使用 Scrapy 框架时,还需要对配置文件进行稍微改动。下面使用 Pycharm 打开刚刚创建的“Baidu”项目,对配置文件进行如下修改:
# 1、定义User-Agent
USER_AGENT = 'Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 7.0; Windows NT 6.0)'
# 2、是否遵循robots协议,一般设置为False
ROBOTSTXT_OBEY = False
# 3、最大并发量,默认为16
CONCURRENT_REQUESTS = 32
# 4、下载延迟时间
DOWNLOAD_DELAY = 1
其余常用配置项介绍:
# 设置日志级别,DEBUG < INFO < WARNING < ERROR < CRITICAL
LOG_LEVEL = ' '
# 将日志信息保存日志文件中,而不在终端输出
LOG_FILE = ''
# 设置导出数据的编码格式(主要针对于json文件)
FEED_EXPORT_ENCODING = ''
# 非结构化数据的存储路径
IMAGES_STORE = '路径'
# 请求头,此处可以添加User-Agent、cookies、referer等
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 代表激活的优先级 越小越优先,取值1到1000
ITEM_PIPELINES={
  'Baidu.pipelines.BaiduPipeline':300
}
# 添加下载器中间件
DOWNLOADER_MIDDLEWARES = {}
想要了解更多关于 Scrapy 框架的知识,可参考官方文档:https://docs.scrapy.org/en/latest/index.html

本文链接:http://task.lmcjl.com/news/18191.html

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