为什么爬虫工程师应该有一些基本的后端常识？

Posted 2021-06-29 Python猫

剧照：眷思量

作者：kingname

来源：未闻Code

今天在粉丝交流群里面，有个同学说他发现了Requests的一个 bug，并修复了它：

聊天记录中对应的图片为：

看到这个同学的截图，我大概知道他遇到了什么问题，以及为什么会误认为这是 Requests 的 bug。

要解释这个问题，我们需要首先明白一个问题，那就是 JSON 字符串的两种显示形式和json.dumps的ensure_ascii参数。

假设我们在 Python 里面有一个字典：

info = {'name': '青南', 'age': 20}

当我们想把它转成 JSON 字符串的时候，我们可能会这样写代码：

import json
info = {'name': '青南', 'age': 20}
info_str = json.dumps(info)
print(info_str)

运行效果如下图所示，中文变成了 Unicode 码：

我们也可以增加一个参数ensure_ascii=False，让中文正常显示出来：

info_str = json.dumps(info, ensure_ascii=False)

运行效果如下图所示：

这位同学认为，由于{"name": "\\u9752\\u5357", "age": 20}和{"name": "青南", "age": 20}从字符串角度看，显然不相等。而 Requests 在 POST 发送数据的时候，默认是没有这个参数，而对json.dumps来说，省略这个参数等价于ensure_ascii=True：

所以实际上Requests在 POST 含有中文的数据时，会把中文转成 Unicode 码发给服务器，于是服务器根本就拿不到原始的中文信息了。所以就会导致报错。

但实际上，并不是这样的。我常常跟群里的同学说，做爬虫的同学，应该要有一些基本的后端常识，才不至于被这种现象误导。为了说明为什么上面这个同学的理解是错误的，为什么这不是 Requests 的 bug，我们自己来写一个含有 POST 的服务，来看看我们POST 两种情况的数据有没有区别。为了证明这个特性与网络框架无关，我这里分别使用Flask、Fastapi 、Gin 来进行演示。

首先，我们来看看Requests 测试代码。这里用3种方式发送了 JSON 格式的数据：

import requests 
import json 

body = {
    'name': '青南',
    'age': 20
}
url = 'http://127.0.0.1:5000/test_json'

# 直接使用 json=的方式发送
resp = requests.post(url, json=body).json() 
print(resp)

headers = {
    'Content-Type': 'application/json'
}

# 提前把字典序列化成 JSON 字符串，中文转成 Unicode，跟第一种方式等价
resp = requests.post(url,
                     headers=headers,
                     data=json.dumps(body)).json()
print(resp)

# 提前把字典序列化成 JSON 字符串，中文保留
resp = requests.post(url,
                     headers=headers,
                     data=json.dumps(body, ensure_ascii=False).encode()).json()
print(resp)

这段测试代码使用3种方式发送 POST 请求，其中，第一种方法就是 Requests 自带的json=参数，参数值是一个字典。Requests 会自动把它转成 JSON 字符串。后两种方式，是我们手动提前把字典转成 JSON 字符串，然后使用data=参数发送给服务器。这两种方式需要在 Headers 里面指明'Content-Type': 'application/json'，服务器才知道发上来的是 JSON 字符串。

我们再来看看 Flask 写的后端代码：

from flask import Flask, request
app = Flask(__name__)


@app.route('/')
def index():
    return {'success': True}


@app.route('/test_json', methods=["POST"])
def test_json():
    body = request.json 
    msg = f'收到 POST 数据，{body["name"]=}, {body["age"]=}'
    print(msg)
    return {'success': True, 'msg': msg}

运行效果如下图所示：

可以看到，无论使用哪种 POST 方式，后端都能接收到正确的信息。

我们再来看 Fastapi 版本：

from fastapi import FastAPI
from pydantic import BaseModel 


class Body(BaseModel):
    name: str
    age: int 

app = FastAPI()



@app.get('/')
def index():
    return {'success': True}


@app.post('/test_json')
def test_json(body: Body):
    msg = f'收到 POST 数据，{body.name=}, {body.age=}'
    print(msg)
    return {'success': True, 'msg': msg}

运行效果如下图所示，三种 POST 发送的数据，都能被后端正确识别：

我们再来看看 Gin 版本的后端：

package main

import (
    "fmt"
    "net/http"

    "github.com/gin-gonic/gin"
)

type Body struct {
    Name string `json:"name"`
    Age  int16  `json:"age"`
}

func main() {
    r := gin.Default()
    r.GET("/", func(c *gin.Context) {
        c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
            "message": "running",
        })
    })
    r.POST("/test_json", func(c *gin.Context) {
        json := Body{}
        c.BindJSON(&json)
        msg := fmt.Sprintf("收到 POST 数据，name=%s, age=%d", json.Name, json.Age)
        fmt.Println(">>>", msg)
        c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
            "msg": fmt.Sprintf("收到 POST 数据，name=%s, age=%d", json.Name, json.Age),
        })
    })
    r.Run()
}

运行效果如下，三种请求方式的数据完全相同：

从这里可以知道，无论我们 POST 提交的 JSON 字符串中，中文是以 Unicode 码的形式存在还是直接以汉字的形式存在，后端服务都可以正确解析。

为什么我说中文在 JSON 字符串里面以哪种形式显示并不重要呢？这是因为，对 JSON 字符串来说，编程语言把它重新转换为对象的过程（叫做反序列化），本身就可以正确处理他们。我们来看下图：

ensure_ascii参数的作用，仅仅控制的是 JSON 的显示样式，当ensure_ascii为True的时候，确保 JSON 字符串里面只有 ASCII 字符，所以不在 ASCII 128个字符内的字符，都会被转换。而当ensure_ascii为False的时候，这些非 ASCII 字符依然以原样显示。这就像是一个人化妆和不化妆一样，本质并不会改变。现代化的编程语言在对他们进行反序列化的时候，两种形式都能正确识别。

所以，如果你是用现代化的 Web 框架来写后端，那么这两种 JSON 形式应该是没有任何区别的。Request 默认的json=参数，相当于ensure_ascii=True，任何现代化的 Web 框架都能正确识别 POST 提交上来的内容。

当然，如果你使用的是 C 语言、汇编或者其他语言来裸写后端接口，那确实可能有所差别。可智商正常的人，谁会这样做？

综上所述，这位同学遇到的问题，并不是 Requests 的 bug，而是他的后端接口本身有问题。可能那个后端使用了某种弱智 Web 框架，它接收到的被 POST 发上来的信息，没有经过反序列化，就是一段 JSON 字符串，而那个后端程序员使用正则表达式从 JSON 字符串里面提取数据，所以当发现 JSON 字符串里面没有中文的时候，就报错了。

除了这个 POST 发送 JSON 的问题，以前我有个下属，在使用 Scrapy 发送 POST 信息的时候，由于不会写POST 的代码，突发奇想，把 POST 发送的字段拼接到 URL 上，然后用 GET 方式请求，发现也能获取数据，类似于：

body = {'name': '青南', 'age': 20}
url = 'http://www.xxx.com/api/yyy'
requests.post(url, json=body).text

requests.get('http://www.xxx.com/api/yyy?name=青南&age=20').text

于是，这个同学得出一个结论，他认为这是一个普遍的规律，所有 POST 的请求都可以这样转到 GET 请求。

但显然，这个结论也是不正确的。这只能说明，这个网站的后端程序员，让这个接口能同时兼容两种提交数据的方式，这是需要后端程序员额外写代码来实现的。在默认情况下，GET 和 POST 是两种完全不同的请求方式，也不能这样转换。

如果这位同学会一些简单的后端，那么他立刻就可以写一个后端程序来验证自己的猜想。

再来一个例子，有一些网站，他们在 URL 中可能会包含另外一个 URL，例如：

https://kingname.info/get_info?url=https://abc.com/def/xyz?id=123&db=admin

如果你没有基本的后端知识，那么你可能看不出上面的网址有什么问题。但是如果你有一些基本的后端常识，那么你可能会问一个问题：网址中的&db=admin，是属于https://kingname.info/get_info的一个参数，跟url=平级；还是属于https://abc.com/def/xyz?id=123&db=admin的参数？你会疑惑，后端也会疑惑，所以这就是为什么我们这个时候需要 urlencode 的原因，毕竟下面两种写法，是完全不一样的：

https://kingname.info/get_info?url=https%3A%2F%2Fabc.com%2Fdef%2Fxyz%3Fid%3D123%26db%3Dadmin

https://kingname.info/get_info?url=https%3A%2F%2Fabc.com%2Fdef%2Fxyz%3Fid%3D123&db=admin

最后，以我的爬虫书序言中的一句话来作为总结：

爬虫是一门杂学，如果你只会爬虫，那么你是学不好爬虫的。

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