Golang 原生实现简单爬虫：了解网络爬虫原理

Posted 2021-04-25 GitChat精品课

本文来自作者  Master 在 GitChat 上分享 「Golang 原生实现简单爬虫」

探索技术的路上本应该自己造轮子，即使市面上有再多的选择，自己动手尝试也是必要的。

第一次尝试必然会问题众多，但你解决它是一件很有成就感的事情，这样才能带给你更大的进步和更深刻的领悟。

如果感兴趣的不妨一起来实现一下这个简单的爬虫。

其实用 Golang 实现爬虫是很简单是事情，但也分情况，我们这次的文章就分享一种最简单的爬虫实现方式，用到的官方库如下：

    import (  
        "fmt"  
        "io"  
        "io/ioutil"  
        "net/http"  
        "os"  
        "regexp"  
        "strconv"  
        "strings"  
        "time"  
    ）

如果你能单单通过这些库就想到该怎么做了，那你就很棒棒了。

为了让程序能一直运行下去，我们首先要有一个源网页，然后不断爬抓记录新的链接，记录的手段有很多。

比如存在数据库、通过 Redis 缓存、存在文本文件，最简单的应该就是存在数据库了，这个看你们的技术偏向了。我打算把爬来的链接储存在文本文件里。

首先，了解自己爬抓的目标，我准备爬取所有的 Golang 相关答疑或者文章，然后翻来覆去很多网站都感觉不适合做源网址，然后灵机一动，百度一下：

然后就用这样作为源网址吧：

http://www.baidu.com/s?ie=utf-8&f=8&rsv_bp=1&tn=39042058_20_oem_dg&wd=golang%E5%AE%9E%E7%8E%B0&oq=golang%2520%25E5%2588%25A0%25E9%2599%25A4%25E6%2595%25B0%25E7%25BB%2584&rsv_pq=d9be28ec0002df1b&rsv_t=8017GWpSLPhDmKilZQ1StC04EVpUAeLEP90NIm%2Bk5pRh5R9o57NHMO8Gaxm1TtSOo%2FvtJj%2B98%2Fsc&rqlang=cn&rsv_enter=1&inputT=3474&rsv_sug3=16&rsv_sug1=11&rsv_sug7=100&rsv_sug2=0&rsv_sug4=4230

有了源网址，那下面的事情只要捋顺就好办了。首先我们为了抓取到链接，需要一个正则表达式：

    var (  
        regHref = `((ht|f)tps?)://[w]{0,3}.baidu.com/link\?[a-zA-z=0-9-\s]*`    
    ）

因为这个正则表达式我们后面可能会复用，所以可以存到一个全局变量里。

一个爬虫如果不限制分秒爬抓次数，那你的网络肯定会受不了，如果电脑配置不行的话，电脑也会挂掉，所以我们需要写一个计时器，Golang 已经提供了计时器的包 => time：

    func Timer() {  
        t := time.NewTimer(time.Second * 1)  
        <-t.C  
        fmt.Print("\n\n\n执行爬抓\n\n")  
        Timer()  
    }

为什么要写在一个 Timer 函数里？当然是用来调用的。

因为我们存在两种情况，第一次爬取或不是第一次爬取的情况是做不同操作的。

那要怎么判断呢？

因为我们的链接是储存在 txt 文件里的，所以我们只需要去查 txt 文件是不是为空，如果为空就认为他是第一次执行程序，先访问源网址，否则就按照文件里的链接依次访问。

代码如下：

    func main() {  
        if checkFile("./data/", "url.txt").Size() == 0 {  
            fistStart()  
            main()  
        } else {  
            Timer()  
        }  
    }

那我们先看一下 firstStart() 函数，稍后再解释代码：

    func fistStart() {  
        var num int  
        url := "http://www.baidu.com/s?ie=utf-8&f=8&rsv_bp=1&tn=39042058_20_oem_dg&wd=golang%E5%AE%9E%E7%8E%B0&oq=golang%2520%25E5%2588%25A0%25E9%2599%25A4%25E6%2595%25B0%25E7%25BB%2584&rsv_pq=d9be28ec0002df1b&rsv_t=8017GWpSLPhDmKilZQ1StC04EVpUAeLEP90NIm%2Bk5pRh5R9o57NHMO8Gaxm1TtSOo%2FvtJj%2B98%2Fsc&rqlang=cn&rsv_enter=1&inputT=3474&rsv_sug3=16&rsv_sug1=11&rsv_sug7=100&rsv_sug2=0&rsv_sug4=4230"  
        resp, _ := http.Get(url)  
        defer resp.Body.Close()  
        body, _ := ioutil.ReadAll(resp.Body)  
        reg := regexp.MustCompile(`((ht|f)tps?)://[w]{0,3}.baidu.com/link\?[a-zA-z=0-9-\s]*`)  
        f, _ := os.OpenFile("./data/url.txt", os.O_CREATE|os.O_APPEND|os.O_RDWR, 0666)  
        defer f.Close()  
        for _, d := range reg.FindAllString(string(body), -1) {  
            ff, _ := os.OpenFile("./data/url.txt", os.O_RDWR, 0666)  
            file, _ := ioutil.ReadAll(ff)  
            dd := strings.Split(d, "")  
            dddd := ""  
            for _, ddd := range dd {  
                if ddd == "?" {  
                    ddd = `\?`  
                }  
                dddd += ddd  
            }  
            if checkRegexp(string(file), dddd, 0).(string) == "" {  
                io.WriteString(f, d+"\n")  
                fmt.Print("\n收集地址：" + d + "\n")  
                num++  
            }  
            // fmt.Print(string(file))  
            ff.Close()  
        }  
        fmt.Print("\n首次收集网络地址：" + strconv.Itoa(len(reg.FindAllString(string(body), -1))) + "\n")  
        fmt.Print("\n去重后网络地址数：" + strconv.Itoa(num))  
        fmt.Print("\n\n首次储存成功！\n")  
    }

其实很简单，就是发起一个 get 请求，然后你会获取到 byte[] 类型的数据，转换成 string 类型之后，就是网页的代码了。

分解一下（了解原理的跳过这段）：

    url := "http://www.baidu.com/s?ie=utf-8&f=8&rsv_bp=1&tn=39042058_20_oem_dg&wd=golang%E5%AE%9E%E7%8E%B0&oq=golang%2520%25E5%2588%25A0%25E9%2599%25A4%25E6%2595%25B0%25E7%25BB%2584&rsv_pq=d9be28ec0002df1b&rsv_t=8017GWpSLPhDmKilZQ1StC04EVpUAeLEP90NIm%2Bk5pRh5R9o57NHMO8Gaxm1TtSOo%2FvtJj%2B98%2Fsc&rqlang=cn&rsv_enter=1&inputT=3474&rsv_sug3=16&rsv_sug1=11&rsv_sug7=100&rsv_sug2=0&rsv_sug4=4230"  
    resp, _ := http.Get(url)  
    defer resp.Body.Close()  
    body, _ := ioutil.ReadAll(resp.Body)  
    reg := regexp.MustCompile(`((ht|f)tps?)://[w]{0,3}.baidu.com/link\?[a-zA-z=0-9-\s]*`)  
    f, _ := os.OpenFile("./data/url.txt", os.O_CREATE|os.O_APPEND|os.O_RDWR, 0666)  
    defer f.Close()

这段主要是发起一个 get 网络请求，然后把请求到的 byte 数据转成 stirng 类型的数据，跳过正则获取匹配链接获取一个链接数组（不过分赘述，如果还不懂 http 请求可以另寻百度）。

    for _, d := range reg.FindAllString(string(body), -1) {  
        ff, _ := os.OpenFile("./data/url.txt", os.O_RDWR, 0666)  
        file, _ := ioutil.ReadAll(ff)  
        dd := strings.Split(d, "")  
        dddd := ""  
        for _, ddd := range dd {  
            if ddd == "?" {  
                ddd = `\?`  
            }  
            dddd += ddd  
        }  
        if checkRegexp(string(file), dddd, 0).(string) == "" {  
            io.WriteString(f, d+"\n")  
            fmt.Print("\n收集地址：" + d + "\n")  
            num++  
        }  
        // fmt.Print(string(file))  
        ff.Close()  
    }

通过循环数组，首先对链接里的特殊符号做特出处理，然后通过 checkRegexp 函数做查重，就是防止有多个重复链接记录导致浪费资源，最后存入 txt 文件。

checkRegexp 函数：

    func checkRegexp(cont string, reg string, style int) (result interface{}) {  
        check := regexp.MustCompile(reg)  
        switch style {  
        case 0:  
            result = check.FindString(cont)  
        case 1:  
            result = check.FindAllString(cont, -1)  
        default:  
            result = check.FindAll([]byte(cont), -1)  
        }  
        return  
    }

这里，程序的首次执行已经完成，并可以成功记录爬取的链接了。程序执行如下：

再看一下我们的main函数：

    func main() {  
        if checkFile("./data/", "url.txt").Size() == 0 {  
            fistStart()  
            main()  
        } else {  
            Timer()  
        }  
    }

Timer 函数里我们写了一个计时器，防止程序崩溃或者网络崩溃，所以我这里设置了 1 秒执行一次，其实没有必要这样，一秒钟执行 3-8 次也是没什么大问题的（本地情况下），如果放在服务器上，那你得看一下自己的服务器配置和带宽配置酌情考虑了。

看一下 Timer 函数吧：

    func Timer() {  
        t := time.NewTimer(time.Second * 1)  
        <-t.C  
        fmt.Print("\n\n\n执行爬抓\n\n")  
        f, _ := os.OpenFile("./data/url.txt", os.O_CREATE|os.O_APPEND|os.O_RDWR, 0666)  
        file, _ := ioutil.ReadAll(f)  
        pageCont, _ := pageVisit(strings.Split(string(file), "\n")[0])  
        if checkRegexp(checkRegexp(pageCont, regTitle, 0).(string), regCheckTitle, 0).(string) != "" {  
            fmt.Print(checkRegexp(checkRegexp(pageCont, regTitle, 0).(string), regCheckTitle, 0).(string))  
            fmt.Print("\n有效内容 => " + checkRegexp(pageCont, regTitle, 0).(string))  
        }  
        fmt.Print("\n\n待爬抓网址共" + strconv.Itoa(len(strings.Split(string(file), "\n"))-1) + "个 => " + strings.Split(string(file), "\n")[0] + "\n")  
        DelFirstText("./data/url.txt")  
        Timer()  
    }

emm…毫不夸张的表示我看自己的代码都有点吃力。

上面的代码创建了一个计时器，时间为一秒。刚开始肯定是先要打开 url.txt 文件，因为是要做删除和添加操作的，所以打开的模式是读写追加。

[plain] view plain copy
pageCont, _ := pageVisit(strings.Split(string(file), "\n")[0])

checkRegexp 函数：

    func checkRegexp(cont string, reg string, style int) (result interface{}) {  
        check := regexp.MustCompile(reg)  
        switch style {  
        case 0:  
            result = check.FindString(cont)  
        case 1:  
            result = check.FindAllString(cont, -1)  
        default:  
            result = check.FindAll([]byte(cont), -1)  
        }  
        return  
    }

所用到的正则 => regTitle、regCheckTitle

    var (  
        // regHref       = `((ht|f)tps?)://[w]{0,3}.baidu.com/link\?[a-zA-z=0-9-\s]*`  
        regTitle      = `<title[\sa-zA-z="-]*>([^x00-xff]|[\sa-zA-Z=-：|，？"])*</title>`  
        regCheckTitle = `(为什么|怎么)*.*([G|g][O|o][L|l][A|a][N|n][G|g]).*(怎么|实现|如何|为什么).*`  
    )

regTitle 是为了在代码中匹配真标题，因为有些网站为了防止爬虫，做了一些假标题以混淆视听，但是这些小伎俩还是很容易解决的，这个 regTitle 足以屏蔽掉 70% 的假标题。

反正爬虫就是要和各大网站斗智斗勇。

regCheckTitle 是为了过滤出这个网址是不是我想要的内容，所以我简单的写了一串正则。

这串正则的意思主要是标题要带有为什么、怎么等关键词，然后标题必须有 Golang 或者 Go 的存在，这样的内容基本上是我想要的了。

判断的代码段：

    if checkRegexp(checkRegexp(pageCont, regTitle, 0).(string), regCheckTitle, 0).(string) != "" {  
        fmt.Print(checkRegexp(checkRegexp(pageCont, regTitle, 0).(string), regCheckTitle, 0).(string))  
        fmt.Print("\n有效内容 => " + checkRegexp(pageCont, regTitle, 0).(string))  
    }

如果匹配不到，那就跳过这一条链接咯，反正不是我想要的~

    DelFirstText("./data/url.txt")  
    [plain] view plain copy
    func DelFirstText(file string) {  
        var text = ""  
        f, _ := os.OpenFile(file, os.O_RDWR|os.O_CREATE, 0666)  
        files, _ := ioutil.ReadAll(f)  
        var ss = strings.Split(string(files), "\n")  
        for i := 1; i < len(ss)-1; i++ {  
            text += ss[i] + "\n"  
        }  
        defer f.Close()  
        ioutil.WriteFile(file, []byte(text), 0666)  
        fmt.Print("\n\n删除该地址 => " + ss[0])  
    }

应该有人发现，然后呢？怎么没有把东西入库，怎么没有抓取新的链接。

运行一下：

嗯，就这样，有效内容就过滤出来了。

然后如果想要把文章内容提取出来，只需要一个很简单的正则就可以了，这里的处理步骤其实可以写一个单独的函数来调用。但博主现在还没有写，可能会在第三篇写上，如果访问量破2k的话大笑

为了防止有些地方细节代码没有贴上，我把 main.go 的代码贴一下吧，也可以进文章底部的链接下载整个程序的代码实例。

别跑，文章精髓内容在底部的总结，可以往下翻翻看一下。

main.go:

    package main  

    import (  
        "fmt"  
        "io"  
        "io/ioutil"  
        "net/http"  
        "os"  
        "regexp"  
        "strconv"  
        "strings"  
        "time"  
    )  

    var (  
        // regHref       = `((ht|f)tps?)://[w]{0,3}.baidu.com/link\?[a-zA-z=0-9-\s]*`  
        regTitle      = `<title[\sa-zA-z="-]*>([^x00-xff]|[\sa-zA-Z=-：|，？"])*</title>`  
        regCheckTitle = `(为什么|怎么)*.*([G|g][O|o][L|l][A|a][N|n][G|g]).*(怎么|实现|如何|为什么).*`  
    )  

    func main() {  
        if checkFile("./data/", "url.txt").Size() == 0 {  
            fistStart()  
            main()  
        } else {  
            Timer()  
        }  
    }  

    func Timer() {  
        t := time.NewTimer(time.Second * 1)  
        <-t.C  
        fmt.Print("\n\n\n执行爬抓\n\n")  
        f, _ := os.OpenFile("./data/url.txt", os.O_CREATE|os.O_APPEND|os.O_RDWR, 0666)  
        file, _ := ioutil.ReadAll(f)  
        pageCont, _ := pageVisit(strings.Split(string(file), "\n")[0])  
        if checkRegexp(checkRegexp(pageCont, regTitle, 0).(string), regCheckTitle, 0).(string) != "" {  
            fmt.Print(checkRegexp(checkRegexp(pageCont, regTitle, 0).(string), regCheckTitle, 0).(string))  
            fmt.Print("\n有效内容 => " + checkRegexp(pageCont, regTitle, 0).(string))  
        }  
        fmt.Print("\n\n待爬抓网址共" + strconv.Itoa(len(strings.Split(string(file), "\n"))-1) + "个 => " + strings.Split(string(file), "\n")[0] + "\n")  
        DelFirstText("./data/url.txt")  
        Timer()  
    }  

    func fistStart() {  
        var num int  
        url := "http://www.baidu.com/s?ie=utf-8&f=8&rsv_bp=1&tn=39042058_20_oem_dg&wd=golang%E5%AE%9E%E7%8E%B0&oq=golang%2520%25E5%2588%25A0%25E9%2599%25A4%25E6%2595%25B0%25E7%25BB%2584&rsv_pq=d9be28ec0002df1b&rsv_t=8017GWpSLPhDmKilZQ1StC04EVpUAeLEP90NIm%2Bk5pRh5R9o57NHMO8Gaxm1TtSOo%2FvtJj%2B98%2Fsc&rqlang=cn&rsv_enter=1&inputT=3474&rsv_sug3=16&rsv_sug1=11&rsv_sug7=100&rsv_sug2=0&rsv_sug4=4230"  
        resp, _ := http.Get(url)  
        defer resp.Body.Close()  
        body, _ := ioutil.ReadAll(resp.Body)  
        reg := regexp.MustCompile(`((ht|f)tps?)://[w]{0,3}.baidu.com/link\?[a-zA-z=0-9-\s]*`)  
        f, _ := os.OpenFile("./data/url.txt", os.O_CREATE|os.O_APPEND|os.O_RDWR, 0666)  
        defer f.Close()  
        for _, d := range reg.FindAllString(string(body), -1) {  
            ff, _ := os.OpenFile("./data/url.txt", os.O_RDWR, 0666)  
            file, _ := ioutil.ReadAll(ff)  
            dd := strings.Split(d, "")  
            dddd := ""  
            for _, ddd := range dd {  
                if ddd == "?" {  
                    ddd = `\?`  
                }  
                dddd += ddd  
            }  
            if checkRegexp(string(file), dddd, 0).(string) == "" {  
                io.WriteString(f, d+"\n")  
                fmt.Print("\n收集地址：" + d + "\n")  
                num++  
            }  
            // fmt.Print(string(file))  
            ff.Close()  
        }  
        fmt.Print("\n首次收集网络地址：" + strconv.Itoa(len(reg.FindAllString(string(body), -1))) + "\n")  
        fmt.Print("\n去重后网络地址数：" + strconv.Itoa(num))  
        fmt.Print("\n\n首次储存成功！\n")  
    }  

    func pageVisit(url string) (page string, body []byte) {  
        resp, _ := http.Get(url)  
        defer resp.Body.Close()  
        body, _ = ioutil.ReadAll(resp.Body)  
        page = string(body)  
        return  
    }  

    func checkFile(dir string, file string) os.FileInfo {  
        list, _ := ioutil.ReadDir(dir)  
        for _, info := range list {  
            if info.Name() == file {  
                return info  
            }  
        }  
        return list[0]  
    }  

    func saveFile(file string, cont string) {  
        f, _ := os.OpenFile(file, os.O_RDWR|os.O_APPEND|os.O_CREATE, 0666)  
        defer f.Close()  
        io.WriteString(f, cont)  
    }  

    func checkRegexp(cont string, reg string, style int) (result interface{}) {  
        check := regexp.MustCompile(reg)  
        switch style {  
        case 0:  
            result = check.FindString(cont)  
        case 1:  
            result = check.FindAllString(cont, -1)  
        default:  
            result = check.FindAll([]byte(cont), -1)  
        }  
        return  
    }  

    func DelFirstText(file string) {  
        var text = ""  
        f, _ := os.OpenFile(file, os.O_RDWR|os.O_CREATE, 0666)  
        files, _ := ioutil.ReadAll(f)  
        var ss = strings.Split(string(files), "\n")  
        for i := 1; i < len(ss)-1; i++ {  
            text += ss[i] + "\n"  
        }  
        defer f.Close()  
        ioutil.WriteFile(file, []byte(text), 0666)  
        fmt.Print("\n\n删除该地址 => " + ss[0])  
    }

附代码实例：

https://download.csdn.net/download/superwebmaster/10415730

最后总结：

其实爬虫的基本原理的很简单的，步骤总的分为以下几步：

1. 爬虫目标，没有一个目标的爬虫是没有灵魂的爬虫

2. 自定一个源页面，也就是爬虫入口，用于获取更多资源链接

3. 发送 http 请求，获取页面内容

4. 过滤无效内容，防止浪费资源

5. 解析页面，匹配出自己想要的内容

6. 将匹配出来的有效内容入库储存

7. 注入新鲜血液（新的链接）让程序不断执行下去

这是一个最基本的爬虫功能，如果想要拓展下去，其实还有很多的玩法。深入下去你也会发现更多的问题。

因为有些网站为了防爬虫，特地把数据请求留给 Ajax，所以你爬到的页面可能是完全没有内容的，这时候，你就需要和目标网站斗智斗勇，毕竟上有政策，下有对策，办法总比困难多的。

爬虫的原理，基本上已经解释清楚了，代码的逻辑是相通的，只要理解了原理，用任何编程语言实现起来其实都是可以的。

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