如何快速掌握Python数据采集与网络爬虫技术

Posted 2021-04-30 天善大数据

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了如何快速掌握Python数据采集与网络爬虫技术相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

点击上图开始学习韦玮老师最新网络爬虫课程

畅销书《精通Python网络爬虫》作者，阿里云社区技术专家

本文详细讲解了python网络爬虫基础入门，并介绍抓包分析等技术，实战训练三个网络爬虫案例，并简单补充了常见的反爬策略与反爬攻克手段。通过本文的学习，可以快速掌握网络爬虫基础，结合实战练习，写出一些简单的爬虫项目。

本次的分享主要围绕以下五个方面：

一、数据采集与网络爬虫技术简介

二、网络爬虫技术入门

三、抓包分析

四、挑战案例

五、推荐博文

一、数据采集与网络爬虫技术简介

网络爬虫是用于数据采集的一门技术，可以帮助我们自动地进行信息的获取与筛选。

从技术手段来说，网络爬虫有多种实现方案，如php、Java、Python ...。那么用python 也

会有很多不同的技术方案（Urllib、requests、scrapy、selenium...)，每种技术各有各的特点，只需掌握一种技术，其它便迎刃而解。同理，某一种技术解决不了的难题，用其它技术或方依然无法解决。网络爬虫的难点并不在于网络爬虫本身，而在于网页的分析与爬虫的反爬攻克问题。希望在本次课程中大家可以领会爬虫中相对比较精髓的内容。

二、网络爬虫技术入门

在本次课中，将使用Urllib技术手段进行项目的编写。同样，掌握了该技术手段，其他的技术手段也不难掌握，因为爬虫的难点不在于技术手段本身。

本知识点包括如下内容：

·Urllib基础

·浏览器伪装

·用户代理池

·糗事百科爬虫实战

需要提前具备的基础知识：正则表达式

1）Urllib基础

爬网页

打开python命令行界面，两种方法：ulropen()爬到内存，urlretrieve()爬到硬盘文件。

>>> import urllib.request
#open百度，读取并爬到内存中，解码(ignore可忽略解码中的细微错误), 并赋值给data
>>> data=urllib.request.ulropen("http://www.baidu.com").read().decode("utf-8”, “ignore")
#判断网页内的数据是否存在，通过查看data长度
>>> len(data)

提取网页标题

#首先导入正则表达式, .*？代表任意信息，()代表要提取括号内的内容
>>> import re
#正则表达式
>>> pat="<title>(.*?)</title>"
#re.compile()指编译正则表达式
#re.S是模式修正符，网页信息往往包含多行内容，re.S可以消除多行影响
>>> rst=re.compile(pat,re.S).findall(data)
>>> print(rst)
[‘百度一下，你就知道’]
#同理，只需换掉网址可爬取另一个网页内容
>>> data=urllib.request.ulropen("http://www.jd.com").read().decode("utf-8", "ignore")
>>> rst=re.compile(pat,re.S).findall(data)
>>> print(rst)

上面是将爬到的内容存在内存中，其实也可以存在硬盘文件中，使用urlretrieve()方法

>>> urllib.request.urlretrieve("http://www.jd.com",filename="D:/我的教学/Python/阿里云系列直播/第2次直播代码/test.html")

之后可以打开test.html，京东网页就出来了。由于存在隐藏数据，有些数据信息和图片无法显示，可以使用抓包分析进行获取。

2）浏览器伪装

尝试用上面的方法去爬取糗事百科网站url="https://www.qiushibaike.com/"，会返回拒绝访问的回复，但使用浏览器却可以正常打开。那么问题肯定是出在爬虫程序上，其原因在于爬虫发送的请求头所导致。

打开糗事百科页面，如下图，通过F12，找到headers，这里主要关注用户代理User-Agent字段。User-Agent代表是用什么工具访问糗事百科网站的。不同浏览器的User-Agent值是不同的。那么就可以在爬虫程序中，将其伪装成浏览器。

如何快速掌握Python数据采集与网络爬虫技术

将User-Agent设置为浏览器中的值，虽然urlopen()不支持请求头的添加，但是可以利用opener进行addheaders，opener是支持高级功能的管理对象。代码如下：

#浏览器伪装
url="https://www.qiushibaike.com/"
#构建opener
opener=urllib.request.build_opener()
#User-Agent设置成浏览器的值
UA=("User-Agent","Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/49.0.2623.221 Safari/537.36 SE 2.X MetaSr 1.0")
#将UA添加到headers中
opener.addheaders=[UA]
urllib.request.install_opener(opener)
data=urllib.request.urlopen(url).read().decode("utf-8","ignore")

3）用户代理池

第一步，收集大量的用户代理User-Agent

#用户代理池

uapools=[
    "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/51.0.2704.79 Safari/537.36 Edge/14.14393",
    "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/49.0.2623.22 Safari/537.36 SE 2.X MetaSr 1.0",
    "Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 7.0; Windows NT 5.1; Maxthon 2.0)",
    ]

第二步，建立函数UA()，用于切换用户代理User-Agent

def UA():
    opener=urllib.request.build_opener()
    #从用户代理池中随机选择一个
    thisua=random.choice(uapools)
    ua=("User-Agent",thisua)
    opener.addheaders=[ua]
    urllib.request.install_opener(opener)
    print("当前使用UA："+str(thisua))

for循环，每访问一次切换一次UA

for i in range(0,10):
    UA()
    data=urllib.request.urlopen(url).read().decode("utf-8","ignore")

每爬3次换一次UA

for i in range(0,10):
    if(i%3==0):
        UA()
    data=urllib.request.urlopen(url).read().decode("utf-8","ignore")

（*每几次做某件事情，利用求余运算）

4）第一项练习-糗事百科爬虫实战

目标网站：https://www.qiushibaike.com/

需要把糗事百科中的热门段子爬取下来，包括翻页之后内容，该如何获取？

第一步，对网址进行分析，如下图所示，发现翻页之后变化的部分只是page后面的页面数字。

如何快速掌握Python数据采集与网络爬虫技术

第二步，思考如何提取某个段子？查看网页代码，如下图所示，可以发现<div>的数量和每页段子数量相同，可以用<div>这个标识提取出每条段子信息。

如何快速掌握Python数据采集与网络爬虫技术

第三步，利用上面所提到的用户代理池进行爬取。首先建立用户代理池，从用户代理池中随机选择一项，设置UA。

import urllib.request
import re
import random

#用户代理池
uapools=[
    "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/51.0.2704.79 Safari/537.36 Edge/14.14393",
    "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/49.0.2623.22 Safari/537.36 SE 2.X MetaSr 1.0",
    "Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 7.0; Windows NT 5.1; Maxthon 2.0)",
    ]
def UA():
    opener=urllib.request.build_opener()
    thisua=random.choice(uapools)
    ua=("User-Agent",thisua)
    opener.addheaders=[ua]
    urllib.request.install_opener(opener)
    print("当前使用UA："+str(thisua))

for循环，爬取第1页到第36页的段子内容

for i in range(0,35):
    UA()
    #构造不同页码对应网址
    thisurl="http://www.qiushibaike.com/8hr/page/"+str(i+1)+"/"
    data=urllib.request.urlopen(thisurl).read().decode("utf-8","ignore")
    #利用<div>提取段子内容
    pat='<div>.*?<span>(.*?)</span>.*?</div>'
    rst=re.compile(pat,re.S).findall(data)
    for j in range(0,len(rst)):
        print(rst[j])
        print("-------")

还可以定时的爬取：

import time

然后在后面调用time.sleep()方法

换言之，学习爬虫需要灵活变通的思想，针对不同的情况，不同的约束而灵活运用。

三、抓包分析

抓包分析可以将网页中的访问细节信息取出。有时会发现直接爬网页时是无法获取到目标数据的，因为这些数据做了隐藏，此时可以使用抓包分析的手段进行分析，并获取隐藏数据。

1）Fiddler简介

抓包分析可以直接使用浏览器F12进行，也可以使用一些抓包工具进行，这里推荐Fiddler，具体配置方法可参考下面的博文：

简单配置：

https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404157790875745313&mod=zwenzhang

出现问题终极解决方案：https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404103263770292716&mod=zwenzhang

Fiddler下载安装。假设给Fiddler配合的是火狐浏览器，打开浏览器，如下图，找到连接设置，选择手动代理设置并确定。

如何快速掌握Python数据采集与网络爬虫技术

假设打开百度，如下图，加载的数据包信息就会在Fiddler中左侧列表中列出来，那么网站中隐藏相关的数据可以从加载的数据包中找到。

如何快速掌握Python数据采集与网络爬虫技术

2）第二项练习-腾讯视频评论爬虫实战

目标网站：https://v.qq.com/

需要获取的数据：某部电影的评论数据，实现自动加载。

如何快速掌握Python数据采集与网络爬虫技术

第一步，分析腾讯视频评论网址变化规律。点击”查看更多评论”，同时打开Fiddler，第一条信息的TextView中，TextView中可以看到对应的content内容是unicode编码，刚好对应的是某条评论的内容。

如何快速掌握Python数据采集与网络爬虫技术

解码出来可以看到对应评论内容。

如何快速掌握Python数据采集与网络爬虫技术

第二步，查找网址中变化的cursor字段值。从上面的第一条评论信息里寻找，发现恰好在last字段值与后一条评论的cursor值相同。即表示cursor的值是迭代方式生成的，每条评论的cursor信息在其上一条评论的数据包中寻找即可。

如何快速掌握Python数据采集与网络爬虫技术

第三步，完整代码

a.腾讯视频评论爬虫:获取”深度解读”评论内容（单页评论爬虫）

#单页评论爬虫
import urllib.request
import re
#https://video.coral.qq.com/filmreviewr/c/upcomment/[视频id]?commentid=[评论id]&reqnum=[每次提取的评论的个数]
#视频id
vid="j6cgzhtkuonf6te"
#评论id
cid="6233603654052033588"
num="20"
#构造当前评论网址
url="https://video.coral.qq.com/filmreviewr/c/upcomment/"+vid+"?commentid="+cid+"&reqnum="+num
headers={"User-Agent":"Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/49.0.2623.22 Safari/537.36 SE 2.X MetaSr 1.0",
        "Content-Type":"application/javascript",
         }
opener=urllib.request.build_opener()
headall=[]
for key,value in headers.items():
    item=(key,value)
    headall.append(item)
opener.addheaders=headall
urllib.request.install_opener(opener)
#爬取当前评论页面
data=urllib.request.urlopen(url).read().decode("utf-8")
titlepat='"title":"(.*?)"'
commentpat='"content":"(.*?)"'
titleall=re.compile(titlepat,re.S).findall(data)
commentall=re.compile(commentpat,re.S).findall(data)
for i in range(0,len(titleall)):
    try:
        print("评论标题是:"+eval('u"'+titleall[i]+'"'))
        print("评论内容是:"+eval('u"'+commentall[i]+'"'))
        print("------")
    except Exception as err:
        print(err)

b.腾讯视频评论爬虫:获取”深度解读”评论内容（自动切换下一页评论的爬虫）

#自动切换下一页评论的爬虫
import urllib.request
import re
#https://video.coral.qq.com/filmreviewr/c/upcomment/[视频id]?commentid=[评论id]&reqnum=[每次提取的评论的个数]
vid="j6cgzhtkuonf6te"
cid="6233603654052033588"
num="3"
headers={"User-Agent":"Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/49.0.2623.22 Safari/537.36 SE 2.X MetaSr 1.0",
        "Content-Type":"application/javascript",
         }
opener=urllib.request.build_opener()
headall=[]
for key,value in headers.items():
    item=(key,value)
    headall.append(item)
opener.addheaders=headall
urllib.request.install_opener(opener)
#for循环，多个页面切换
for j in range(0,100):
    #爬取当前评论页面
    print("第"+str(j)+"页")
#构造当前评论网址thisurl="https://video.coral.qq.com/filmreviewr/c/upcomment/"+vid+"?commentid="+cid+
"&reqnum="+num
 data=urllib.request.urlopen(thisurl).read().decode("utf-8")
 titlepat='"title":"(.*?)","abstract":"'
 commentpat='"content":"(.*?)"'
 titleall=re.compile(titlepat,re.S).findall(data)
 commentall=re.compile(commentpat,re.S).findall(data)
 lastpat='"last":"(.*?)"'
 #获取last值，赋值给cid，进行评论id切换
 cid=re.compile(lastpat,re.S).findall(data)[0]
 for i in range(0,len(titleall)):
    try:
       print("评论标题是:"+eval('u"'+titleall[i]+'"'))
       print("评论内容是:"+eval('u"'+commentall[i]+'"'))
       print("------")
    except Exception as err:
       print(err)

四、挑战案例

1)第三项练习-中国裁判文书网爬虫实战

目标网站：http://wenshu.court.gov.cn/

需要获取的数据：2018年上海市的刑事案件接下来进入实战讲解。

如何快速掌握Python数据采集与网络爬虫技术

可以发现没有对应的网页变换，意味着中国裁判文书网换页是通过POST进行请求，对应的变化数据不显示在网址中。通过F12查看网页代码，再换页操作之后，如下图，查看ListContent，其中有几个字段需要了解：

Param:检索条件

Index:页码

Page:每页展示案件数量

...

如何快速掌握Python数据采集与网络爬虫技术

重要的是最后三个字段（vl5x,number,guid）该如何获取？首先，guid即uuid，叫全球唯一标识，是利用python中的uuid随机生成的字段。其次是number字段，找到ListContent上面的GetCode请求，恰好其Response中包含了number字段的值。而GetCode又是通过POST请求的，发现请求的字段只要guid这一项,那么问题便迎刃而解。

最后，难点在于vl5x字段如何获取？打开Fiddler，在换页操作后，查看ListContent中的vl5x的值，并在此次ListContent之前出现的数据包中的TextView里寻找这个字段或值，一般的网站可以很容易找到，但中国裁判文书网是政府网站，反爬策略非常高明，寻找的过程需要极高的耐心。

事实上，中国裁判文书网的vl5x字段可以从某个js包中获得，获取的方式是通过getKey()函数。从网页源代码中找到getKey()函数的js代码，由于代码是packed状态，用unpacked工具：http://tool.chinaz.com/js.aspx 将其进行解码，后利用js界面美观工具可以方便理解：http://jsbeautifier.org/

但无关紧要，只需直接将getKey()函数s代码复制到unpack_js.html中，就可以解出vl5x字段的值，其中需要用到Cookie中的vjkl5字段值。需要注意提前下载好base64.js和md5.js，并在unpack_js.html加载。

第三步，以下是中国裁判文书网爬虫完整代码：

import urllib.request
import re
import http.cookiejar
import execjs
import uuid
#随机生成guid
guid=uuid.uuid4()
print("guid:"+str(guid))
fh=open("./base64.js","r")
js1=fh.read()
fh.close()
fh=open("./md5.js","r")
js2=fh.read()
fh.close()
fh=open("./getkey.js","r")
js3=fh.read()
fh.close()
#将完整js代码都加载进来
js_all=js1+js2+js3
#在生成的CookieJar添加到opner中
cjar=http.cookiejar.CookieJar()
opener = urllib.request.build_opener(urllib.request.HTTPCookieProcessor(cjar))
#Referer常用于反爬，指来源网址
opener.addheaders=[("Referer","http://wenshu.court.gov.cn/list/list/?sorttype=1&conditions=searchWord+1+AJLX++%E6%A1%88%E4%BB%B6%E7%B1%BB%E5%9E%8B:%E5%88%91%E4%BA%8B%E6%A1%88%E4%BB%B6&conditions=searchWord+2018+++%E8%A3%81%E5%88%A4%E5%B9%B4%E4%BB%BD:2018&conditions=searchWord+%E4%B8%8A%E6%B5%B7%E5%B8%82+++%E6%B3%95%E9%99%A2%E5%9C%B0%E5%9F%9F:%E4%B8%8A%E6%B5%B7%E5%B8%82")]
urllib.request.install_opener(opener)
#用户代理池
import random
uapools=[
    "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/51.0.2704.79 Safari/537.36 Edge/14.14393",
    "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/49.0.2623.22 Safari/537.36 SE 2.X MetaSr 1.0",
    "Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 7.0; Windows NT 5.1; Maxthon 2.0)",
]
#访问首页
urllib.request.urlopen("http://wenshu.court.gov.cn/list/list/?sorttype=1&conditions=searchWord+1+AJLX++%E6%A1%88%E4%BB%B6%E7%B1%BB%E5%9E%8B:%E5%88%91%E4%BA%8B%E6%A1%88%E4%BB%B6&conditions=searchWord+2018+++%E8%A3%81%E5%88%A4%E5%B9%B4%E4%BB%BD:2018&conditions=searchWord+%E4%B8%8A%E6%B5%B7%E5%B8%82+++%E6%B3%95%E9%99%A2%E5%9C%B0%E5%9F%9F:%E4%B8%8A%E6%B5%B7%E5%B8%82").read().decode("utf-8","ignore")
#将Cookie中的vjkl5字段提取出来
pat="vjkl5=(.*?)\s"
vjkl5=re.compile(pat,re.S).findall(str(cjar))
if(len(vjkl5)>0):
    vjkl5=vjkl5[0]
else:
    vjkl5=0
print("vjkl5:"+str(vjkl5))
#将js代码中的旧Cookie的值替换为新的vjkl5的值
js_all=js_all.replace("ce7c8849dffea151c0179187f85efc9751115a7b",str(vjkl5))
#使用python执行js代码，请提前安装好对应模块（在命令行中执行pip install pyexejs）
compile_js=execjs.compile(js_all)
#获得vl5x字段值
vl5x=compile_js.call("getKey")
print("vl5x:"+str(vl5x))
url="http://wenshu.court.gov.cn/List/ListContent"
#for循环，切换第1页到10页
for i in range(0,10):
try:
    #从GetCode中获取number字段值
        codeurl="http://wenshu.court.gov.cn/ValiCode/GetCode"
        #上面提到，GetCode中，只要guid一个字段，将其获取到
        codedata=urllib.parse.urlencode({
                                "guid":guid,
                                }).encode('utf-8')
        codereq = urllib.request.Request(codeurl,codedata)
        codereq.add_header('User-Agent',random.choice(uapools))
        codedata=urllib.request.urlopen(codereq).read().decode("utf-8","ignore")
        #print(codedata)
        #构造请求的参数
        postdata =urllib.parse.urlencode({
                                "Param":"案件类型:刑事案件,裁判年份:2018,法院地域:上海市",
                                "Index":str(i+1),
                                "Page":"20",
                                "Order":"法院层级",
                                "Direction":"asc",
                                "number":str(codedata),
                                "guid":guid,
                                "vl5x":vl5x,
                                }).encode('utf-8')
        #直接发送POST请求
        req = urllib.request.Request(url,postdata)
        req.add_header('User-Agent',random.choice(uapools))
        #获得ListContent中的文书ID值
        data=urllib.request.urlopen(req).read().decode("utf-8","ignore")
        pat='文书ID.*?".*?"(.*?)."'
        allid=re.compile(pat).findall(data)
        print(allid)
    except Exception as err:
        print(err)

如此便可批量获取中国裁判文书网中的案件信息。友情提示，如果频繁爬取该网站，需扩充用户代理池。

五、推荐博文

1）常见反爬策略与反爬攻克手段介绍

数据的隐藏可以算是一种反爬策略之一，抓包分析是该反爬策略常见的反爬攻克手段。

当然，反爬还有很多手段，比如通过IP限制、UA限制、验证码限制...等等，如果需要系统了解反爬与反爬攻克问题，可以参考以下博文：

https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404125351516226870&mod=zwenzhang

2）如何深入学习Python网络爬虫（深入学习路线介绍）

通过上述的介绍，相信对网络爬虫已经有了基础的了解，以及能够写出一些简单的爬虫项目。

以下项目可以提供练习：

淘宝商品图片爬虫项目

淘宝商品爬虫项目

…