彻底搞懂Scrapy的中间件

Posted 2020-12-10 lincappu

 

在前面两篇文章介绍了下载器中间件的使用，这篇文章将会介绍爬虫中间件（Spider Middleware）的使用。

 

爬虫中间件

 

爬虫中间件的用法与下载器中间件非常相似，只是它们的作用对象不同。下载器中间件的作用对象是请求request和返回response；爬虫中间件的作用对象是爬虫，更具体地来说，就是写在spiders文件夹下面的各个文件。它们的关系，在Scrapy的数据流图上可以很好地区分开来，如下图所示。

 

 

其中，4、5表示下载器中间件，6、7表示爬虫中间件。爬虫中间件会在以下几种情况被调用。

 

1. 当运行到yield scrapy.Request()或者yield item的时候，爬虫中间件的process_spider_output()方法被调用。
2. 当爬虫本身的代码出现了Exception的时候，爬虫中间件的process_spider_exception()方法被调用。
3. 当爬虫里面的某一个回调函数parse_xxx()被调用之前，爬虫中间件的process_spider_input()方法被调用。
4. 当运行到start_requests()的时候，爬虫中间件的process_start_requests()方法被调用。

 

在中间件处理爬虫本身的异常

 

在爬虫中间件里面可以处理爬虫本身的异常。例如编写一个爬虫，爬取UA练习页面http://exercise.kingname.info/exercise_middleware_ua ，故意在爬虫中制造一个异常，如图12-26所示。

 

 

由于网站返回的只是一段普通的字符串，并不是JSON格式的字符串，因此使用JSON去解析，就一定会导致报错。这种报错和下载器中间件里面遇到的报错不一样。下载器中间件里面的报错一般是由于外部原因引起的，和代码层面无关。而现在的这种报错是由于代码本身的问题导致的，是代码写得不够周全引起的。

 

为了解决这个问题，除了仔细检查代码、考虑各种情况外，还可以通过开发爬虫中间件来跳过或者处理这种报错。在middlewares.py中编写一个类：

 

class ExceptionCheckSpider(object):

    def process_spider_exception(self, response, exception, spider):
        print(f‘返回的内容是：{response.body.decode()}
报错原因：{type(exception)}‘)
        return None

 

这个类仅仅起到记录Log的作用。在使用JSON解析网站返回内容出错的时候，将网站返回的内容打印出来。

 

process_spider_exception()这个方法，它可以返回None，也可以运行yield item语句或者像爬虫的代码一样，使用yield scrapy.Request()发起新的请求。如果运行了yield item或者yield scrapy.Request()，程序就会绕过爬虫里面原有的代码。

 

例如，对于有异常的请求，不需要进行重试，但是需要记录是哪一个请求出现了异常，此时就可以在爬虫中间件里面检测异常，然后生成一个只包含标记的item。还是以抓取http://exercise.kingname.info/exercise_middleware_retry.html这个练习页的内容为例，但是这一次不进行重试，只记录哪一页出现了问题。先看爬虫的代码，这一次在meta中把页数带上，如下图所示。

 

 

爬虫里面如果发现了参数错误，就使用raise这个关键字人工抛出一个自定义的异常。在实际爬虫开发中，读者也可以在某些地方故意不使用try ... except捕获异常，而是让异常直接抛出。例如XPath匹配处理的结果，直接读里面的值，不用先判断列表是否为空。这样如果列表为空，就会被抛出一个IndexError，于是就能让爬虫的流程进入到爬虫中间件的process_spider_exception()中。

 

在items.py里面创建了一个ErrorItem来记录哪一页出现了问题，如下图所示。

 

 

接下来，在爬虫中间件中将出错的页面和当前时间存放到ErrorItem里面，并提交给pipeline，保存到MongoDB中，如下图所示。

 

 

这样就实现了记录错误页数的功能，方便在后面对错误原因进行分析。由于这里会把item提交给pipeline，所以不要忘记在settings.py里面打开pipeline，并配置好MongoDB。储存错误页数到MongoDB的代码如下图所示。

 

 

激活爬虫中间件

 

爬虫中间件的激活方式与下载器中间件非常相似，在settings.py中，在下载器中间件配置项的上面就是爬虫中间件的配置项，它默认也是被注释了的，解除注释，并把自定义的爬虫中间件添加进去即可，如下图所示。

 

 

Scrapy也有几个自带的爬虫中间件，它们的名字和顺序如下图所示。

 

 

下载器中间件的数字越小越接近Scrapy引擎，数字越大越接近爬虫。如果不能确定自己的自定义中间件应该靠近哪个方向，那么就在500～700之间选择最为妥当。

 

爬虫中间件输入/输出

 

在爬虫中间件里面还有两个不太常用的方法，分别为process_spider_input(response, spider)和process_spider_output(response, result, spider)。其中，process_spider_input(response, spider)在下载器中间件处理完成后，马上要进入某个回调函数parse_xxx()前调用。process_spider_output(response, result, output)是在爬虫运行yield item或者yield scrapy.Request()的时候调用。在这个方法处理完成以后，数据如果是item，就会被交给pipeline；如果是请求，就会被交给调度器，然后下载器中间件才会开始运行。所以在这个方法里面可以进一步对item或者请求做一些修改。这个方法的参数result就是爬虫爬出来的item或者scrapy.Request()。由于yield得到的是一个生成器，生成器是可以迭代的，所以result也是可以迭代的，可以使用for循环来把它展开。

 

def process_spider_output(response, result, spider):
    for item in result:
        if isinstance(item, scrapy.Item):
            # 这里可以对即将被提交给pipeline的item进行各种操作
            print(f‘item将会被提交给pipeline‘)
        yield item

 

或者对请求进行监控和修改：

 

def process_spider_output(response, result, spider):
    for request in result:
        if not isinstance(request, scrapy.Item):
            # 这里可以对请求进行各种修改
            print(‘现在还可以对请求对象进行修改。。。。‘)
        request.meta[‘request_start_time‘] = time.time()
        yield request