爬虫学习之第一章网络请求

爬虫的实际例子：

1. 搜索引擎（百度、谷歌、360搜索等）。
2. 伯乐在线。
3. 惠惠购物助手。
4. 数据分析与研究（数据冰山知乎专栏）。
5. 抢票软件等。

什么是网络爬虫：

1. 通俗理解：爬虫是一个模拟人类请求网站行为的程序。可以自动请求网页、并数据抓取下来，然后使用一定的规则提取有价值的数据。
2. 专业介绍：百度百科。

通用爬虫和聚焦爬虫：

1. 通用爬虫：通用爬虫是搜索引擎抓取系统（百度、谷歌、搜狗等）的重要组成部分。主要是将互联网上的网页下载到本地，形成一个互联网内容的镜像备份。
2. 聚焦爬虫：是面向特定需求的一种网络爬虫程序，他与通用爬虫的区别在于：聚焦爬虫在实施网页抓取的时候会对内容进行筛选和处理，尽量保证只抓取与需求相关的网页信息。

为什么用python写爬虫程序：

1. PHP：php是世界是最好的语言，但他天生不是做这个的，而且对多线程、异步支持不是很好，并发处理能力弱。爬虫是工具性程序，对速度和效率要求比较高。
2. Java：生态圈很完善，是python爬虫最大的竞争对手。但是Java语言本身很笨重，代码量很大。重构成本比较高，任何修改会导致代码大量改动。爬虫经常要修改采集代码。
3. C/C++：运行效率是无敌的。但是学习和开发成本高。写个小爬虫程序可能要大半天时间。
4. Python：语法优美、代码简洁、开发效率高、支持的模块多。相关的Http请求模块和html解析模块非常丰富。还有scrapy和Scrapy-Redis框架让我们开发爬虫变得异常简单。

准备工具：

1. python3.6开发环境。
2. PyCharm 2017 professional版。
3. 虚拟环境。`virtualenv/virtualenvwrapper`。

第二节  http协议和Chrome抓包工具

什么是http和https协议：

HTTP协议：全称是HyperText Transfer Protocol，中文意思是超文本传输协议，是一种发布和接收HTML页面的方法。服务器端口号是80端口。 HTTPS协议：是HTTP协议的加密版本，在HTTP下加入了SSL层。服务器端口号是443端口。

在浏览器中发送一个http请求的过程：

1. 当用户在浏览器的地址栏中输入一个URL并按回车键之后，浏览器会向HTTP服务器发送HTTP请求。HTTP请求主要分为“Get”和“Post”两种方法。
2. 当我们在浏览器输入URL http://www.baidu.com 的时候，浏览器发送一个Request请求去获取 http://www.baidu.com 的html文件，服务器把Response文件对象发送回给浏览器。
3. 浏览器分析Response中的 HTML，发现其中引用了很多其他文件，比如Images文件，CSS文件，js文件。 浏览器会自动再次发送Request去获取图片，CSS文件，或者JS文件。
4. 当所有的文件都下载成功后，网页会根据HTML语法结构，完整的显示出来了。

url详解：

URL是UnifORM Resource Locator的简写，统一资源定位符。 一个URL由以下几部分组成：

    scheme://host:port/path/?query-string=xxx#anchor

• scheme：代表的是访问的协议，一般为http或者https以及ftp等。
• host：主机名，域名，比如www.baidu.com。
• port：端口号。当你访问一个网站的时候，浏览器默认使用80端口。
• path：查找路径。比如：www.jianshu.com/trending/now，后面的trending/now就是path。
• query-string：查询字符串，比如：www.baidu.com/s?wd=python，后面的wd=python就是查询字符串。
• anchor：锚点，后台一般不用管，前端用来做页面定位的。

在浏览器中请求一个url，浏览器会对这个url进行一个编码。除英文字母，数字和部分符号外，其他的全部使用百分号+十六进制码值进行编码。

常用的请求方法：

在Http协议中，定义了八种请求方法。这里介绍两种常用的请求方法，分别是get请求和post请求。

1. get请求：一般情况下，只从服务器获取数据下来，并不会对服务器资源产生任何影响的时候会使用get请求。
2. post请求：向服务器发送数据（登录）、上传文件等，会对服务器资源产生影响的时候会使用post请求。 以上是在网站开发中常用的两种方法。并且一般情况下都会遵循使用的原则。但是有的网站和服务器为了做反爬虫机制，也经常会不按常理出牌，有可能一个应该使用get方法的请求就一定要改成post请求，这个要视情况而定。

请求头常见参数：

在http协议中，向服务器发送一个请求，数据分为三部分，第一个是把数据放在url中，第二个是把数据放在body中（在post请求中），第三个就是把数据放在head中。这里介绍在网络爬虫中经常会用到的一些请求头参数：

1. User-Agent：浏览器名称。这个在网络爬虫中经常会被使用到。请求一个网页的时候，服务器通过这个参数就可以知道这个请求是由哪种浏览器发送的。如果我们是通过爬虫发送请求，那么我们的User-Agent就是Python，这对于那些有反爬虫机制的网站来说，可以轻易的判断你这个请求是爬虫。因此我们要经常设置这个值为一些浏览器的值，来伪装我们的爬虫。
2. Referer：表明当前这个请求是从哪个url过来的。这个一般也可以用来做反爬虫技术。如果不是从指定页面过来的，那么就不做相关的响应。
3. Cookie：http协议是无状态的。也就是同一个人发送了两次请求，服务器没有能力知道这两个请求是否来自同一个人。因此这时候就用cookie来做标识。一般如果想要做登录后才能访问的网站，那么就需要发送cookie信息了。

常见响应状态码：

1. 200：请求正常，服务器正常的返回数据。
2. 301：永久重定向。比如在访问www.jingdong.com的时候会重定向到www.jd.com。
3. 302：临时重定向。比如在访问一个需要登录的页面的时候，而此时没有登录，那么就会重定向到登录页面。
4. 400：请求的url在服务器上找不到。换句话说就是请求url错误。
5. 403：服务器拒绝访问，权限不够。
6. 500：服务器内部错误。可能是服务器出现bug了。

Chrome抓包工具：

Chrome浏览器是一个非常亲近开发者的浏览器。可以方便的查看网络请求以及发送的参数。对着网页右键->检查。然后就可以打开开发者选项。

      Elements: 构成这个网页的源代码。

      Console:这个网页的控制台。

      Sources：组成这个网页的所有源文件。

      Network：加载这个页面时，浏览器发送的所有请求。

第三节 urllib库

urllib库是Python中一个最基本的网络请求库。可以模拟浏览器的行为，向指定的服务器发送一个请求，并可以保存服务器返回的数据。

urlopen函数：

在Python3的urllib库中，所有和网络请求相关的方法，都被集到urllib.request模块下面了，以先来看下urlopen函数基本的使用：

from urllib import request
resp = request.urlopen('http://www.baidu.com')
print(resp.read())

实际上，使用浏览器访问百度，右键查看源代码。你会发现，跟我们刚才打印出来的数据是一模一样的。也就是说，上面的三行代码就已经帮我们把百度的首页的全部代码爬下来了。一个基本的url请求对应的python代码真的非常简单。 以下对urlopen函数的进行详细讲解：

1. url：请求的url。
2. data：请求的data，如果设置了这个值，那么将变成post请求。
3. 返回值：返回值是一个http.client.HTTPResponse对象，这个对象是一个类文件句柄对象。有read(size)、readline、readlines以及getcode等方法。

urlretrieve函数：

这个函数可以方便的将网页上的一个文件保存到本地。以下代码可以非常方便的将百度的首页下载到本地：

from urllib import request
request.urlretrieve('http://www.baidu.com/','baidu.html')

urlencode函数：

用浏览器发送请求的时候，如果url中包含了中文或者其他特殊字符，那么浏览器会自动的给我们进行编码。而如果使用代码发送请求，那么就必须手动的进行编码，这时候就应该使用urlencode函数来实现。urlencode可以把字典数据转换为URL编码的数据。示例代码如下：

from urllib import parse
data = {'name':'爬虫基础','greet':'hello world','age':100}
qs = parse.urlencode(data)
print(qs)

parse_qs函数：

可以将经过编码后的url参数进行解码。示例代码如下：

from urllib import parse
qs = "name=%E7%88%AC%E8%99%AB%E5%9F%BA%E7%A1%80&greet=hello+world&age=100"
print(parse.parse_qs(qs))

urlparse和urlsplit：

有时候拿到一个url，想要对这个url中的各个组成部分进行分割，那么这时候就可以使用urlparse或者是urlsplit来进行分割。示例代码如下：

from urllib import request,parse

url = 'http://www.baidu.com/s?username=zhiliao'

result = parse.urlsplit(url)
# result = parse.urlparse(url)

print('scheme:',result.scheme)
print('netloc:',result.netloc)
print('path:',result.path)
print('query:',result.query)

urlparse和urlsplit基本上是一模一样的。唯一不一样的地方是，urlparse里面多了一个params属性，而urlsplit没有这个params属性。比如有一个url为：url = 'http://www.baidu.com/s;hello?wd=python&username=abC#1'， 那么urlparse可以获取到hello，而urlsplit不可以获取到。url中的params也用得比较少。

request.Request类：

如果想要在请求的时候增加一些请求头，那么就必须使用request.Request类来实现。比如要增加一个User-Agent，示例代码如下：

from urllib import request

headers = {
'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWEBKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/62.0.3202.94 Safari/537.36'
}
req = request.Request("http://www.baidu.com/",headers=headers)
resp = request.urlopen(req)
print(resp.read())

内涵段子爬虫实战作业：

1. url链接：http://neihanshequ.com/bar/1/
2. 要求：能爬取一页的数据就可以了。

ProxyHandler处理器（代理设置）

很多网站会检测某一段时间某个IP的访问次数(通过流量统计，系统日志等)，如果访问次数多的不像正常人，它会禁止这个IP的访问。 所以我们可以设置一些代理服务器，每隔一段时间换一个代理，就算IP被禁止，依然可以换个IP继续爬取。 urllib中通过ProxyHandler来设置使用代理服务器，下面代码说明如何使用自定义opener来使用代理：

from urllib import request

# 这个是没有使用代理的
# resp = request.urlopen('http://httpbin.org/get')
# print(resp.read().decode("utf-8"))

# 这个是使用了代理的
handler = request.ProxyHandler({"http":"218.66.161.88:31769"})

opener = request.build_opener(handler)
req = request.Request("http://httpbin.org/ip")
resp = opener.open(req)
print(resp.read())

常用的代理有：

• 西刺免费代理IP：http://www.xicidaili.com/
• 快代理：http://www.kuaidaili.com/
• 代理云：http://www.dailiyun.com/

什么是cookie：

在网站中，http请求是无状态的。也就是说即使第一次和服务器连接后并且登录成功后，第二次请求服务器依然不能知道当前请求是哪个用户。cookie的出现就是为了解决这个问题，第一次登录后服务器返回一些数据（cookie）给浏览器，然后浏览器保存在本地，当该用户发送第二次请求的时候，就会自动的把上次请求存储的cookie数据自动的携带给服务器，服务器通过浏览器携带的数据就能判断当前用户是哪个了。cookie存储的数据量有限，不同的浏览器有不同的存储大小，但一般不超过4KB。因此使用cookie只能存储一些小量的数据。

cookie的格式：

Set-Cookie: NAME=VALUE；Expires/Max-age=DATE；Path=PATH；Domain=DOMAIN_NAME；SECURE

参数意义：

• NAME：cookie的名字。
• VALUE：cookie的值。
• Expires：cookie的过期时间。
• Path：cookie作用的路径。
• Domain：cookie作用的域名。
• SECURE：是否只在https协议下起作用。

使用cookielib库和HTTPCookieProcessor模拟登录：

Cookie 是指网站服务器为了辨别用户身份和进行Session跟踪，而储存在用户浏览器上的文本文件，Cookie可以保持登录信息到用户下次与服务器的会话。 这里以人人网为例。人人网中，要访问某个人的主页，必须先登录才能访问，登录说白了就是要有cookie信息。那么如果我们想要用代码的方式访问，就必须要有正确的cookie信息才能访问。解决方案有两种，第一种是使用浏览器访问，然后将cookie信息复制下来，放到headers中。示例代码如下：

from urllib import request

headers = {
    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/62.0.3202.94 Safari/537.36',
    'Cookie': 'anonymid=jacdwz2x-8bjldx; depovince=GW; _r01_=1; _ga=GA1.2.1455063316.1511436360; _gid=GA1.2.862627163.1511436360; wp=1; 
JSESSIONID=abczwY8ecd4xz8RJcyP-v; jebecookies=d4497791-9d41-4269-9e2b-3858d4989785|||||; ick_login=884e75d4-f361-4cff-94bb-81fe6c42b220; 
_de=EA5778F44555C091303554EBBEB4676C696BF75400CE19CC; p=61a3c7d0d4b2d1e991095353f83fa2141; first_login_flag=1; ln_uact=970138074@qq.com;
 ln_hurl=http://hdn.xnimg.cn/photos/hdn121/20170428/1700/main_nhiB_aebd0000854a1986.jpg; t=3Dd84a3117737e819dd2c32f1cdb91d01; 
societyguester=3dd84a3117737e819dd2c32f1cdb91d01; id=443362311; xnsid=169efdc0; loginfrom=syshome; ch_id=10016;
 jebe_key=9c062f5a-4335-4a91-bf7a-970f8b86a64e%7Ca022c303305d1b2ab6b5089643e4b5de%7C1511449232839%7C1; wp_fold=0'
}

url = 'http://www.renren.com/880151247/profile'

req = request.Request(url,headers=headers)
resp = request.urlopen(req)
with open('renren.html','w') as fp:
    fp.write(resp.read().decode('utf-8'))

但是每次在访问需要cookie的页面都要从浏览器中复制cookie比较麻烦。在Python处理Cookie，一般是通过http.cookiejar模块和urllib模块的HTTPCookieProcessor处理器类一起使用。http.cookiejar模块主要作用是提供用于存储cookie的对象。而HTTPCookieProcessor处理器主要作用是处理这些cookie对象，并构建handler对象。

http.cookiejar模块：

该模块主要的类有CookieJar、FileCookieJar、MozillaCookieJar、LWPCookieJar。这四个类的作用分别如下：

1. CookieJar：管理HTTP cookie值、存储HTTP请求生成的cookie、向传出的HTTP请求添加cookie的对象。整个cookie都存储在内存中，对CookieJar实例进行垃圾回收后cookie也将丢失。
2. FileCookieJar (filename,delayload=None,policy=None)：从CookieJar派生而来，用来创建FileCookieJar实例，检索cookie信息并将cookie存储到文件中。filename是存储cookie的文件名。delayload为True时支持延迟访问访问文件，即只有在需要时才读取文件或在文件中存储数据。
3. MozillaCookieJar (filename,delayload=None,policy=None)：从FileCookieJar派生而来，创建与Mozilla浏览器 cookies.txt兼容的FileCookieJar实例。
4. LWPCookieJar (filename,delayload=None,policy=None)：从FileCookieJar派生而来，创建与libwww-perl标准的 Set-Cookie3 文件格式兼容的FileCookieJar实例。

登录人人网：

利用http.cookiejar和request.HTTPCookieProcessor登录人人网。相关示例代码如下：

from urllib import request,parse
from http.cookiejar import CookieJar

headers = {
    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/62.0.3202.94 Safari/537.36'
}

def get_opener():
    cookiejar = CookieJar()
    handler = request.HTTPCookieProcessor(cookiejar)
    opener = request.build_opener(handler)
    return opener

def login_renren(opener):
    data = {"email": "970138074@qq.com", "passWord": "pythonspider"}
    data = parse.urlencode(data).encode('utf-8')
    login_url = "http://www.renren.com/PLogin.do"
    req = request.Request(login_url, headers=headers, data=data)
    opener.open(req)

def visit_profile(opener):
    url = 'http://www.renren.com/880151247/profile'
    req = request.Request(url,headers=headers)
    resp = opener.open(req)
    with open('renren.html','w') as fp:
        fp.write(resp.read().decode("utf-8"))

if __name__ == '__main__':
    opener = get_opener()
    login_renren(opener)
    visit_profile(opener)

保存cookie到本地：

保存cookie到本地，可以使用cookiejar的save方法，并且需要指定一个文件名：

from urllib import request
from http.cookiejar import MozillaCookieJar

cookiejar = MozillaCookieJar("cookie.txt")
handler = request.HTTPCookieProcessor(cookiejar)
opener = request.build_opener(handler)

headers = {
    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/62.0.3202.94 Safari/537.36'
}
req = request.Request('http://httpbin.org/cookies',headers=headers)

resp = opener.open(req)
print(resp.read())
cookiejar.save(ignore_discard=True,ignore_expires=True)

从本地加载cookie：

从本地加载cookie，需要使用cookiejar的load方法，并且也需要指定方法：

from urllib import request
from http.cookiejar import MozillaCookieJar

cookiejar = MozillaCookieJar("cookie.txt")
cookiejar.load(ignore_expires=True,ignore_discard=True)
handler = request.HTTPCookieProcessor(cookiejar)
opener = request.build_opener(handler)

headers = {
    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/62.0.3202.94 Safari/537.36'
}
req = request.Request('http://httpbin.org/cookies',headers=headers)

resp = opener.open(req)
print(resp.read())

虽然Python的标准库中 urllib模块已经包含了平常我们使用的大多数功能，但是它的 api 使用起来让人感觉不太好，而 Requests宣传是 “HTTP for Humans”，说明使用更简洁方便。

安装和文档地址：

利用pip可以非常方便的安装：

pip install requests

中文文档：http://docs.python-requests.org/zh_CN/latest/index.html

GitHub地址：https://github.com/requests/requests

发送GET请求：

1. 最简单的发送get请求就是通过requests.get来调用：

   response = requests.get("http://www.baidu.com/")

    

2. 添加headers和查询参数： 如果想添加 headers，可以传入headers参数来增加请求头中的headers信息。如果要将参数放在url中传递，可以利用 params 参数。相关示例代码如下：

    import requests
   
    kw = {'wd':'中国'}
   
    headers = {"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/54.0.2840.99 Safari/537.36"}
   
    # params 接收一个字典或者字符串的查询参数，字典类型自动转换为url编码，不需要urlencode()
    response = requests.get("http://www.baidu.com/s", params = kw, headers = headers)
   
    # 查看响应内容，response.text 返回的是Unicode格式的数据
    print(response.text)
   
    # 查看响应内容，response.content返回的字节流数据
    print(response.content)
   
    # 查看完整url地址
    print(response.url)
   
    # 查看响应头部字符编码
    print(response.encoding)
   
    # 查看响应码
    print(response.status_code)

   注释：response.text和response.content的区别：                                                                                                                                     1.response.text:这是个str的数据类型，是requests库将response.content进行解码的字符串，解码需要制定一个编码方式，requests会根据自己的猜测来判断编码的方式。所以有时候可能会有猜测错误，就会导致解码产生乱码，这时候就应该使用response.content.decode('utf-8')进行手动解码。                                                                                                                                                                            2.response.content:这个是直接从网络上面抓取的数据。没有经过任何解码。所以是一个bytes类型。其实在硬盘上和网络上传输的字符串都是bytes类型。

发送POST请求：

1. 最基本的POST请求可以使用post方法：

   response = requests.post("http://www.baidu.com/",data=data)

    

2. 传入data数据： 这时候就不要再使用urlencode进行编码了，直接传入一个字典进去就可以了。比如请求拉勾网的数据的代码：

   import requests
   
    url = "https://www.laGou.com/jobs/positionajax.JSON?city=%E6%B7%B1%E5%9C%B3&needAddtionalResult=false&isSchoolJob=0"
   
    headers = {
        'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/62.0.3202.94 Safari/537.36',
        'Referer': 'https://www.lagou.com/jobs/list_python?labelWords=&fromSearch=true&suginput='
    }
   
    data = {
        'first': 'true',
        'pn': 1,
        'kd': 'python'
    }
   
    resp = requests.post(url,headers=headers,data=data)
    # 如果是json数据，直接可以调用json方法
    print(resp.json())

   注释：发送post请求非常简单，直接调用“requests.post”方法就行了。如果返回的是json数据，那么可以调用“response.json()”来将json字符串转换为字典或者列表。 

使用代理：

使用requests添加代理也非常简单，只要在请求的方法中（比如get或者post）传递proxies参数就可以了。示例代码如下：

import requests

url = "http://httpbin.org/get"

headers = {
    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/62.0.3202.94 Safari/537.36',
}

proxy = {
    'http': '171.14.209.180:27829'
}

resp = requests.get(url,headers=headers,proxies=proxy)
with open('xx.html','w',encoding='utf-8') as fp:
    fp.write(resp.text)

 注释：在请求方法中，传递“proxies”参数就可以了。

cookie：

如果在一个响应中包含了cookie，那么可以利用cookies属性拿到这个返回的cookie值：

import requests

url = "http://www.renren.com/PLogin.do"
data = {"email":"970138074@qq.com",'password':"pythonspider"}
resp = requests.get('http://www.baidu.com/')
print(resp.cookies)
print(resp.cookies.get_dict())

 注释：如果想要在多次请求中共享cookie，那么应该使用session。

session：

之前使用urllib库，是可以使用opener发送多个请求，多个请求之间是可以共享cookie的。那么如果使用requests，也要达到共享cookie的目的，那么可以使用requests库给我们提供的session对象。注意，这里的session不是web开发中的那个session，这个地方只是一个会话的对象而已。还是以登录人人网为例，使用requests来实现。示例代码如下：

import requests

url = "http://www.renren.com/PLogin.do"
data = {"email":"970138074@qq.com",'password':"pythonspider"}
headers = {
    'User-Agent': "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/62.0.3202.94 Safari/537.36"
}

# 登录
session = requests.session()
session.post(url,data=data,headers=headers)

# 访问大鹏个人中心
resp = session.get('http://www.renren.com/880151247/profile')

print(resp.text)

处理不信任的SSL证书：

对于那些已经被信任的SSL整数的网站，比如https://www.baidu.com/，那么使用requests直接就可以正常的返回响应。示例代码如下：

resp = requests.get('http://www.12306.cn/mormhweb/',verify=False)
print(resp.content.decode('utf-8'))