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爬虫：Scrapy1

sufei-duoduo 2016-09-09 16:03 原文

Python 2.7

npm install scrapy

步骤：

  1. 创建一个 Scrapy 项目
  2. 定义提取的 Item
  3. 编写爬取网站的 Spider 并提取 Item
  4. 编写 Item Pipeline 来存储提取到的 Item(即数据)

创建项目

scrapy startproject tutorial

该命令将会创建包含下列内容的 tutorial 目录:

tutorial/
    scrapy.cfg
    tutorial/
        __init__.py
        items.py
        pipelines.py
        settings.py
        spiders/
            __init__.py

这些文件分别是:

  • scrapy.cfg: 项目的配置文件
  • tutorial/: 该项目的 python 模块。之后您将在此加入代码。
  • tutorial/items.py: 项目中的 item 文件。
  • tutorial/pipelines.py: 项目中的 pipelines 文件。
  • tutorial/settings.py: 项目的设置文件。
  • tutorial/spiders/: 放置 spider 代码的目录。

定义Item

Item 是保存爬取到的数据的容器；其使用方法和 python 字典类似， 并且提供了额外保护机制来避免拼写错误导致的未定义字段错误。

类似在 ORM 中做的一样，您可以通过创建一个 scrapy.Item 类， 并且定义类型为 scrapy.Field 的类属性来定义一个 Item。

对此，在 item 中定义相应的字段。编辑 tutorial 目录中的 items.py 文件:

import scrapy

class DmozItem(scrapy.Item):
    title = scrapy.Field()
    link = scrapy.Field()
    desc = scrapy.Field()

编写爬虫

为了创建一个 Spider，您必须继承 scrapy.Spider 类， 且定义以下三个属性:

  • name: 用于区别 Spider。 该名字必须是唯一的，您不可以为不同的 Spider 设定相同的名字。
  • start_urls: 包含了 Spider 在启动时进行爬取的 url 列表。 因此，第一个被获取到的页面将是其中之一。 后续的 URL 则从初始的 URL 获取到的数据中提取。
  • parse() 是 spider 的一个方法。 被调用时，每个初始 URL 完成下载后生成的 Response 对象将会作为唯一的参数传递给该函数。 该方法负责解析返回的数据(response data)，提取数据(生成 item)以及生成需要进一步处理的 URL 的 `Request 对象。

以下为我们的第一个 Spider 代码，保存在 tutorial/spiders 目录下的 dmoz_spider.py 文件中:

import scrapy

class DmozSpider(scrapy.Spider):
    name = "dmoz"
    allowed_domains = ["dmoz.org"]
    start_urls = [
        "http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/",
        "http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Resources/"
    ]

    def parse(self, response):
        filename = response.url.split("/")[-2]
        with open(filename, 'wb') as f:
            f.write(response.body)

爬取

进入项目的根目录，执行下列命令启动 spider:

scrapy crawl dmoz

crawl dmoz 启动用于爬取 dmoz.org 的 spider，您将得到类似的输出:

2014-01-23 18:13:07-0400 [scrapy] INFO: Scrapy started (bot: tutorial)
2014-01-23 18:13:07-0400 [scrapy] INFO: Optional features available: ...
2014-01-23 18:13:07-0400 [scrapy] INFO: Overridden settings: {}
2014-01-23 18:13:07-0400 [scrapy] INFO: Enabled extensions: ...
2014-01-23 18:13:07-0400 [scrapy] INFO: Enabled downloader middlewares: ...
2014-01-23 18:13:07-0400 [scrapy] INFO: Enabled spider middlewares: ...
2014-01-23 18:13:07-0400 [scrapy] INFO: Enabled item pipelines: ...
2014-01-23 18:13:07-0400 [dmoz] INFO: Spider opened
2014-01-23 18:13:08-0400 [dmoz] DEBUG: Crawled (200) <GET http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Resources/> (referer: None)
2014-01-23 18:13:09-0400 [dmoz] DEBUG: Crawled (200) <GET http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/> (referer: None)
2014-01-23 18:13:09-0400 [dmoz] INFO: Closing spider (finished)

查看包含 [dmoz] 的输出，可以看到输出的 log 中包含定义在 start_urls 的初始 URL，并且与 spider 中是一一对应的。在 log 中可以看到其没有指向其他页面( (referer:None) )。

除此之外，更有趣的事情发生了。就像我们 parse 方法指定的那样，有两个包含 url 所对应的内容的文件被创建了: Book，Resources 。

Scrapy 为 Spider 的 start_urls 属性中的每个 URL 创建了 scrapy.Request 对象，并将 parse 方法作为回调函数(callback)赋值给了 Request。

Request 对象经过调度，执行生成 scrapy.http.Response 对象并送回给 spider parse() 方法。

提取Item

Selectors 选择器简介

从网页中提取数据有很多方法。Scrapy 使用了一种基于 XPath 和 CSS 表达式机制: Scrapy Selectors。 

为了配合 XPath，Scrapy 除了提供了 Selector 之外，还提供了方法来避免每次从 response 中提取数据时生成 selector 的麻烦。

Selector 有四个基本的方法:

  • xpath(): 传入 xpath 表达式，返回该表达式所对应的所有节点的 selector list 列表 。
  • css(): 传入 CSS 表达式，返回该表达式所对应的所有节点的 selector list 列表.
  • extract(): 序列化该节点为 unicode 字符串并返回 list。
  • re(): 根据传入的正则表达式对数据进行提取，返回 unicode 字符串 list 列表。

在 Shell 中尝试 Selector 选择器

为了介绍 Selector 的使用方法，接下来我们将要使用内置的 Scrapy shell。Scrapy Shell 需要您预装好 IPython(一个扩展的 Python 终端)。

您需要进入项目的根目录，执行下列命令来启动 shell:

scrapy shell "http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/"

当 shell 载入后，您将得到一个包含 response 数据的本地 response 变量。输入 response.body 将输出 response 的包体，输出 response.headers 可以看到 response 的包头。

更为重要的是，当输入 response.selector 时， 您将获取到一个可以用于查询返回数据的 selector(选择器)， 以及映射到 response.selector.xpath() 、response.selector.css() 的 快捷方法(shortcut): response.xpath() 和 response.css() 。

同时，shell 根据 response 提前初始化了变量 sel 。该 selector 根据 response 的类型自动选择最合适的分析规则(XML vs HTML)。

In [1]: sel.xpath('//title')
Out[1]: [<Selector xpath='//title' data=u'<title>Open Directory - Computers: Progr'>]

In [2]: sel.xpath('//title').extract()
Out[2]: [u'<title>Open Directory - Computers: Programming: Languages: Python: Books</title>']

In [3]: sel.xpath('//title/text()')
Out[3]: [<Selector xpath='//title/text()' data=u'Open Directory - Computers: Programming:'>]

In [4]: sel.xpath('//title/text()').extract()
Out[4]: [u'Open Directory - Computers: Programming: Languages: Python: Books']

In [5]: sel.xpath('//title/text()').re('(\w+):')
Out[5]: [u'Computers', u'Programming', u'Languages', u'Python']
#我们可以通过这段代码选择该页面中网站列表里所有 <li> 元素:
sel.xpath('//ul/li')

#网站的描述:
sel.xpath('//ul/li/text()').extract()

#网站的标题:
sel.xpath('//ul/li/a/text()').extract()

#以及网站的链接:
sel.xpath('//ul/li/a/@href').extract()

之前提到过，每个.xpath()调用返回 selector 组成的 list，因此我们可以拼接更多的.xpath()来进一步获取某个节点。我们将在下边使用这样的特性:

for sel in response.xpath('//ul/li'):
    title = sel.xpath('a/text()').extract()
    link = sel.xpath('a/@href').extract()
    desc = sel.xpath('text()').extract()
    print title, link, desc

在我们的 spider 中加入这段代码:

import scrapy

class DmozSpider(scrapy.Spider):
    name = "dmoz"
    allowed_domains = ["dmoz.org"]
    start_urls = [
        "http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/",
        "http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Resources/"
    ]

    def parse(self, response):
        for sel in response.xpath('//ul/li'):
            title = sel.xpath('a/text()').extract()
            link = sel.xpath('a/@href').extract()
            desc = sel.xpath('text()').extract()
            print title, link, desc

现在尝试再次爬取 dmoz.org，您将看到爬取到的网站信息被成功输出:

scrapy crawl dmoz

使用Item

Item 对象是自定义的 python 字典。您可以使用标准的字典语法来获取到其每个字段的值。(字段即是我们之前用 Field 赋值的属性):

>>> item = DmozItem()
>>> item['title'] = 'Example title'
>>> item['title']
'Example title'

一般来说，Spider 将会将爬取到的数据以 Item 对象返回。所以为了将爬取的数据返回，我们最终的代码将是:

import scrapy

from tutorial.items import DmozItem

class DmozSpider(scrapy.Spider):
    name = "dmoz"
    allowed_domains = ["dmoz.org"]
    start_urls = [
        "http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/",
        "http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Resources/"
    ]

    def parse(self, response):
        for sel in response.xpath('//ul/li'):
            item = DmozItem()
            item['title'] = sel.xpath('a/text()').extract()
            item['link'] = sel.xpath('a/@href').extract()
            item['desc'] = sel.xpath('text()').extract()
            yield item

现在对 dmoz.org 进行爬取将会产生 DmozItem 对象:

[dmoz] DEBUG: Scraped from <200 http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/>
     {'desc': [u' - By David Mertz; Addison Wesley. Book in progress, full text, ASCII format. Asks for feedback. [author website, Gnosis Software, Inc.\n],
      'link': [u'http://gnosis.cx/TPiP/'],
      'title': [u'Text Processing in Python']}
[dmoz] DEBUG: Scraped from <200 http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Python/Books/>
     {'desc': [u' - By Sean McGrath; Prentice Hall PTR, 2000, ISBN 0130211192, has CD-ROM. Methods to build XML applications fast, Python tutorial, DOM and SAX, new Pyxie open source XML processing library. [Prentice Hall PTR]\n'],
      'link': [u'http://www.informit.com/store/product.aspx?isbn=0130211192'],
      'title': [u'XML Processing with Python']}

保存爬取到的数据

最简单存储爬取的数据的方式是使用 Feed exports:

scrapy crawl dmoz -o items.json

该命令将采用 JSON 格式对爬取的数据进行序列化，生成 items.json 文件。

在类似这样小规模的项目中，这种存储方式已经足够。 如果需要对爬取到的 item 做更多更为复杂的操作，可以编写 Item Pipeline 。 类似于在创建项目时对 Item 做的，用于编写自己的 tutorial/pipelines.py 也被创建。 不过如果仅仅想要保存 item，不需要实现任何的 pipeline。

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