Python3爬虫入门:发送请求

使用urllib的request模块,我们可以方便地实现请求的发送并得到响应,本节就来看下它的具体用法。

1. urlopen()

urllib.request模块提供了最基本的构造HTTP请求的方法,利用它可以模拟浏览器的一个请求发起过程,同时它还带有处理授权验证(authenticaton)、重定向(redirection)、浏览器Cookies以及其他内容。

下面我们来看一下它的强大之处。这里以Python官网为例,我们来把这个网页抓下来:

import urllib.request
response = urllib.request.urlopen('https://www.python.org')
print(response.read().decode('utf-8'))

运行结果如图3-1所示。

61f07d7e2fda534346eb6f900f0b60b.png

                                                                     图3-1 运行结果

这里我们只用了两行代码,便完成了Python官网的抓取,输出了网页的源代码。得到源代码之后呢?我们想要的链接、图片地址、文本信息不就都可以提取出来了吗?

接下来,看看它返回的到底是什么。利用type()方法输出响应的类型:

import urllib.request
response = urllib.request.urlopen('https://www.python.org')
print(type(response))

输出结果如下:

<class 'http.client.HTTPResponse'>

可以发现,它是一个HTTPResposne类型的对象。它主要包含read()、readinto()、getheader(name)、getheaders()、fileno()等方法,以及msg、version、status、reason、debuglevel、closed等属性。

得到这个对象之后,我们把它赋值为response变量,然后就可以调用这些方法和属性,得到返回结果的一系列信息了。

例如,调用read()方法可以得到返回的网页内容,调用status属性可以得到返回结果的状态码,如200代表请求成功,404代表网页未找到等。

下面再通过一个实例来看看:

import urllib.request
response = urllib.request.urlopen('https://www.python.org')
print(response.status)
print(response.getheaders())
print(response.getheader('Server'))

运行结果如下:

200
[('Server', 'nginx'), ('Content-Type', 'text/html; charset=utf-8'), ('X-Frame-Options', 'SAMEORIGIN'), 
('X-Clacks-Overhead', 'GNU Terry Pratchett'), ('Content-Length', '47397'), ('Accept-Ranges', 'bytes'), 
('Date', 'Mon, 01 Aug 2016 09:57:31 GMT'), ('Via', '1.1 varnish'), ('Age', '2473'), ('Connection', 'close'), 
('X-Served-By', 'cache-lcy1125-LCY'), ('X-Cache', 'HIT'), ('X-Cache-Hits', '23'), ('Vary', 'Cookie'), 
('Strict-Transport-Security', 'max-age=63072000; includeSubDomains')]
nginx

可见,前两个输出分别输出了响应的状态码和响应的头信息,最后一个输出通过调用getheader()方法并传递一个参数Server获取了响应头中的Server值,结果是nginx,意思是服务器是用Nginx搭建的。

利用最基本的urlopen()方法,可以完成最基本的简单网页的GET请求抓取。

如果想给链接传递一些参数,该怎么实现呢?首先看一下urlopen()函数的API:

urllib.request.urlopen(url, data=None, [timeout, ]*, cafile=None, capath=None, cadefault=False, context=None)

可以发现,除了第一个参数可以传递URL之外,我们还可以传递其他内容,比如data(附加数据)、timeout(超时时间)等。

下面我们详细说明下这几个参数的用法。

data参数

data参数是可选的。如果要添加该参数,并且如果它是字节流编码格式的内容,即bytes类型,则需要通过bytes()方法转化。另外,如果传递了这个参数,则它的请求方式就不再是GET方式,而是POST方式。

下面用实例来看一下:

import urllib.parse
import urllib.request
data = bytes(urllib.parse.urlencode({'word': 'hello'}), encoding='utf8')
response = urllib.request.urlopen('http://httpbin.org/post', data=data)
print(response.read())

这里我们传递了一个参数word,值是hello。它需要被转码成bytes(字节流)类型。其中转字节流采用了bytes()方法,该方法的第一个参数需要是str(字符串)类型,需要用urllib.parse模块里的urlencode()方法来将参数字典转化为字符串;第二个参数指定编码格式,这里指定为utf8。

这里请求的站点是httpbin.org,它可以提供HTTP请求测试。本次我们请求的URL为http://httpbin.org/post,这个链接可以用来测试POST请求,它可以输出请求的一些信息,其中包含我们传递的data参数。

运行结果如下:

{
     "args": {},
     "data": "",
     "files": {},
     "form": {
         "word": "hello"
     },
     "headers": {
         "Accept-Encoding": "identity",
         "Content-Length": "10",
         "Content-Type": "application/x-www-form-urlencoded",
         "Host": "httpbin.org",
         "User-Agent": "Python-urllib/3.5"
     },
     "json": null,
     "origin": "123.124.23.253",
     "url": "http://httpbin.org/post"
}

我们传递的参数出现在了form字段中,这表明是模拟了表单提交的方式,以POST方式传输数据。

timeout参数

timeout参数用于设置超时时间,单位为秒,意思就是如果请求超出了设置的这个时间,还没有得到响应,就会抛出异常。如果不指定该参数,就会使用全局默认时间。它支持HTTP、HTTPS、FTP请求。

下面用实例来看一下:

import urllib.request
response = urllib.request.urlopen('http://httpbin.org/get', timeout=1)
print(response.read())

运行结果如下:

During handling of the above exception, another exception occurred:
Traceback (most recent call last): File "/var/py/python/urllibtest.py", line 4, in <module> response = urllib.
request.urlopen('http://httpbin.org/get', timeout=1)
...
urllib.error.URLError: <urlopen error timed out>

这里我们设置超时时间是1秒。程序1秒过后,服务器依然没有响应,于是抛出了URLError异常。该异常属于urllib.error模块,错误原因是超时。

因此,可以通过设置这个超时时间来控制一个网页如果长时间未响应,就跳过它的抓取。这可以利用try except语句来实现,相关代码如下:

import socket
import urllib.request
import urllib.error
try:
    response = urllib.request.urlopen('http://httpbin.org/get', timeout=0.1)
except urllib.error.URLError as e:
    if isinstance(e.reason, socket.timeout):
        print('TIME OUT')

这里我们请求了http://httpbin.org/get测试链接,设置超时时间是0.1秒,然后捕获了URLError异常,接着判断异常是socket.timeout类型(意思就是超时异常),从而得出它确实是因为超时而报错,打印输出了TIME OUT。

运行结果如下:

TIME OUT

按照常理来说,0.1秒内基本不可能得到服务器响应,因此输出了TIME OUT的提示。

通过设置timeout这个参数来实现超时处理,有时还是很有用的。

其他参数

除了data参数和timeout参数外,还有context参数,它必须是ssl.SSLContext类型,用来指定SSL设置。

此外,cafile和capath这两个参数分别指定CA证书和它的路径,这个在请求HTTPS链接时会有用。

cadefault参数现在已经弃用了,其默认值为False。

前面讲解了urlopen()方法的用法,通过这个最基本的方法,我们可以完成简单的请求和网页抓取。若需更加详细的信息,可以参见官方文档:https://docs.python.org/3/library/urllib.request.html。

2. Request

我们知道利用urlopen()方法可以实现最基本请求的发起,但这几个简单的参数并不足以构建一个完整的请求。如果请求中需要加入Headers等信息,就可以利用更强大的Request类来构建。

首先,我们用实例来感受一下Request的用法:

import urllib.request
request = urllib.request.Request('https://python.org')
response = urllib.request.urlopen(request)
print(response.read().decode('utf-8'))

可以发现,我们依然是用urlopen()方法来发送这个请求,只不过这次该方法的参数不再是URL,而是一个Request类型的对象。通过构造这个数据结构,一方面我们可以将请求独立成一个对象,另一方面可更加丰富和灵活地配置参数。

下面我们看一下Request可以通过怎样的参数来构造,它的构造方法如下:

class urllib.request.Request(url, data=None, headers={}, origin_req_host=None, unverifiable=False, method=None)

第一个参数url用于请求URL,这是必传参数,其他都是可选参数。

第二个参数data如果要传,必须传bytes(字节流)类型的。如果它是字典,可以先用urllib.parse模块里的urlencode()编码。

第三个参数headers是一个字典,它就是请求头,我们可以在构造请求时通过headers参数直接构造,也可以通过调用请求实例的add_header()方法添加。

添加请求头最常用的用法就是通过修改User-Agent来伪装浏览器,默认的User-Agent是Python-urllib,我们可以通过修改它来伪装浏览器。比如要伪装火狐浏览器,你可以把它设置为:

Mozilla/5.0 (X11; U; Linux i686) Gecko/20071127 Firefox/2.0.0.11

第四个参数origin_req_host指的是请求方的host名称或者IP地址。

第五个参数unverifiable表示这个请求是否是无法验证的,默认是False,意思就是说用户没有足够权限来选择接收这个请求的结果。例如,我们请求一个HTML文档中的图片,但是我们没有自动抓取图像的权限,这时unverifiable的值就是True`。

第六个参数method是一个字符串,用来指示请求使用的方法,比如GET、POST和PUT等。

下面我们传入多个参数构建请求来看一下:

from urllib import request, parse
url = 'http://httpbin.org/post'
headers = {
    'User-Agent': 'Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.5; Windows NT)',
    'Host': 'httpbin.org'
}
dict = {
    'name': 'Germey'
}
data = bytes(parse.urlencode(dict), encoding='utf8')
req = request.Request(url=url, data=data, headers=headers, method='POST')
response = request.urlopen(req)
print(response.read().decode('utf-8'))

这里我们通过4个参数构造了一个请求,其中url即请求URL,headers中指定了User-Agent和Host,参数data用urlencode()和bytes()方法转成字节流。另外,指定了请求方式为POST。

运行结果如下:

{
  "args": {}, 
  "data": "", 
  "files": {}, 
  "form": {
    "name": "Germey"
  }, 
  "headers": {
    "Accept-Encoding": "identity", 
    "Content-Length": "11", 
    "Content-Type": "application/x-www-form-urlencoded", 
    "Host": "httpbin.org", 
    "User-Agent": "Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.5; Windows NT)"
  }, 
  "json": null, 
  "origin": "219.224.169.11", 
  "url": "http://httpbin.org/post"
}

观察结果可以发现,我们成功设置了data、headers和method。

另外,headers也可以用add_header()方法来添加:

req = request.Request(url=url, data=data, method='POST')
req.add_header('User-Agent', 'Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.5; Windows NT)')

如此一来,我们就可以更加方便地构造请求,实现请求的发送啦。

3. 高级用法

在上面的过程中,我们虽然可以构造请求,但是对于一些更高级的操作(比如Cookies处理、代理设置等),我们该怎么办呢?

接下来,就需要更强大的工具Handler登场了。简而言之,我们可以把它理解为各种处理器,有专门处理登录验证的,有处理Cookies的,有处理代理设置的。利用它们,我们几乎可以做到HTTP请求中所有的事情。

首先,介绍一下urllib.request模块里的BaseHandler类,它是所有其他Handler的父类,它提供了最基本的方法,例如default_open()、protocol_request()等。

接下来,就有各种Handler子类继承这个BaseHandler类,举例如下。

HTTPDefaultErrorHandler:用于处理HTTP响应错误,错误都会抛出HTTPError类型的异常。

HTTPRedirectHandler:用于处理重定向。

HTTPCookieProcessor:用于处理Cookies。

ProxyHandler:用于设置代理,默认代理为空。

HTTPPasswordMgr:用于管理密码,它维护了用户名和密码的表。

HTTPBasicAuthHandler:用于管理认证,如果一个链接打开时需要认证,那么可以用它来解决认证问题。

另外,还有其他的Handler类,这里就不一一列举了,详情可以参考官方文档:https://docs.python.org/3/library/urllib.request.html#urllib.request.BaseHandler。

关于怎么使用它们,现在先不用着急,后面会有实例演示。

另一个比较重要的类就是OpenerDirector,我们可以称为Opener。我们之前用过urlopen()这个方法,实际上它就是urllib为我们提供的一个Opener。

那么,为什么要引入Opener呢?因为需要实现更高级的功能。之前使用的Request和urlopen()相当于类库为你封装好了极其常用的请求方法,利用它们可以完成基本的请求,但是现在不一样了,我们需要实现更高级的功能,所以需要深入一层进行配置,使用更底层的实例来完成操作,所以这里就用到了Opener。

Opener可以使用open()方法,返回的类型和urlopen()如出一辙。那么,它和Handler有什么关系呢?简而言之,就是利用Handler来构建Opener。

下面用几个实例来看看它们的用法。

验证

有些网站在打开时就会弹出提示框,直接提示你输入用户名和密码,验证成功后才能查看页面,如图3-2所示。

e19acff10035925c1b34ff4cacb05a7.png

                                                                     图3-2 验证页面

那么,如果要请求这样的页面,该怎么办呢?借助HTTPBasicAuthHandler就可以完成,相关代码如下:

from urllib.request import HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm, HTTPBasicAuthHandler, build_opener
from urllib.error import URLError
username = 'username'
password = 'password'
url = 'http://localhost:5000/'
p = HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm()
p.add_password(None, url, username, password)
auth_handler = HTTPBasicAuthHandler(p)
opener = build_opener(auth_handler)
try:
    result = opener.open(url)
    html = result.read().decode('utf-8')
    print(html)
except URLError as e:
    print(e.reason)

这里首先实例化HTTPBasicAuthHandler对象,其参数是HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm对象,它利用add_password()添加进去用户名和密码,这样就建立了一个处理验证的Handler。

接下来,利用这个Handler并使用build_opener()方法构建一个Opener,这个Opener在发送请求时就相当于已经验证成功了。

接下来,利用Opener的open()方法打开链接,就可以完成验证了。这里获取到的结果就是验证后的页面源码内容。

代理

在做爬虫的时候,免不了要使用代理,如果要添加代理,可以这样做:

from urllib.error import URLError
from urllib.request import ProxyHandler, build_opener
proxy_handler = ProxyHandler({
    'http': 'http://127.0.0.1:9743',
    'https': 'https://127.0.0.1:9743'
})
opener = build_opener(proxy_handler)
try:
    response = opener.open('https://www.baidu.com')
    print(response.read().decode('utf-8'))
except URLError as e:
    print(e.reason)

这里我们在本地搭建了一个代理,它运行在9743端口上。

这里使用了ProxyHandler,其参数是一个字典,键名是协议类型(比如HTTP或者HTTPS等),键值是代理链接,可以添加多个代理。

然后,利用这个Handler及build_opener()方法构造一个Opener,之后发送请求即可。

Cookies

Cookies的处理就需要相关的Handler了。

我们先用实例来看看怎样将网站的Cookies获取下来,相关代码如下:

import http.cookiejar, urllib.request
cookie = http.cookiejar.CookieJar()
handler = urllib.request.HTTPCookieProcessor(cookie)
opener = urllib.request.build_opener(handler)
response = opener.open('http://www.baidu.com')
for item in cookie:
    print(item.name+"="+item.value)

首先,我们必须声明一个CookieJar对象。接下来,就需要利用HTTPCookieProcessor来构建一个Handler,最后利用build_opener()方法构建出Opener,执行open()函数即可。

运行结果如下:

BAIDUID=2E65A683F8A8BA3DF521469DF8EFF1E1:FG=1
BIDUPSID=2E65A683F8A8BA3DF521469DF8EFF1E1
H_PS_PSSID=20987_1421_18282_17949_21122_17001_21227_21189_21161_20927
PSTM=1474900615
BDSVRTM=0
BD_HOME=0

可以看到,这里输出了每条Cookie的名称和值。

不过既然能输出,那可不可以输出成文件格式呢?我们知道Cookies实际上也是以文本形式保存的。

答案当然是肯定的,这里通过下面的实例来看看:

filename = 'cookies.txt'
cookie = http.cookiejar.MozillaCookieJar(filename)
handler = urllib.request.HTTPCookieProcessor(cookie)
opener = urllib.request.build_opener(handler)
response = opener.open('http://www.baidu.com')
cookie.save(ignore_discard=True, ignore_expires=True)

这时CookieJar就需要换成MozillaCookieJar,它在生成文件时会用到,是CookieJar的子类,可以用来处理Cookies和文件相关的事件,比如读取和保存Cookies,可以将Cookies保存成Mozilla型浏览器的Cookies格式。

运行之后,可以发现生成了一个cookies.txt文件,其内容如下:

# Netscape HTTP Cookie File
# http://curl.haxx.se/rfc/cookie_spec.html
# This is a generated file!  Do not edit.
.baidu.com    TRUE    /    FALSE    3622386254    BAIDUID    05AE39B5F56C1DEC474325CDA5
22D44F:FG=1
.baidu.com    TRUE    /    FALSE    3622386254    BIDUPSID    05AE39B5F56C1DEC474325CDA522D44F
.baidu.com    TRUE    /    FALSE        H_PS_PSSID    19638_1453_17710_18240_21091_18560
_17001_21191_21161
.baidu.com    TRUE    /    FALSE    3622386254    PSTM    1474902606
www.baidu.com    FALSE    /    FALSE        BDSVRTM    0
www.baidu.com    FALSE    /    FALSE        BD_HOME    0

另外,LWPCookieJar同样可以读取和保存Cookies,但是保存的格式和MozillaCookieJar不一样,它会保存成libwww-perl(LWP)格式的Cookies文件。

要保存成LWP格式的Cookies文件,可以在声明时就改为:

cookie = http.cookiejar.LWPCookieJar(filename)

此时生成的内容如下:

#LWP-Cookies-2.0
Set-Cookie3: BAIDUID="0CE9C56F598E69DB375B7C294AE5C591:FG=1"; path="/"; domain=".baidu.com"; path_spec; domain_dot; 
expires="2084-10-14 18:25:19Z"; version=0
Set-Cookie3: BIDUPSID=0CE9C56F598E69DB375B7C294AE5C591; path="/"; domain=".baidu.com"; path_spec; domain_dot; 
expires="2084-10-14 18:25:19Z"; version=0
Set-Cookie3: H_PS_PSSID=20048_1448_18240_17944_21089_21192_21161_20929; path="/"; domain=".baidu.com"; path_spec; 
domain_dot; discard; version=0
Set-Cookie3: PSTM=1474902671; path="/"; domain=".baidu.com"; path_spec; domain_dot; expires="2084-10-14 18:25:19Z"; 
version=0
Set-Cookie3: BDSVRTM=0; path="/"; domain="www.baidu.com"; path_spec; discard; version=0
Set-Cookie3: BD_HOME=0; path="/"; domain="www.baidu.com"; path_spec; discard; version=0

由此看来,生成的格式还是有比较大差异的。

那么,生成了Cookies文件后,怎样从文件中读取并利用呢?

下面我们以LWPCookieJar格式为例来看一下:

cookie = http.cookiejar.LWPCookieJar()
cookie.load('cookies.txt', ignore_discard=True, ignore_expires=True)
handler = urllib.request.HTTPCookieProcessor(cookie)
opener = urllib.request.build_opener(handler)
response = opener.open('http://www.baidu.com')
print(response.read().decode('utf-8'))

可以看到,这里调用load()方法来读取本地的Cookies文件,获取到了Cookies的内容。不过前提是我们首先生成了LWPCookieJar格式的Cookies,并保存成文件,然后读取Cookies之后使用同样的方法构建Handler和Opener即可完成操作。

运行结果正常的话,会输出百度网页的源代码。

通过上面的方法,我们可以实现绝大多数请求功能的设置了。

这便是urllib库中request模块的基本用法,如果想实现更多的功能,可以参考官方文档的说明:https://docs.python.org/3/library/urllib.request.html#basehandler-objects。

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本文转自:https://cuiqingcai.com/5500.html