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什么是Python爬虫?如果我们把互联网比作一张大的蜘蛛网,数据便是存放于蜘蛛网的各个节点,而爬虫就是一只小蜘蛛,沿着网络抓取自己的猎物(数据)爬虫指的是:向网站发起请求,获取资源后分析并提取有用数据的程序;从技术层面来说就是 通过程序模拟浏览器请求站点的行为,把站点返回的HTML代码/JSON数据/二进制数据(图片、视频) 爬到本地,进而提取自己需要的数据,存放起来使用;
Python爬虫为什么受欢迎?
如果你仔细观察,就不难发现,懂爬虫、学习爬虫的人越来越多,一方面,互联网可以获取的数据越来越多,另一方面,像 Python这样的编程语言提供越来越多的优秀工具,让爬虫变得简单、容易上手。
利用爬虫我们可以获取大量的价值数据,从而获得感性认识中不能得到的信息,比如:
知乎:爬取优质答案,为你筛选出各话题下最优质的内容。
淘宝、京东:抓取商品、评论及销量数据,对各种商品及用户的消费场景进行分析。
安居客、链家:抓取房产买卖及租售信息,分析房价变化趋势、做不同区域的房价分析。
拉勾网、智联:爬取各类职位信息,分析各行业人才需求情况及薪资水平。
雪球网:抓取雪球高回报用户的行为,对股票市场进行分析和预测。
爬虫是入门Python最好的方式,没有之一。Python有很多应用的方向,比如后台开发、web开发、科学计算等等,但爬虫对于初学者而言更友好,原理简单,几行代码就能实现基本的爬虫,学习的过程更加平滑,你能体会更大的成就感。
掌握基本的爬虫后,你再去学习Python数据分析、web开发甚至机器学习,都会更得心应手。因为这个过程中,Python基本语法、库的使用,以及如何查找文档你都非常熟悉了。
对于小白来说,爬虫可能是一件非常复杂、技术门槛很高的事情。比如有人认为学爬虫必须精通 Python,然后哼哧哼哧系统学习 Python 的每个知识点,很久之后发现仍然爬不了数据;有的人则认为先要掌握网页的知识,遂开始 HTMLCSS,结果入了前端的坑,瘁……
但掌握正确的方法,在短时间内做到能够爬取主流网站的数据,其实非常容易实现,但建议你从一开始就要有一个具体的目标。
在目标的驱动下,你的学习才会更加精准和高效。那些所有你认为必须的前置知识,都是可以在完成目标的过程中学到的。这里给你一条平滑的、零基础快速入门的学习路径。
1.学习 Python 包并实现基本的爬虫过程
2.了解非结构化数据的存储
3.学习scrapy,搭建工程化爬虫
4.学习数据库知识,应对大规模数据存储与提取
5.掌握各种技巧,应对特殊网站的反爬措施
6.分布式爬虫,实现大规模并发采集,提升效率
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学习 Python 包并实现基本的爬虫过程
大部分爬虫都是按“发送请求——获得页面——解析页面——抽取并储存内容”这样的流程来进行,这其实也是模拟了我们使用浏览器获取网页信息的过程。
Python中爬虫相关的包很多:urllib、requests、bs4、scrapy、pyspider 等,建议从requests+Xpath 开始,requests 负责连接网站,返回网页,Xpath 用于解析网页,便于抽取数据。
如果你用过 BeautifulSoup,会发现 Xpath 要省事不少,一层一层检查元素代码的工作,全都省略了。这样下来基本套路都差不多,一般的静态网站根本不在话下,豆瓣、糗事百科、腾讯新闻等基本上都可以上手了。
当然如果你需要爬取异步加载的网站,可以学习浏览器抓包分析真实请求或者学习Selenium来实现自动化,这样,知乎、时光网、猫途鹰这些动态的网站也可以迎刃而解。
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了解非结构化数据的存储
爬回来的数据可以直接用文档形式存在本地,也可以存入数据库中。
开始数据量不大的时候,你可以直接通过 Python 的语法或 pandas 的方法将数据存为csv这样的文件。
当然你可能发现爬回来的数据并不是干净的,可能会有缺失、错误等等,你还需要对数据进行清洗,可以学习 pandas 包的基本用法来做数据的预处理,得到更干净的数据。
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学习 scrapy,搭建工程化的爬虫
掌握前面的技术一般量级的数据和代码基本没有问题了,但是在遇到非常复杂的情况,可能仍然会力不从心,这个时候,强大的 scrapy 框架就非常有用了。
scrapy 是一个功能非常强大的爬虫框架,它不仅能便捷地构建request,还有强大的 selector 能够方便地解析 response,然而它最让人惊喜的还是它超高的性能,让你可以将爬虫工程化、模块化。
学会 scrapy,你可以自己去搭建一些爬虫框架,你就基本具备爬虫工程师的思维了。
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学习数据库基础,应对大规模数据存储
爬回来的数据量小的时候,你可以用文档的形式来存储,一旦数据量大了,这就有点行不通了。所以掌握一种数据库是必须的,学习目前比较主流的 MongoDB 就OK。
MongoDB 可以方便你去存储一些非结构化的数据,比如各种评论的文本,图片的链接等等。你也可以利用PyMongo,更方便地在Python中操作MongoDB。
因为这里要用到的数据库知识其实非常简单,主要是数据如何入库、如何进行提取,在需要的时候再学习就行。
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掌握各种技巧,应对特殊网站的反爬措施
当然,爬虫过程中也会经历一些绝望啊,比如被网站封IP、比如各种奇怪的验证码、userAgent访问限制、各种动态加载等等。
遇到这些反爬虫的手段,当然还需要一些高级的技巧来应对,常规的比如访问频率控制、使用代理IP池、抓包、验证码的OCR处理等等。
往往网站在高效开发和反爬虫之间会偏向前者,这也为爬虫提供了空间,掌握这些应对反爬虫的技巧,绝大部分的网站已经难不到你了。
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分布式爬虫,实现大规模并发采集
爬取基本数据已经不是问题了,你的瓶颈会集中到爬取海量数据的效率。这个时候,相信你会很自然地接触到一个很厉害的名字:分布式爬虫。
分布式这个东西,听起来很恐怖,但其实就是利用多线程的原理让多个爬虫同时工作,需要你掌握 Scrapy + MongoDB + Redis 这三种工具。
Scrapy 前面我们说过了,用于做基本的页面爬取,MongoDB 用于存储爬取的数据,Redis 则用来存储要爬取的网页队列,也就是任务队列。
所以有些东西看起来很吓人,但其实分解开来,也不过如此。当你能够写分布式的爬虫的时候,那么你可以去尝试打造一些基本的爬虫架构了,实现一些更加自动化的数据获取。
你看,这一条学习路径下来,你已然可以成为老司机了,非常的顺畅。所以在一开始的时候,尽量不要系统地去啃一些东西,找一个实际的项目(开始可以从豆瓣、小猪这种简单的入手),直接开始就好。
因为爬虫这种技术,既不需要你系统地精通一门语言,也不需要多么高深的数据库技术,高效的姿势就是从实际的项目中去学习这些零散的知识点,你能保证每次学到的都是最需要的那部分。
当然唯一麻烦的是,在具体的问题中,如何找到具体需要的那部分学习资源、如何筛选和甄别,是很多初学者面临的一个大问题。
不过不用担心,我们准备了一门非常系统的爬虫课程,除了为你提供一条清晰的学习路径,我们甄选了最实用的学习资源以及庞大的主流爬虫案例库。短时间的学习,你就能够很好地掌握爬虫这个技能,获取你想得到的数据。
Python网络爬虫
1. 确立目标需求
本次练习Python爬虫的目标需求为以下两点:
1) 收集huajiao.com上的人气主播信息:每位主播的关注数,粉丝数,赞数,经验值等数据
2) 收集每位人气主播的直播历史数据,包括每次直播的开播时间,观看人数,赞数等数据
2. 确立逻辑步骤
首先通过浏览器查看www.huajiao.com网站上的各个页面,分析它的网站结构。得到如下信息:
1) 每一个导航项列出的都是直播列表,而非主播的个人主页列表
以“热门推荐”为例,如下图,每个直播页面的url格式为http://www.huajiao.com/l/liveId, 这里的liveId唯一标识一个直播,比如http://www.huajiao.com/l/52860333
(2) 在主播个人主页上有更加完整的个人信息
更加完整的个人信息包括关注数,粉丝数,赞数,经验值等数据;也有主播的直播历史数据,如下图,每个主播个人主页的url格式为http://www.huajiao.com/user/userId, 这里的userId唯一标识一个主播用户,比如http://www.huajiao.com/user/50647288
(3) 在直播页上有主播的用户ID和昵称等信息
通过点击用户昵称可以进入主播的个人主页
(4) 程序逻辑
通过以上的分析,爬虫可以从直播列表页入手,获取到所有的直播url中的直播id,即上文提到的liveId;
拿到直播id后就可以进入直播页获取用户id,即前面提到的userId,
有了userId后就可以进入主播个人主页,在个人主页上有主播完整的个人信息和直播历史信息。
具体步骤如下:
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a):抓取直播列表页的html, 我选取的是”热门推荐”页面http://www.huajiao.com/category/1000
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b):从获取到的“热门推荐”页面的html中过滤出所有的直播地址,http://www.huajiao.com/l/liveId
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c):通过直播id抓取直播页面的html, 并过滤出主播的userId
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d):通过userId抓取主播的个人主页,过滤出关注数,粉丝数,赞数,经验值;过滤出直播历史数据。
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e):将用户数据和直播历史数据写入mysql保存
以上是根据观察网站页面,直观上得出的一个爬虫逻辑,但实际在开发过程中,还要考虑更多,比如:
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a)爬虫要定时执行,对于已经采集到的数据,采取何种更新策略
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b)直播历史数据需要请求相应的ajax接口,对收到的数据进行json解码分析
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c)主播昵称包含emoji表情,如果数据库使用常用的编码”utf8″则会写入报错
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d)过滤直播地址来获取直播id时,需要使用到正则匹配,我使用的是Python库”re”
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e)分析html,我使用的是”BeautifulSoup”
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f)读写mysql,我使用的是”pymysql”
如上逻辑步骤分析清楚后,就是编码了,利用Python来实现以上的逻辑步骤。
3. Python编码
1) 数据表设计
其中Tbl_Huajiao_User用于存储主播的个人数据,Tbl_Huajiao_Live用于存储主播的历史直播数据,其中字段FScrapedTime是每次记录更新的时间,依靠此字段可以实现简单的更新策略。
关于python中如何定义函数,直接看以上代码就可以了,使用”def”和冒号,没有大括号。其中urlopen(url)是python的库函数,需要做import, 如下:
其中BeautifulSoup是一个第三方Python库,通过它就可以方便的解析html代码了,通过它的findAll()方法找出所有的a标签,并且这个方法支持正则,所以在它的参数里我传入了一个正则re.compile(“^(/l/)”)来表示寻找一”/l/”开头的所有链接地址,bsObj.findAll(“a”, href=re.compile(“^(/l/)”))的结果是一个列表,故使用for循环来遍历列表内的元素,在遍历过程中通过使用正则re.findall(“[0-9]+”, newPage)匹配出liveId, 并临时保存在liveIds中,并将liveIds返回给调用者。
这里还是使用BeautifulSoup分析直播页的html结构,使用bsObj.title.get_text()获取到主播Id的文本信息后,通过正则获取到最终的userId
4) 通过userId进入主播个人主页获取个人信息
以上使用了python的try-except的异常处理机制,因为在使用BeautifulSoup分析html数据时,有时候会因为没有某个对象而报错,对于这种报错需要处理,否则整个程序就会停止执行,这里我们打印出了日志,在日志中记录了相应的userId。当然这里还是主要用到了BeautifulSoup便捷的功能,比如其中的get_text()方法,能够将多个标签的文本抽取出来并且能够制定文本的分隔符,和对空格等字符进行过滤。
这里使用了Python第三方库pymysql进行mysql的读写操作,而指定编码utf8mb4,也就是为了避免文章开始提到的一个问题,关于emoji表情符,如果数据库使用常用的编码”CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_general_ci”则会写入报错,注意上面sql语句里也声明了utf8mb4字符集和编码。
这里没有使用mysql的“INSERT”,而是使用了“REPLACE”,是当包含同样的FUserId的一条记录被写入时将替换原来的记录,这样能够保证爬虫定时更新到最新的数据。
前面说到,获取直播历史数据是通过直接请求ajax接口地址的,代码中的url即为接口地址,这是通过浏览器的调试工具获得的。这里用到了json的解码。
7) 将主播的直播历史数据写入Mysql
这里和以上第5项类似,就不详述了,读者可以在文章末尾的github地址获取完整的代码
所谓的骨架函数,就是控制单个小的功能函数,实现循环逻辑,一页一页的去采集数据。
spiderUserDatas()的逻辑:拿到liveId列表后,循环遍历的去取每一个liveId对应的userId,进而渠道userData并写入mysql;
spiderUserLives()的逻辑:从mysql中选出上次爬虫时间最晚的100个userId, 循环遍历地去取每一个user的直播历史数据并写入mysql;
9) 定义入口函数和命令行参数
首先,要命名python在命令行模式下如何接收参数,通过sys.argv;
再有__name__的含义,如果文件被执行,则__name__的值为”__main__”;
这样通过以上代码就可以实现命令行调用和参数处理了。
比如要爬取主播的个人信息,则执行:
4. 目标需求达成
好了,今天的知识就分享到这里,想学习python爬虫的欢迎关注爱编程的南风,私信关键词:学习资料,获取更多学习资源,如果文章对你有有帮助,请收藏关注,在今后与你分享更多学习python的文章。同时欢迎在下面评论区留言如何学习python。