从零开始开发一个Node交互式命令行应用

拓跋zhleven
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导言：对于大多数前端开发者而言，谈到命令行工具，大家肯定都用过。但是谈到开发命令行工具，估计就没几人有了解了。本文旨在用最短的时间内，帮您开发一个实用（斜眼笑）的图片爬虫命令行应用。

想追求更好的阅读体验，请移步拓跋的前端客栈。同时把项目地址放在显眼的位置

Puppeteer 简介

什么是 Puppeteer?

Puppeteer 是 Google Chrome 团队官方的无界面（Headless）Chrome 工具。Chrome 作为浏览器市场的领头羊，Chrome Headless  将成为 web 应用   自动化测试   的行业标杆。所以我们很有必要来了解一下它。

puppeteer

Puppeteer 可以做什么？

Puppeteer 可以做的事情有很多，包括但不限于：

  • 利用网页生成 PDF、图片
  • 可以从网站抓取内容
  • 自动化表单提交、UI 测试、键盘输入等
  • 帮你创建一个最新的自动化测试环境（chrome），可以直接在此运行测试用例
  • 捕获站点的时间线，以便追踪你的网站，帮助分析网站性能问题

Puppeteer 有什么优势？

  • 相对于真实浏览器而言，少了加载 css，js 以及渲染页面的工作。无头浏览器要比真实浏览器快的多。
  • 可以在无界面的服务器或 CI 上运行，减少了外界的干扰，更稳定。
  • 在一台机器上可以模拟运行多个无头浏览器，方便进行并发运行。

如何安装 Puppeteer？

安装  Puppeteer  很简单，如下： npm i --save puppeteer or yarn add puppeteer

需要注意的是，由于用到了 ES7 的  async/await  语法 ，node  版本最好是 v7.6.0 或以上。

如何使用 Puppeteer？

由于本文不是专门讲 Puppeteer 的文章，故这部分暂且略过，大家可以去看下面的链接学习。

Puppeteer Github

Puppeteer Api Doc

Puppeteer 中文 Api Doc

说了这么多，Puppeteer 与我们要开发的命令行应用有什么关系呢？我们准备制作一个抓图命令行工具，不使用传统的请求式爬虫，我们使用 Puppeteer 这种无头浏览器，从 DOM 里抓图，这样能有效规避部分爬虫防御手段。

Puppeteer 简单应用

case 1. 屏幕截图

直接上代码，很好理解：

const puppeteer = require("puppeteer");

const getScreenShot = async () => {
  const browser = await puppeteer.launch({ headless: false });
  const page = await browser.newPage();
  await page.goto("https://baidu.com");
  await page.screenshot({ path: "baidu.png" });

  await browser.close();
};

getScreenShot();

这段代码的意思就是以 headless（无头）模式打开浏览器，然后打开一个新标签页，跳转到百度网址， 并且进行屏幕截图，保存为 baidu.png 为名的图片，最后关闭浏览器。

执行结果如下。

baidu

case 2. 抓取网站信息

接下来学习如何用 Puppeteer 抓取网站信息了。

这次我们来抓取 jd 书单信息。

// book info spider
const puppeteer = require("puppeteer");
const fs = require("fs");

const spider = async () => {
  const browser = await puppeteer.launch();
  const page = await browser.newPage();

  await page.goto("https://search.jd.com/Search?keyword=javascript");

  const result = await page.evaluate(() => {
    let elements = document.querySelectorAll(".gl-item");

    const data = [...elements].map(i => {
      return {
        name: i.querySelector(".p-name em").innerText,
        description: i.querySelector(".p-name i").innerText,
        price: i.querySelector(".p-price").innerText,
        shop: i.querySelector(".p-shopnum").innerText,
        url: i.querySelector(".p-img a").href
      };
    });
    return data; // 返回数据
  });

  browser.close();
  return result;
};

spider().then(value => {
  fs.writeFile(`${__dirname}/javascript.json`, JSON.stringify(value), err => {
    if (err) {
      throw err;
    }
    console.log("file saved!");
  });
  console.log(value); // Success!
});

我们做的就是跳转到关键字是 javascript 的页面，然后对页面的 dom 结构进行分析，找到图书列表所对应的书名、描述、价格、出版社、网页链接信息，然后把数据写入到 javascript.json 文件里去，方便我们保存浏览。

逻辑很简单。这已经是一个爬虫的雏形了，最后得到如下图所示的 json 文件，非常给力。

javascript.json

case 3. 图片爬虫

图片爬虫，这就是我们要做的命令行应用的主题了。

一个最基本的思路是这样的：

打开浏览器 —> 跳转到百度图片 —> 获取 input 框的焦点 —> 输入 keywords —> 点击搜索按钮 —> 跳转至结果列表页 —> 下拉到底部 —> 操作 dom，获取所有图片的 src 备用 —> 根据 src 将对应图片保存到本地 —> 关闭浏览器

代码实现之：

首先是浏览器操作部分

const browser = await puppeteer.launch(); // 打开浏览器
const page = await browser.newPage(); // 打开新tab页
await page.goto("https://image.baidu.com"); // 跳转到百度图片
console.log("go to https://image.baidu.com"); // 获取input框的焦点

await page.focus("#kw"); // 把焦点定位到搜索input框
await page.keyboard.sendCharacter("猫咪"); // 输入关键字
await page.click(".s_search"); // 点击搜索按钮
console.log("go to search list"); // 提示跳转到搜索列表页

然后是图片处理部分

page.on("load", async () => {
  await autoScroll(page); // 向下滚动加载图片
  console.log("page loading done, start fetch...");
  const srcs = await page.evaluate(() => {
    const images = document.querySelectorAll("img.main_img");
    return Array.prototype.map.call(images, img => img.src);
  }); // 获取所有img的src
  console.log(`get ${srcs.length} images, start download`);
  for (let i = 0; i < srcs.length; i++) {
    await convert2Img(srcs[i], target);
    console.log(`finished ${i + 1}/${srcs.length} images`);
  } // 保存图片
  console.log(`job finished!`);
  await browser.close();
});

因为百度图片是往下滚动就可以继续懒加载。因此，我们想要加载更多图片，可以先往下滚动一会儿。然后通过分析 dom 结构来获取列表里所有图片的 src，最后进行下载。

执行以下，就能得到一系列猫咪的图片：

cat

图片下载的地方只写了主函数，更详细的代码可以去参见github.

至此，我们用 Node 和 Puppeteer 开发出了一个最基本的图片爬虫工具。

如何优化？

这个图片爬虫工具目前还有点 low 啊，我们的目标是要开发一个交互式的命令行应用，肯定不能止于此。有哪些可以进一步优化的点呢？经过简单的思考，我列了一下：

  • 下载图片的内容可以自定义
  • 可以支持用户选择图片下载张数
  • 支持命令行传参
  • 支持命令行交互
  • 交互界面美观
  • 支持双击直接运行
  • 支持全局命令行调用

使用 commander.js 支持命令行传参

Commander 是一款重量轻，表现力和强大的命令行框架。提供了用户命令行输入和参数解析强大功能。

const program = require("commander");

program
  .version("0.0.1")
  .description("a test cli program")
  .option("-n, --name <name>", "your name", "zhl")
  .option("-a, --age <age>", "your age", "22")
  .option("-e, --enjoy [enjoy]")
  .action(option => {
    console.log('name: ', option.name);
    console.log('age: ', option.age);
    console.log('enjoy: ', option.enjoy);
  });

program.parse(process.argv);

Commander十分容易上手，上面这一段代码仅用了寥寥数行，就定义了一个命令行的输入与输出。其中：

  • version 定义版本号
  • description 定义描述信息
  • option 定义输入选项，传3个参数，如option("-n, --name <name>", "your name", "GK")，第一项是传参的值，-n是简写形式，--name是全称形式， 表示输入的参数，<>是必填项，如果是[]，则是选填项。第二项“your name"是求助help时的提示信息，告诉用户应该输入的内容，最后一项"GK"是默认值。
  • action 定义执行的操作，是一个回调函数，入参是前文输入的option选项，如果没有输入option，则使用定义的默认值。

要查询更详细的api，请参考Commander Api文档。

执行一下上述脚本，可以得到：

commander.png

这样命令行就可以做到简单的交互效果了。但是有没有觉得不够好看呢，别急，继续往下看。

使用inquirer制作可交互命令行应用

inquirer可以为Node制作可嵌入式的美观的命令行界面。

可以提供问答式的命令输入：

inquirer1

可以提供多种形式的选择界面：

inquirer2
inquirer3

可以对输入信息进行校验：

inquirer4

最后可以对输入信息进行处理：

inquirer5

上面的例子是inquirer的官方例子，可以参考pizza.js

inquirer的文档可以查看inquirer documents

有了inquirer，我们就可以制作更为精美的交互式命令行工具了。

使用 chalk.js来让交互界面更美观

chalk.js

chalk的语法非常简单：

const chalk = require('chalk');
const log = console.log;

// Combine styled and normal strings
log(chalk.blue('Hello') + ' World' + chalk.red('!'));
// Compose multiple styles using the chainable API
log(chalk.blue.bgRed.bold('Hello world!'));
// Pass in multiple arguments
log(chalk.blue('Hello', 'World!', 'Foo', 'bar', 'biz', 'baz'));
// Nest styles
log(chalk.red('Hello', chalk.underline.bgBlue('world') + '!'));
// Nest styles of the same type even (color, underline, background)
log(chalk.green(
  'I am a green line ' +
  chalk.blue.underline.bold('with a blue substring') +
  ' that becomes green again!'
));

可以输出如下信息，一看便懂：

chalk2

再让我们做点有意思的事情...

想必有人看到过下面知乎的控制台效果，既然要做点有意思的事情，今天我们不妨也把这种效果加到命令行程序里面，提升一下逼格。

zhihu

首先我们准备一副ASCII码用来打印，各位可以自行搜索text转ASCII，网上的转化方案不要太多。我们准备制作的命令行image spider就制作一个IMG SPD的ASCII码字符串吧~

经过挑选，效果如图:

imgspd

这种复杂的字符串怎么打印出来呢？直接保存为string一定是不行的，格式会乱的一塌糊涂。

想要能完整的打印出格式来，有一个取巧的方法，以注释的形式打印出来。什么能保存注释呢?~~ function。

所以事情就简单到了打印一个function。但是直接打印函数还是不行的，这时候就用到了可以怼天怼地的toString()方法，我们只需要把注释中间的部分用正则匹配出来就行了，easy~

imgspd2

最后看一看效果，铛铛铛铛~

imgspd3

支持双击运行

这里使用一种叫做Shebang的技术。

Shebang（也称为 Hashbang ）是一个由#和！构成的字符序列 #! ，其出现在文本文件的第一行的前两个字符。 在文件中存在 Shebang 的情况下，类 Unix 操作系统的程序加载器会分析 Shebang 后的内容，将这些内容作为解释器指令，并调用该指令，并将载有 Shebang 的文件路径作为该解释器的参数。

node下我们使用#! /usr/bin/env node即可

这时候我们便可以取消文件的扩展名.js了。

加入环境变量，支持全局调用

package.json里面配置

"bin": {
  "img-spd": "app"
},

执行npm link，它将会把img-spd这个字段复制到npm的全局模块安装文件夹node_modules内，并创建符号链接（symbolic link，软链接），也就是将 app 的路径加入环境变量 PATH。

这时，在任意目录下，直接命令行输入img-spd即可运行此命令行

尾声

至此，要改进的地方已经全部修改完毕，快来看看我们的成品吧~

imgspd4

看着一整个文件夹的gakki，感觉满满的幸福要溢出来了

gakki

最后用动图来展示一下：

img-spd

附录

项目地址

项目地址

Install

npm install -g img-spd

Usage

img-spd

or

Usage: img-spd [options]

img-spd is a spider get images from image.baidu.com

Options:
  -v --version               output the version number
  -k, --key [key]            input the image keywords to download
  -i, --interval [interval]  input the operation interval(ms,default 200)
  -n, --number [number]      input the operation interval(ms,default 200)
  -m, --headless [headless]  choose whether the program is running in headless mode
  -h, --help                 output usage information
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