Scrapy爬虫框架浅析

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      在具体的研发设计中,我遇到了这样的问题:某系统是基于Web的封闭系统,没有或无法访问数据库,可以做的是用程序脚本模拟人的手工操作,抓取web站点页面并从中提取结构化的数据。这种情况下就需要用到爬虫技术。

一、Scrapy概述

   Scrapy是使用Python语言开发的一个快速、高层次的屏幕抓取和web抓取框架,用于抓取web站点并从页面中提取结构化的数据。Scrapy可以用于数据挖掘、监测和自动化测试。Scrapy本身只是一个框架,任何人都可以根据需求进行修改。它也提供了多种类型爬虫的基类,如BaseSpider、sitemap爬虫等。

二、Scrapy构成

1、Scrapy组件的构成

     Scrapy框架主要由五大组件组成,它们分别是调度器(Scheduler)、下载器(Downloader)、爬虫(Spider)和实体管道(Item Pipeline)、Scrapy引擎(Scrapy Engine)。下面我们分别介绍各个组件的作用。

(1)、调度器(Scheduler):调度器可以看作是一个URL(抓取网页的网址或者说是链接)的优先队列,由它来决定下一个要抓取的网址是什么,同时去除重复的网址(不做无用功)。用户可以自己的需求定制调度器。

(2)、下载器(Downloader):下载器是所有组件中负担最大的,它用于高速地下载网络上的资源。Scrapy的下载器代码不会太复杂,但效率高,主要的原因是Scrapy下载器是建立在twisted这个高效的异步模型上的(其实整个框架都在建立在这个模型上的)。

(3)、 爬虫(Spider):爬虫是用户最关心的部份。用户定制自己的爬虫(通过定制正则表达式等语法),用于从特定的网页中提取自己需要的信息,即所谓的实体(Item)。用户也可以从中提取出链接,让Scrapy继续抓取下一个页面。

(4)、 实体管道(Item Pipeline):实体管道用于处理爬虫(spider)提取的实体。主要的功能是持久化实体、验证实体的有效性、清除不需要的信息。

(5)、Scrapy引擎(Scrapy Engine):Scrapy引擎是整个框架的核心.它用来控制调试器、下载器、爬虫。实际上,引擎相当于计算机的CPU,它控制着整个流程。

2、数据流

  1. 引擎打开一个网站(open a domain),找到处理该网站的Spider并向该spider请求第一个要爬取的URL(s)。

  2. 引擎从Spider中获取到第一个要爬取的URL并在调度器(Scheduler)以Request调度。

  3. 引擎向调度器请求下一个要爬取的URL。

  4. 调度器返回下一个要爬取的URL给引擎,引擎将URL通过下载中间件(请求(request)方向)转发给下载器(Downloader)。

  5. 一旦页面下载完毕,下载器生成一个该页面的Response,并将其通过下载中间件(返回(response)方向)发送给引擎。

  6. 引擎从下载器中接收到Response并通过Spider中间件(输入方向)发送给Spider处理。

  7. Spider处理Response并返回爬取到的Item及(跟进的)新的Request给引擎。

  8. 引擎将(Spider返回的)爬取到的Item给Item Pipeline,将(Spider返回的)Request给调度器。

  9. (从第二步)重复直到调度器中没有更多地request,引擎关闭该网站。

三、整体架 构图

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结语

 本文作为我的学习笔记和大家分享。爬虫作为数据采集的手段对很多人都不陌生。此外,爬虫还涉及数据去重和补全等数据清理技术,以及权限绕过等网络安全方面的技术。对于登录时除了要求账号和密码外,还要求填写验证码的web系统,怎么用爬虫实现呢?除了学习,就是不断的调代码了吧?!