Python爬虫之路（三）| urllib进阶篇
作者：xiaoyu
微信公众号：Python爬虫之路
segmentfault：https://segmentfault.com/blog/pypc
前情回顾，urllib的基本用法
- urllib库的基本组成
- 利用最简单的urlopen方法爬取网页html
- 利用Request方法构建headers模拟浏览器操作
- error的异常操作
urllib库除了以上基础的用法外，还有很多高级的功能，可以更加灵活的适用在爬虫应用中，比如：
- 使用HTTP的POST请求方法向服务器提交数据实现用户登录
- 使用代理IP解决防止反爬
- 设置超时提高爬虫效率
- 解析URL的方法
本次将会对这些内容进行详细的分析和讲解。
1. POST请求
POST是HTTP协议的请求方法之一，也是比较常用到的一种方法，用于向服务器提交数据。博主先介绍进行post请求的一些准备工作，然后举一个例子，对其使用以及更深层概念进行详细的的剖析。
POST请求的准备工作
既然要提交信息给服务器，我们就需要知道信息往哪填，填什么，填写格式是什么？带这些问题，我们往下看。
同样提交用户登录信息（用户名和密码），不同网站可能需要的东西不一样，比如淘宝反爬机制较复杂，会有其它一大串的额外信息。这里，我们以豆瓣为例（相对简单），目标是弄清楚POST是如何使用的，复杂内容会在后续实战部分与大家继续分享。
抛出上面像淘宝一样需要的复杂信息，如果仅考虑用户名和密码的话，我们的准备工作其实就是要弄明白用户名和密码标签的属性name是什么，以下两种方法可以实现。
- 浏览器F12查看element获取
- 也可以通过抓包工具
Fiddler获取，fiddler的下载地址
https://www.telerik.com/download/fiddler
废话不多说了，让我们看看到底如何找到name？
1. 浏览器F12
通过浏览器F12元素逐层查看到（我是用的Chrome），邮箱/手机号标签的name="form_email", 密码的标签name="form_email"，如下图红框所示。
但要说明的是，两个标签的name名称并不是固定的，上面查看的name名称只是豆瓣网站定义的，不代表所有。其它的网站可能有会有不同的名称，比如name="username", name="password"之类的。因此，针对不同网站的登录，需要每次查看name是什么。
2. 通过fiddler抓包工具
博主推荐使用fiddler工具，非常好用。爬虫本身就是模拟浏览器工作，我们只需要知道浏览器是怎么工作的就可以了。
fiddler会帮助我们抓取浏览器POST请求的所有内容，这样我们得到了浏览器POST的信息，把它填到爬虫程序里模拟浏览器操作就OK了。另外，也可以通过fiddler抓到浏览器请求的headers，非常方便。
安装fiddler的小伙伴们注意：fiddler证书问题的坑（无法抓取HTTPs包），可以通过Tools —> Options —>HTTPS里面打勾Decrypt HTTPS traffic修改证书来解决。否则会一直显示抓取 Tunnel 信息包...
好了，完成了准备工作，我们直接上一段代码理解下。
POST请求的使用
# coding: utf-8
import urllib.request
import urllib.error
import urllib.parse
# headers 信息，从fiddler上或你的浏览器上可复制下来
headers = {'Accept': 'text/html,application/xhtml+xml,
application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,
*/*;q=0.8',
'Accept-Language': 'zh-CN,zh;q=0.9',
'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.3;
Win64; x64) AppleWebKit/537.36
(KHTML, like Gecko)Chrome/48.0
.2564.48 Safari/537.36'
}
# POST请求的信息，填写你的用户名和密码
value = {'source': 'index_nav',
'form_password': 'your password',
'form_email': 'your username'
}
try:
data = urllib.parse.urlencode(value).encode('utf8')
response = urllib.request.Request(
'https://www.douban.com/', data=data, headers=headers)
html = urllib.request.urlopen(response)
result = html.read().decode('utf8')
print(result)
except urllib.error.URLError as e:
if hasattr(e, 'reason'):
print('错误原因是' + str(e.reason))
except urllib.error.HTTPError as e:
if hasattr(e, 'code'):
print('错误编码是' + str(e.code))
else:
print('请求成功通过。')
运行结果：
<!DOCTYPE HTML>
<html lang="zh-cmn-Hans" class="ua-windows ua-webkit">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="description" content="提供图书、电影、音乐唱片的
推荐、评论和价格比较，以及城市独特的文化生活。">
.....
window.attachEvent('onload', _ga_init);
}
</script>
</body>
</html>
注意：复制header的时候请去掉 这一项'Accept-Encoding':' gzip, deflate， 否则会提示decode的错误。这是因为这一字段定义了请求头压缩的编码造成的。
POST请求代码分析
我们来分析一下上面的代码，与urllib库request的使用基本一致，urllib库request的基本用法可参考上篇文章https://www.jianshu.com/p/10b02a0389e0，这里多出了 post的data参数和一些解析的内容，着重讲解一下。
data = urllib.parse.urlencode(value).encode('utf8')
这句的意思是利用了urllib库的parse来对post内容解析，为什么要解析呢？
这是因为post内容需要进行一定的编码格式处理后才能发送，而编码的规则需要遵从RFC标准，百度了一下RFC定义，供大家参考：
Request ForComments（RFC），是一系列以编号排定的文件。文件收集了有关互联网相关信息，以及UNIX和互联网社区的软件文件。目前RFC文件是由InternetSociety（ISOC）赞助发行。基本的互联网通信协议都有在RFC文件内详细说明。RFC文件还额外加入许多的论题在标准内，例如对于互联网新开发的协议及发展中所有的记录。因此几乎所有的互联网标准都有收录在RFC文件之中。
而parse的urlencode方法是将一个字典或者有顺序的二元素元组转换成为URL的查询字符串（说白了就是按照RFC标准转换了一下格式）。然后再将转换好的字符串按UTF-8的编码转换成为二进制格式才能使用。
注：以上是在Python3.x环境下完成，Python3.x中编码解码规则为 byte—>string—>byte的模式，其中byte—>string为解码，string—>byte为编码
2. 代理IP
代理IP的使用
为什么要使用代理IP？因为各种反爬机制会检测同一IP爬取网页的频率速度，如果速度过快，就会被认定为机器人封掉你的IP。但是速度过慢又会影响爬取的速度，因此，我们将使用代理IP取代我们自己的IP，这样不断更换新的IP地址就可以达到快速爬取网页而降低被检测为机器人的目的了。
同样利用urllib的request就可以完成代理IP的使用，但是与之前用到的urlopen不同，我们需要自己创建订制化的opener。什么意思呢？
urlopen就好像是opener的通用版本，当我们需要特殊功能（例如代理IP）的时候，urlopen满足不了我们的需求，我们就不得不自己定义并创建特殊的opener了。
request里面正好有处理各种功能的处理器方法，如下：
ProxyHandler, UnknownHandler, HTTPHandler,
HTTPDefaultErrorHandler, HTTPRedirectHandler,
FTPHandler, FileHandler, HTTPErrorProcessor, DataHandler
我们要用的是第一个ProxyHandler来处理代理问题。
让我们看一段代码如何使用。
# coding:utf-8
import urllib.request
import urllib.error
import urllib.parse
# headers信息，从fiddler上或浏览器上可复制下来
headers = {'Accept': 'text/html,application/xhtml+xml,
application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,
*/*;q=0.8',
'Accept-Language': 'zh-CN,zh;q=0.9',
'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.3;
Win64;
x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML,
like Gecko)Chrome/48.0.2564.48
Safari/537.36'
}
# POST请求的信息
value = {'source': 'index_nav',
'form_password': 'your password',
'form_email': 'your username'
}
# 代理IP信息为字典格式，key为'http'，value为'代理ip：端口号'
proxy = {'http': '115.193.101.21:61234'}
try:
data = urllib.parse.urlencode(value).encode('utf8')
response = urllib.request.Request(
'https://www.douban.com/', data=data, headers=headers)
# 使用ProxyHandler方法生成处理器对象
proxy_handler = urllib.request.ProxyHandler(proxy)
# 创建代理IP的opener实例
opener = urllib.request.build_opener(proxy_handler)
# 将设置好的post信息和headers的response作为参数
html = opener.open(response)
result = html.read().decode('utf8')
print(result)
except urllib.error.URLError as e:
if hasattr(e, 'reason'):
print('错误原因是' + str(e.reason))
except urllib.error.HTTPError as e:
if hasattr(e, 'code'):
print('错误编码是' + str(e.code))
else:
print('请求成功通过。')
在上面post请求代码的基础上，用自己创建的opener替换urlopen即可完成代理IP的操作，代理ip可以到一些免费的代理IP网站上查找，博主整理出几个，如：
- http://www.xicidaili.com/
- http://www.66ip.cn/
- http://www.mimiip.com/gngao/
- http://www.kuaidaili.com/
运行得到的结果与使用本机IP一样。
代理IP代码分析
# 这个代理IP数据类型为字典，如果是http协议，key值就为**"http"**，value值应为**"代理IP：端口号"的格式**。
proxy = {'http': '115.193.101.21:61234'}
# 使用ProxyHandler方法创建proxy处理器对象
proxy_handler = urllib.request.ProxyHandler(proxy)
# 创建代理IP的opener实例，参数为proxy处理器对象
opener = urllib.request.build_opener(proxy_handler)
# 用代理IP的opener打开指定状态的URL信息
html = opener.open(response)
3. 超时
设置超时的目的是为了防止爬取网站的时候，等待时间过长而导致效率的降低。有效的超时设置可以强制结束等待而进行下一次的爬取，下面来一段代码看如何使用。
# coding:utf-8
import urllib.request
import urllib.error
import urllib.parse
import socket
# headers信息，从fiddler上或浏览器上可复制下来
headers = {'Accept': 'text/html,application/xhtml+xml,
application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,
*/*;q=0.8',
'Accept-Language': 'zh-CN,zh;q=0.9',
'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.3;
Win64;
x64) AppleWebKit/537.36
(KHTML, like Gecko)Chrome/48.0
.2564.48 Safari/537.36'
}
# POST请求的信息
value = {'source': 'index_nav',
'form_password': 'your password',
'form_email': 'your username'
}
# 代理IP为字典格式，key为'http'，value为'代理ip：端口号'
proxy = {'http': '115.193.101.21:61234'}
# 设置超时为2秒，单位为秒
timeout = 2
try:
# 设置socket超时
socket.setdefaulttimeout(timeout)
data = urllib.parse.urlencode(value).encode('utf8')
response = urllib.request.Request(
'https://www.douban.com/', data=data, headers=headers)
# 使用ProxyHandler方法生成处理器对象
proxy_handler = urllib.request.ProxyHandler(proxy)
# 创建代理IP的opener实例
opener = urllib.request.build_opener(proxy_handler)
# 将设置好的post信息和headers的response作为参数
html = opener.open(response)
result = html.read().decode('utf8')
print(result)
except urllib.error.URLError as e:
if hasattr(e, 'reason'):
print('错误原因是' + str(e.reason))
except urllib.error.HTTPError as e:
if hasattr(e, 'code'):
print('错误编码是' + str(e.code))
except socket.timeout:
print('socket超时')
else:
print('请求成功通过。')
在post和代理IP使用的基础上又增加了超时的使用。
# 设置超时为2秒，单位为秒
timeout = 2
#设置socket超时时间，如果不设置，则会使用默认时间。
socket.setdefaulttimeout(timeout)
# 同时对socket超时timeout的错误设置了异常，timeout错误属于OSerror的子类,时间超出指定timeout就会提示socket超时。
except socket.timeout:
print('socket超时')
urllib库parse解析
除了上面提到的urlencode方法，urllib库的parse中还有很多其它的方法可以使用，如：
#urlparse：把URL解析成6个部分
<scheme>://<netloc>/<path>;<params>?<query>#<fragment>
#urlsplit：把URL解析成5个部分
<scheme>://<netloc>/<path>?<query>#<fragment>
# urlunsplit，urlunparse：进行URL的重组
# 还有urljoin，urldefrag等。
更多用法可以查找官方request源码，也会在后续实战例子中陆续使用介绍。
4. 总结
主要介绍了urllib库的一些高级使用用法：
- POST请求的准备和使用方法
- 代理IP的使用
- 超时的使用
- parse解析
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