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    爬虫(Spider),反爬虫(Anti-Spider),反反爬虫(Anti-Anti-Spider) 之间恢宏壮阔的斗争...

    Day 1

    • 小莫想要某站上所有的电影,写了标准的爬虫(基于HttpClient库),不断地遍历某站的电影列表页面,根据 Html 分析电影名字存进自己的数据库。
    • 这个站点的运维小黎发现某个时间段请求量陡增,分析日志发现都是 IP(xxx.xxx.xxx.xxx)这个用户,并且 user-agent 还是 Python-urllib/2.7 ,基于这两点判断非人类后直接在服务器上封杀。

    Day 2

    • 小莫电影只爬了一半,于是也针对性的变换了下策略:1. user-agent 模仿百度("Baiduspider..."),2. IP每爬半个小时就换一个IP代理。
    • 小黎也发现了对应的变化,于是在服务器上设置了一个频率限制,每分钟超过120次请求的再屏蔽IP。 同时考虑到百度家的爬虫有可能会被误伤,想想市场部门每月几十万的投放,于是写了个脚本,通过 hostname 检查下这个 ip 是不是真的百度家的,对这些 ip 设置一个白名单。

    Day 3

    • 小莫发现了新的限制后,想着我也不急着要这些数据,留给服务器慢慢爬吧,于是修改了代码,随机1-3秒爬一次,爬10次休息10秒,每天只在8-12,18-20点爬,隔几天还休息一下。
    • 小黎看着新的日志头都大了,再设定规则不小心会误伤真实用户,于是准备换了一个思路,当3个小时的总请求超过50次的时候弹出一个验证码弹框,没有准确正确输入的话就把 IP 记录进黑名单。

    Day 4

    • 小莫看到验证码有些傻脸了,不过也不是没有办法,先去学习了图像识别(关键词 PIL,tesseract),再对验证码进行了二值化,分词,模式训练之后,总之最后识别了小黎的验证码(关于验证码,验证码的识别,验证码的反识别也是一个恢弘壮丽的斗争史...),之后爬虫又跑了起来。
    • 小黎是个不折不挠的好同学,看到验证码被攻破后,和开发同学商量了变化下开发模式,数据并不再直接渲染,而是由前端同学异步获取,并且通过 JavaScript 的加密库生成动态的 token,同时加密库再进行混淆(比较重要的步骤的确有网站这样做,参见淘宝和微博的登陆流程)。

    Day 5

    • 混淆过的加密库就没有办法了么?当然不是,可以慢慢调试,找到加密原理,不过小莫不准备用这么耗时耗力的方法,他放弃了基于 HttpClient的爬虫,选择了内置浏览器引擎的爬虫(关键词:PhantomJS,Selenium),在浏览器引擎运行页面,直接获取了正确的结果,又一次拿到了对方的数据。
    • 小黎:.....

    爬虫与发爬虫的斗争还在继续...

    通常情况下,在爬虫与反爬虫的对弈中,爬虫一定会胜利。

    换言之,只要人类能够正常访问的网页,爬虫在具备同等资源的情况下就一定可以抓取到。

    关于爬虫部分一些建议:

    1. 尽量减少请求次数,能抓列表页就不抓详情页,减轻服务器压力,程序员都是混口饭吃不容易。
    2. 不要只看 Web 网站,还有手机 App 和 H5,这样的反爬虫措施一般比较少。
    3. 实际应用时候,一般防守方做到根据 IP 限制频次就结束了,除非很核心的数据,不会再进行更多的验证,毕竟成本的问题会考虑到。
    4. 如果真的对性能要求很高,可以考虑多线程(一些成熟的框架如 Scrapy都已支持),甚至分布式...

    关于反爬虫部分的一些建议:

    • 这篇文章就够了:携程技术中心 - 携程酒店研发部研发经理崔广宇 <爬虫与反爬虫> 技术分享

      动态HTML介绍

      JavaScript

      JavaScript 是网络上最常用也是支持者最多的客户端脚本语言。它可以收集 用户的跟踪数据,不需要重载页面直接提交表单,在页面嵌入多媒体文件,甚至运行网页游戏。

      我们可以在网页源代码的<scripy>标签里看到,比如:

      jQuery

      jQuery 是一个十分常见的库,70% 最流行的网站(约 200 万)和约 30% 的其他网站(约 2 亿)都在使用。一个网站使用 jQuery 的特征,就是源代码里包含了 jQuery 入口,比如:

      如果你在一个网站上看到了 jQuery,那么采集这个网站数据的时候要格外小心。jQuery 可 以动态地创建 HTML 内容,只有在 JavaScript 代码执行之后才会显示。如果你用传统的方 法采集页面内容,就只能获得 JavaScript 代码执行之前页面上的内容。

      Ajax

      我们与网站服务器通信的唯一方式,就是发出 HTTP 请求获取新页面。如果提交表单之后,或从服务器获取信息之后,网站的页面不需要重新刷新,那么你访问的网站就在用Ajax 技术。

      Ajax 其实并不是一门语言,而是用来完成网络任务(可以认为 它与网络数据采集差不多)的一系列技术。Ajax 全称是 Asynchronous JavaScript and XML(异步 JavaScript 和 XML),网站不需要使用单独的页面请求就可以和网络服务器进行交互 (收发信息)。

      DHTML

      Ajax 一样,动态 HTML(Dynamic HTML, DHTML)也是一系列用于解决网络问题的 技术集合。DHTML 是用客户端语言改变页面的 HTML 元素(HTML、CSS,或者二者皆 被改变)。比如页面上的按钮只有当用户移动鼠标之后才出现,背景色可能每次点击都会改变,或者用一个 Ajax 请求触发页面加载一段新内容,网页是否属于DHTML,关键要看有没有用 JavaScript 控制 HTML 和 CSS 元素。

      那么,如何搞定?

      那些使用了 Ajax 或 DHTML 技术改变 / 加载内容的页面,可能有一些采集手段。但是用 Python 解决这个问题只有两种途径:

      1. 直接从 JavaScript 代码里采集内容(费时费力)
      2. 用 Python 的 第三方库运行 JavaScript,直接采集你在浏览器里看到的页面(这个可以有)。

     

    Selenium 与 PhantomJS

    Selenium简介

    Selenium是一个Web的自动化测试工具,最初是为网站自动化测试而开发的,类型像我们玩游戏用的按键精灵,可以按指定的命令自动操作,不同是Selenium 可以直接运行在浏览器上,它支持所有主流的浏览器(包括PhantomJS这些无界面的浏览器)。

    Selenium 可以根据我们的指令,让浏览器自动加载页面,获取需要的数据,甚至页面截屏,或者判断网站上某些动作是否发生。

    Selenium 自己不带浏览器,不支持浏览器的功能,它需要与第三方浏览器结合在一起才能使用。但是我们有时候需要让它内嵌在代码中运行,所以我们可以用一个叫 PhantomJS 的工具代替真实的浏览器。

    可以从 PyPI 网站下载 Selenium库https://pypi.python.org/simple/selenium ,也可以用 第三方管理器 pip用命令安装:pip install selenium

    Selenium 官方参考文档:http://selenium-python.readthedocs.io/index.html

    PhantomJS简介

    PhantomJS 是一个基于Webkit的“无界面”(headless)浏览器,它会把网站加载到内存并执行页面上的 JavaScript,因为不会展示图形界面,所以运行起来比完整的浏览器要高效。

    如果我们把 Selenium 和 PhantomJS 结合在一起,就可以运行一个非常强大的网络爬虫了,这个爬虫可以处理 JavaScrip、Cookie、headers,以及任何我们真实用户需要做的事情。

    注意:PhantomJS 只能从它的官方网站http://phantomjs.org/download.html) 下载。 因为 PhantomJS 是一个功能完善(虽然无界面)的浏览器而非一个 Python 库,所以它不需要像 Python 的其他库一样安装,但我们可以通过Selenium调用PhantomJS来直接使用。

    PhantomJS 官方参考文档:http://phantomjs.org/documentation

    快速入门

    Selenium 库里有个叫 WebDriver 的 API。WebDriver 有点儿像可以加载网站的浏览器,但是它也可以像 BeautifulSoup 或者其他 Selector 对象一样用来查找页面元素,与页面上的元素进行交互 (发送文本、点击等),以及执行其他动作来运行网络爬虫。

    页面操作

    Selenium 的 WebDriver提供了各种方法来寻找元素,假设下面有一个表单输入框:

    那么:

    定位UI元素 (WebElements)

    关于元素的选取,有如下的API 单个元素选取
    1. By ID

      • 实现

    1. By Class Name

      • 实现

    2. By Tag Name

      • 实现

    3. By Name

      • 实现

    4. By Link Text

      • 实现

    5. By Partial Link Text

      • 实现

    6. By CSS

      • 实现

    7. By XPath

      • 实现

    鼠标动作链

    有些时候,我们需要再页面上模拟一些鼠标操作,比如双击、右击、拖拽甚至按住不动等,我们可以通过导入 ActionChains 类来做到:

    示例:

    填充表单

    我们已经知道了怎样向文本框中输入文字,但是有时候我们会碰到<select> </select>标签的下拉框。直接点击下拉框中的选项不一定可行。

    img

    Selenium专门提供了Select类来处理下拉框。 其实 WebDriver 中提供了一个叫 Select 的方法,可以帮助我们完成这些事情:

    以上是三种选择下拉框的方式,它可以根据索引来选择,可以根据值来选择,可以根据文字来选择。注意:

    • index 索引从 0 开始
    • value是option标签的一个属性值,并不是显示在下拉框中的值
    • visible_text是在option标签文本的值,是显示在下拉框的值

    全部取消选择怎么办呢?很简单:

    弹窗处理

    当你触发了某个事件之后,页面出现了弹窗提示,处理这个提示或者获取提示信息方法如下:

    页面切换

    一个浏览器肯定会有很多窗口,所以我们肯定要有方法来实现窗口的切换。切换窗口的方法如下:

    也可以使用 window_handles 方法来获取每个窗口的操作对象。例如:

    页面前进和后退

    操作页面的前进和后退功能:

    Cookies

    获取页面每个Cookies值,用法如下

    删除Cookies,用法如下

    页面等待

    注意:这是非常重要的一部分!!

    现在的网页越来越多采用了 Ajax 技术,这样程序便不能确定何时某个元素完全加载出来了。如果实际页面等待时间过长导致某个dom元素还没出来,但是你的代码直接使用了这个WebElement,那么就会抛出NullPointer的异常。

    为了避免这种元素定位困难而且会提高产生 ElementNotVisibleException 的概率。所以 Selenium 提供了两种等待方式,一种是隐式等待,一种是显式等待。

    隐式等待是等待特定的时间,显式等待是指定某一条件直到这个条件成立时继续执行。

    显式等待

    显式等待指定某个条件,然后设置最长等待时间。如果在这个时间还没有找到元素,那么便会抛出异常了。

    如果不写参数,程序默认会 0.5s 调用一次来查看元素是否已经生成,如果本来元素就是存在的,那么会立即返回。

    下面是一些内置的等待条件,你可以直接调用这些条件,而不用自己写某些等待条件了。

    隐式等待

    隐式等待比较简单,就是简单地设置一个等待时间,单位为秒。

    当然如果不设置,默认等待时间为0。

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