• .NetCore实践爬虫系统（二）自定义规则

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    上篇文章NetCore实践爬虫系统（一）解析网页内容 我们讲了利用HtmlAgilityPack，输入XPath路径，识别网页节点，获取我们需要的内容。评论中也得到了大家的一些支持与建议。下面继续我们的爬虫系统实践之路。本篇文章不包含依赖注入/数据访问/UI界面等，只包含核心的爬虫相关知识，只能作为Demo使用，抛砖引玉，共同交流。

    抽象规则

    爬虫系统之所以重要，正是他能支持各种各样的数据。要支持识别数据，第一步就是要将规则剥离出来，支持用户自定义。

    爬虫规则，实际上是跟商品有点类似，如动态属性，但也有它特殊的地方，如规则可以循环嵌套，递归，相互引用，链接可以无限下去抓取。更复杂的，就需要自然语言识别，语义分析等领域了。

    我用PPT画了个演示图。用于演示支持分析文章，活动，天气等各种类型的规则。

    PPT示意图

    编码实现

    先来定义个采集规则接口，根据规则获取单个或一批内容。

        /// <summary>
    /// 采集规则接口
    /// </summary>
    public interface IDataSplider
    {
        /// <summary>
        /// 得到内容
        /// </summary>
        /// <param name="rule"></param>
        /// <returns></returns>
        List<SpliderContent> GetByRule(SpliderRule rule);

        /// <summary>
        /// 得到属性信息
        /// </summary>
        /// <param name="node"></param>
        /// <param name="rule"></param>
        /// <returns></returns>
        List<Field> GetFields(HtmlNode node, SpliderRule rule);
    }

    必不可少的规则类,用来配置XPath根路径。

     /// <summary>
    /// 采集规则-能满足列表页/详情页。
    /// </summary>
    public class SpliderRule
    {
        public string Id { get; set; }

        public string Url { get; set; }
        /// <summary>
        /// 网页块
        /// </summary>
        public string ContentXPath { get; set; }
        /// <summary>
        /// 支持列表式
        /// </summary>
        public string EachXPath { get; set; }
        /// <summary>
        /// 
        /// </summary>
        public List<RuleField> RuleFields { get; set; }
    }

    然后就是属性字段的自定义设置,这里根据内容特性，加入了正则支持。例如评论数是数字，可用正则筛选出数字。还有Attribute字段，用来获取node的Attribute信息。

    /// <summary>
    /// 自定义属性字段
    /// </summary>
    public class RuleField
    {
        public string Id { get; set; }

        public string DisplayName { get; set; }
        /// <summary>
        /// 用于存储的别名
        /// </summary>
        public string FieldName { get; set; }
        public string XPath { get; set; }
        public string Attribute { get; set; }
        /// <summary>
        /// 针对获取的HTml正则过滤
        /// </summary>
        public string InnerHtmlRegex { get; set; }
        /// <summary>
        /// 针对获取的Text正则过滤
        /// </summary>
        public string InnerTextRegex { get; set; }
        /// <summary>
        /// 是否优先取InnerText
        /// </summary>
        public bool IsFirstInnerText { get; set; }

    }

    下面是根据文章爬虫规则的解析步骤,实现接口IDataSplider

    /// <summary>
    /// 支持列表和详情页
    /// </summary>
    public class ArticleSplider : IDataSplider
    {
        /// <summary>
        /// 根据Rule
        /// </summary>
        /// <param name="rule"></param>
        /// <returns></returns>
        public List<SpliderContent> GetByRule(SpliderRule rule)
        {
            var url = rule.Url;
            HtmlWeb web = new HtmlWeb();
            //1.支持从web或本地path加载html
            var htmlDoc = web.Load(url);
            var contentnode = htmlDoc.DocumentNode.SelectSingleNode(rule.ContentXPath);

            var list = new List<SpliderContent>();
            //列表页
            if (!string.IsNullOrWhiteSpace(rule.EachXPath))
            {
                var itemsNodes = contentnode.SelectNodes(rule.EachXPath);
                foreach (var item in itemsNodes)
                {
                    var fields = GetFields(item, rule);
                    list.Add(new SpliderContent()
                    {
                        Fields = fields,
                        SpliderRuleId = rule.Id
                    });
                }
                return list;
            }
            //详情页
            var cfields = GetFields(contentnode, rule);
            list.Add(new SpliderContent()
            {
                Fields = cfields,
                SpliderRuleId = rule.Id
            });
            return list;
        }

        public List<Field> GetFields(HtmlNode item, SpliderRule rule)
        {
            var fields = new List<Field>();

            foreach (var rulefield in rule.RuleFields)
            {
                var field = new Field() { DisplayName = rulefield.DisplayName, FieldName = "" };

                var fieldnode = item.SelectSingleNode(rulefield.XPath);
                if (fieldnode != null)
                {

                    field.InnerHtml = fieldnode.InnerHtml;
                    field.InnerText = fieldnode.InnerText;
                    field.AfterRegexHtml = !string.IsNullOrWhiteSpace(rulefield.InnerHtmlRegex) ? Regex.Replace(fieldnode.InnerHtml, rulefield.InnerHtmlRegex, "") : fieldnode.InnerHtml;
                    field.AfterRegexText = !string.IsNullOrWhiteSpace(rulefield.InnerTextRegex) ? Regex.Replace(fieldnode.InnerText, rulefield.InnerTextRegex, "") : fieldnode.InnerText;

                    //field.AfterRegexHtml = Regex.Replace(fieldnode.InnerHtml, rulefield.InnerHtmlRegex, "");
                    //field.AfterRegexText = Regex.Replace(fieldnode.InnerText, rulefield.InnerTextRegex, "");
                    if (!string.IsNullOrWhiteSpace(rulefield.Attribute))
                    {
                        field.Value = fieldnode.Attributes[rulefield.Attribute].Value;
                    }
                    else
                    {
                        field.Value = rulefield.IsFirstInnerText ? field.AfterRegexText : field.AfterRegexHtml;
                    }
                    }
                fields.Add(field);
            }
            return fields;
        }
    }

    还是以博客园为例，配置内容和属性的自定义规则

            /// <summary>
        /// 
        /// </summary>
        public void RunArticleRule()
        {
            var postitembodyXPath = "div[@class='post_item_body']//";
            var postitembodyFootXPath = postitembodyXPath+ "div[@class='post_item_foot']//";
            var rule = new SpliderRule()
            {
                ContentXPath = "//div[@id='post_list']",
                EachXPath = "div[@class='post_item']",
                Url = "https://www.cnblogs.com",
                RuleFields = new List<RuleField>() {
                         new RuleField(){ DisplayName="推荐", XPath="*//span[@class='diggnum']", IsFirstInnerText=true },
                         new RuleField(){ DisplayName="标题",XPath=postitembodyXPath+"a[@class='titlelnk']", IsFirstInnerText=true },
                         new RuleField(){ DisplayName="URL",XPath=postitembodyXPath+"a[@class='titlelnk']",Attribute="href", IsFirstInnerText=true },
                         new RuleField(){ DisplayName="简要",XPath=postitembodyXPath+"p[@class='post_item_summary']", IsFirstInnerText=true },
                         new RuleField(){ DisplayName="作者",XPath=postitembodyFootXPath+"a[@class='lightblue']", IsFirstInnerText=true },
                         new RuleField(){ DisplayName="作者URL",XPath=postitembodyFootXPath+"a[@class='lightblue']",Attribute="href", IsFirstInnerText=true },
                         new RuleField(){ DisplayName="讨论数", XPath="span[@class='article_comment']",IsFirstInnerText=true, InnerTextRegex=@"[^0-9]+"  },
                         new RuleField(){ DisplayName="阅读数", XPath=postitembodyFootXPath+"span[@class='article_view']",IsFirstInnerText=true, InnerTextRegex=@"[^0-9]+"  },
                    }
            };
            var splider = new ArticleSplider();
            var list = splider.GetByRule(rule);
            foreach (var item in list)
            {
                var msg = string.Empty;
                item.Fields.ForEach(M =>
                {
                    if (M.DisplayName != "简要" && !M.DisplayName.Contains("URL"))
                    {
                        msg += $"{M.DisplayName}:{M.Value}";
                    }
                });
                Console.WriteLine(msg);
            }
        }

    运行效果

    效果完美！

    运行效果图

    经过简单的重构，我们已经达到了上篇的效果。

    常用规则模型和自定义规则模型

    写到这里，我想到了一般UML图工具或Axsure原型等，都会内置各种常用组件，那么文章爬虫模型也是我们内置的一种常用组件了。后续我们完全可以按照上面的套路支持其他模型。除了常用模型之外，在网页或客户端上，高级的爬虫工具会支持用户自定义配置，根据配置来获取内容。

    上面的SpliderRule已经能支持大部分内容管理系统单页面抓取。但无法支持规则相互引用，然后根据抓取的内容引用配置规则继续抓取。（这里也许有什么专门的名词来描述：递归爬虫？）。

    今天主要是在上篇文章的基础上重构而来，支持了规则配置。为了有点新意，就多提供两个配置例子吧。

    例子1：文章详情

    我们以上篇文章为例，获取文章详情。 主要结点是标题，内容。其他额外属性暂不处理。

    文章详情结构图

    编码实现

            /// <summary>
        /// 详情
        /// </summary>
        public void RunArticleDetail() {
           

            var rule = new SpliderRule()
            {
                ContentXPath = "//div[@id='post_detail']",
                EachXPath = "",
                Url = " https://www.cnblogs.com/fancunwei/p/9581168.html",
                RuleFields = new List<RuleField>() {
                         new RuleField(){ DisplayName="标题",XPath="*//div[@class='post']//a[@id='cb_post_title_url']", IsFirstInnerText=true },
                         new RuleField(){ DisplayName="详情",XPath="*//div[@class='postBody']//div[@class='blogpost-body']",Attribute="", IsFirstInnerText=false }
                           }
            };
            var splider = new ArticleSplider();
            var list = splider.GetByRule(rule);
            foreach (var item in list)
            {
                var msg = string.Empty;
                item.Fields.ForEach(M =>
                {
                    Console.WriteLine($"{M.DisplayName}:{M.Value}");
                });
                Console.WriteLine(msg);
            }
        }

    运行效果

    效果同样完美！

    文章详情

    例子2：天气预报

    天气预报的例子，我们就以上海8-15天预报为例。

    分析结构

    点击链接，我们发现 今天/7天/8-15天/40天分别是不同的路由页面，那就简单了，我们只考虑当前页面就行。还有个问题，那个晴天雨天的图片，是按样式显示的。我们虽然能抓到html,但样式还未考虑，，HtmlAgilityPack应该有个从WebBrowser获取网页的，似乎能支持样式。本篇文章先跳过这个问题，以后再细究。

    上海8-15预报网页结构分析图

    配置规则

    根据网页结构，配置对应规则。

     public void RunWeather() {

            var rule = new SpliderRule()
            {
                ContentXPath = "//div[@id='15d']",
                EachXPath = "*//li",
                Url = "http://www.weather.com.cn/weather15d/101020100.shtml",
                RuleFields = new List<RuleField>() {
                         new RuleField(){ DisplayName="日期",XPath="span[@class='time']", IsFirstInnerText=true },
                         new RuleField(){ DisplayName="天气",XPath="span[@class='wea']",Attribute="", IsFirstInnerText=false },
                         new RuleField(){ DisplayName="区间",XPath="span[@class='tem']",Attribute="", IsFirstInnerText=false },
                         new RuleField(){ DisplayName="风向",XPath="span[@class='wind']",Attribute="", IsFirstInnerText=false },
                         new RuleField(){ DisplayName="风力",XPath="span[@class='wind1']",Attribute="", IsFirstInnerText=false },
                           }
            };
            var splider = new ArticleSplider();
            var list = splider.GetByRule(rule);
            foreach (var item in list)
            {
                var msg = string.Empty;
                item.Fields.ForEach(M =>
                {
                        msg += $"{M.DisplayName}:{M.Value} ";
                });
                Console.WriteLine(msg);
            }

        }

    运行效果

    效果再次完美！

    天气预报获取图

    源码

    上述代码已提交到GitHub

    总结探讨

    综上所述，我们实现单页面的自定义规则，但也遗留了一个小问题。天气预报晴天阴天效果图，原文是用样式展示的。针对这种不规则问题，如果代码定制当然很容易，但如果做成通用，有什么好办法呢？请提出你的建议！心情好的，顺便点个推荐...

    下篇文章，继续探讨多页面/递归爬虫自定义规则的实现。
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