Scrapy 爬虫框架学习笔记(未完，持续更新)

Scrapy 爬虫框架

Scrapy 是一个用 Python 写的 Crawler Framework 。它使用 Twisted 这个异步网络库来处理网络通信。

Scrapy 框架的主要架构

根据它官网上的设计架构图，一个完整的 Spider 主要分成 7 个部分：Scrapy Engine，Scheduler，Downloader，Spider，Item Pipeline，Downloader middlewares，Spider middlewares。

Scrapy 引擎( Engine )：负责控制数据流在系统种所有组件中流动，并在相应动作时触发事件。

调度器( Scheduler ) ：调度器从引擎中接收 Request 并将它们入队，以便之后引擎请求 Request 时提供给引擎。

下载器( Downloader )：下载器负责获取页面数据并提供给引擎。

Spider ：是 Scrapy 用户用于分析 Response 并提取 Item 或者额外跟进 URL 的类。每个 Spider 负责处理特定（或一些）网站。

Item Pipeline ：负责处理被 Spider 提取出来的 Item 。例如数据持久化。

Downloader middlewares 下载中间件：是引擎与下载器之间特定的钩子，处理 Downloader 传递给引擎的 Response 。

Spider 中间件( Spider middlewares )：是引擎和 Spider 之间的特定钩子，处理 Spider 的输入( Response )和输出( Items 和 Response )。

这些模块的之间的数据流向可以清楚地反应 Scrapy 的工作流程，具体如下：

1. 引擎打开一个网站，找到处理该网站的 Spider 并向该 Spider 请求第一个要爬取的 URL 。
2. 引擎从 Spider 中获取第一个要爬取的 URL 并通过调度器以 Request 进行调度。
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 通过下载中间件转发给下载器。
5. 一旦页面下载完成，下载器生成一个该页面的 Response ，并将器通过下载中间件发送给引擎。
6. 引擎从下载器中接收到 Response 并通过 Spider 中间件发送给 Spider 处理。
7. Spider 处理 Response 并返回爬取到的 Item 及新的 Request 给引擎。
8. 引擎将爬取到的 Item 给 Item Pipeline ，将 Request 给调度器。
9. 重复直到调度器中没有更多的 Request ，引擎关闭该网站。

这和之前学习的普通的爬虫思路架构是很像的。

安装 Scrapy 框架

我用的 WSL2 ，直接安装即可。

pip install scrapy

Scrapy, Hello World!

创建一个新的文件夹做项目的根路径。然后运行命令创建项目：

scrapy startproject cnblogsSpider

然后他就会生成如下的项目目录。

.
└── cnblogSpider
    ├── cnblogSpider => 该项目的 python 模块
    │   ├── __init__.py
    │   ├── items.py => Item 文件
    │   ├── middlewares.py => 中间件
    │   ├── pipelines.py => Pipeline 文件
    │   ├── settings.py => 配置文件
    │   └── spiders => 放置 Spider 文件的文件夹
    │       └── __init__.py
    └── scrapy.cfg => 项目部署文件

在 Spiders 文件夹下创建一个文件 cnblogs_spider.py 然后编写如下代码：

import scrapy


class CnblogsSpider(scrapy.Spider):

    # * 爬虫的名字，必须唯一
    name = "cnblogs"
    allowed_domains = ["cnblogs.com"]
    
    # * 爬取入口 URL 列表，将会首先爬取这里面的 URL 
    start_urls = [
        "http://www.cnblogs.com/qiyeboy/default.html?page=1"
    ]

    # * 用来解析返回的 Response 数据的方法
    # * 每个 URL 相应后的 Response 都会传递给这个方法
    # * 进行提取 item 以及 URL Request 对象
    def parse(self, response):
        pass

在 cnBlogsSpider 文件夹下执行：

scrapy crawl cnblogs

第一个爬虫就成功完成了。

Scrapy 命令行工具

scrapy shell 分为两种类型的命令，一种是必须在 Scrapy 项目下运行的，一种是全局命令。

startproject 命令：

语法： scrapy startproject myproject

功能就是创建项目。

settings 命令：

语法： scrapy settings [options]

在项目运行时，运行这个命令将会输出项目的设定值，否则就输出 Scrapy 的默认设定。

scrapy settings --get BOT_NAME
# cnblogSpider
scrapy settings --get DOWNLOAD_DELAY
# 0

runspider 命令：

语法： scrapy runspider <spider_file.py>

在没有创建项目的情况下，运行一个编写好的 Spider 模块。

shell 命令：

语法： scrapy shell [url]

用于启动 Scrapy shell ， URL 可选。

scrapy shell "http://www.cnblogs.com/qiyeboy/default.html?page=1"

fetch 命令：

语法： scrapy fetch <url>

使用 Scrapy 下载器下载给定的 URL ，并将内容送到终端。

如果是在项目内运行，会用项目内下载器的配置，如果不是就会用默认的 Scrapy Downloader 配置。

scrapy fetch --nolog "http://www.cnblogs.com/qiyeboy/default.html?page=1"
scrapy fetch --nolog --headers "http://www.cnblogs.com/qiyeboy/default.html?page=1"

view 命令：

语法： scrapy view <url>。

在浏览器中打开给定的 URL ，并以 Scrapy spider 获取到的形式展现。

scrapy view "http://www.cnblogs.com/qiyeboy/default.html?page=1"

bench 命令：

语法： scrapy bench

测试 Scrapy 在硬件上的效率。

Spider 模块

Spider 模块最重要的一个功能就是从 Downloader 中处理好的 Response 数据提取出想要的 Item 或者是新的 URL 。 Scrapy 框架提供了 Selector 来帮助我们提取数据。

在不使用框架的时候，我们使用的是 BeautifulSoup 或者是 XPath 完成网页数据的提取。而在 Scrapy 的框架下，内置了这些数据提取的工具，让我们可以直接使用内置的选择器来完成数据的提取。

Selector 的用法

四个基本用法

xpath(query) ：传入 XPath 表达式，返回表达式对应的所有节点的 selector list 列表。

css(query) ：传入 CSS 表达式，返回表达式对应的所有节点的 selector list 列表。

extract() ：序列化节点为 Unicode 字符串。

re(regex) ：根据传入的正则表达式对数据进行提取

这个是 Scrapy 里面的 Selector 最常用的 4 个方法。在 Spider 文件里的 parse(self, response) 方法里，只要将传入的 Response 传入 Selector 里，就能构建一个 Selector 。

selector = Selector(response)

由于 XPath 和 CSS 查询非常普遍， Scrapy 在 Request 里内置了两个可以直接调用的方法： xpath(query) -> SelectorList ，和 css(query) -> SeletorList 。它们返回的都是选择器列表。于是我们可以使用这种简写方式跳过构造 Selector 。

我们尝试从 HTML 页面上提取信息，改写一下 parse(response) 方法：

def parse(self, response):
    papers = response.xpath(".//*[@class='day']")
    for paper in papers:
        url = paper.xpath(".//*[@class='postTitle']/a/@href").extract()[0]
        title = paper.xpath(".//*[@class='postTitle']/a/span/text()").extract()[0]
        time = paper.xpath(".//*[@class='dayTitle']/a/text()").extract()[0]
        content = paper.xpath(".//*[@class='postCon']/div/text()").extract()[0]
        print(url, title, time, content)

运行 scrapy crawl cnblogs 然后就可以发现成功获取了数据：