爬虫系列之第3章-Selenium模块

简介

selenium最初是一个自动化测试工具,而爬虫中使用它主要是为了解决requests无法直接执行JavaScript代码的问题 selenium本质是通过驱动浏览器，完全模拟浏览器的操作，比如跳转、输入、点击、下拉等，来拿到网页渲染之后的结果，可支持多种浏览器

安装

1 下载驱动

http://npm.taobao.org/mirrors/chromedriver/2.35/　

if mac系统：

然后将解压后的chromedriver移动到/usr/local/bin目录下 

if window系统：

下载chromdriver.exe放到python安装路径的scripts目录中即可，注意最新版本是2.38，并非2.9

2 安装pip包

pip3 install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple selenium

注意：selenium3默认支持的webdriver是Firfox，而Firefox需要安装geckodriver 下载链接

1 简单使用

from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.common.by import By  # 按照什么方式查找，By.ID,By.CSS_SELECTOR
from selenium.webdriver.common.keys import Keys  # 键盘按键操作
from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC
from selenium.webdriver.support.wait import WebDriverWait  # 等待页面加载某些元素
import time

browser = webdriver.Chrome()

try:
    browser.get("https://www.jd.com")
    input_tag = browser.find_element_by_id("key")  # 找到id为key的标签
    input_tag.send_keys("美女")  # 在输入框内输入“美女”
    input_tag.send_keys(Keys.ENTER)  # 点击回车
    wait = WebDriverWait(browser, 10)  # 显示等待，(就是等页面全部加载出来在记性下一步操作)
    wait.until(EC.presence_of_element_located((By.ID, "J_goodsList")))  # 等到id为J_goodsList的元素加载完毕,最多等10秒
    time.sleep(8)
finally:
    browser.close()

Selenium支持非常多的浏览器，如Chrome、Firefox、Edge等，还有Android、BlackBerry等手机端的浏览器。另外，也支持无界面浏览器PhantomJS。

from selenium import webdriver
  
browser = webdriver.Chrome()
browser = webdriver.Firefox()
browser = webdriver.Edge()
browser = webdriver.PhantomJS()
browser = webdriver.Safari()

 2 元素定位

webdriver 提供了一系列的元素定位方法，常用的有以下几种：

 id
 name
 class name
 tag name
 link text
 partial link text
 xpath
 css selector

分别对应python webdriver 中的方法为：

from selenium import webdriver


browser = webdriver.Chrome()
browser.get("https://www.jd.com")
tags = browser.find_elements_by_id("navitems")  # 找到id为xxx的
tags = browser.find_elements_by_class_name("text")  # 找到类为 xxx的
tags = browser.find_elements_by_name("keywords")
tags = browser.find_elements_by_link_text("家")  # 单独找到text文本
tags = browser.find_elements_by_partial_link_text("家")  # 全部查找（相当于模糊匹配）
tags = browser.find_elements_by_css_selector(".cate_menu_item a")  # css 查找
tags = browser.find_elements_by_xpath("//*[@id='logo']/h1/a")  # 配合xpath使用
# 通过文本找到标签
tags = browser.find_elements(By.CLASS_NAME, "text")
for tag in tags:
    print(tag.tag_name)

browser.close()

注意

1、find_element_by_xxx找的是第一个符合条件的标签，find_elements_by_xxx找的是所有符合条件的标签。

2、根据ID、CSS选择器和XPath获取，它们返回的结果完全一致。

3、另外，Selenium还提供了通用方法find_element()，它需要传入两个参数：查找方式By和值。实际上，它就是find_element_by_id()这种方法的通用函数版本，比如find_element_by_id(id)就等价于find_element(By.ID, id)，二者得到的结果完全一致。

3 节点交互

Selenium可以驱动浏览器来执行一些操作，也就是说可以让浏览器模拟执行一些动作。比较常见的用法有：输入文字时用send_keys()方法，清空文字时用clear()方法，点击按钮时用click()方法。示例如下：

from selenium import webdriver
import time
 
browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.taobao.com')
input = browser.find_element_by_id('q')
input.send_keys('MAC')
time.sleep(1)
input.clear()
input.send_keys('IPhone')
button = browser.find_element_by_class_name('btn-search')
button.click()

常见节点的动作操作

4 动作链

在上面的实例中，一些交互动作都是针对某个节点执行的。比如，对于输入框，我们就调用它的输入文字和清空文字方法；对于按钮，就调用它的点击方法。其实，还有另外一些操作，它们没有特定的执行对象，比如鼠标拖曳、键盘按键等，这些动作用另一种方式来执行，那就是动作链。

比如，现在实现一个节点的拖曳操作，将某个节点从一处拖曳到另外一处，可以这样实现：

from selenium.webdriver import ActionChains
import time

browser = webdriver.Chrome()
url = "http://www.runoob.com/try/try.php?filename=jqueryui-api-droppable"
browser.get(url)
browser.switch_to.frame("iframeResult")
source = browser.find_element_by_css_selector('#draggable')  # 小方块
target = browser.find_element_by_css_selector("#droppable")  # 大方块

actions = ActionChains(browser)

actions.click_and_hold(source)

for i in range(5):
    actions.move_by_offset(xoffset=17, yoffset=0).perform()
    time.sleep(0.5)

actions.release()

更多的动作链操

5 执行JavaScript

对于某些操作，Selenium API并没有提供。比如，下拉进度条，它可以直接模拟运行JavaScript，此时使用execute_script()方法即可实现，代码如下：

from selenium import webdriver
 
browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.jd.com/')
browser.execute_script('window.scrollTo(0, document.body.scrollHeight)')
browser.execute_script('alert("123")')

6 获取节点信息

通过page_source属性可以获取网页的源代码，接着就可以使用解析库（如正则表达式、Beautiful Soup、pyquery等）来提取信息了。

不过，既然Selenium已经提供了选择节点的方法，返回的是WebElement类型，那么它也有相关的方法和属性来直接提取节点信息，如属性、文本等。这样的话，我们就可以不用通过解析源代码来提取信息了，非常方便。

from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.common.by import By #按照什么方式查找，By.ID,By.CSS_SELECTOR
from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC
from selenium.webdriver.support.wait import WebDriverWait #等待页面加载某些元素

browser=webdriver.Chrome()

browser.get('https://www.amazon.cn/')

wait=WebDriverWait(browser,10)
wait.until(EC.presence_of_element_located((By.ID,'cc-lm-tcgShowImgContainer')))

tag=browser.find_element(By.CSS_SELECTOR,'#cc-lm-tcgShowImgContainer img')

#获取标签属性，
print(tag.get_attribute('src'))
#获取标签ID，位置，名称，大小（了解）
print(tag.id)
print(tag.location)
print(tag.tag_name)
print(tag.size)


browser.close()

7 延时等待

在Selenium中，get()方法会在网页框架加载结束后结束执行，此时如果获取page_source，可能并不是浏览器完全加载完成的页面，如果某些页面有额外的Ajax请求，我们在网页源代码中也不一定能成功获取到。所以，这里需要延时等待一定时间，确保节点已经加载出来。这里等待的方式有两种：一种是隐式等待，一种是显式等待。

隐式等待：

当使用隐式等待执行测试的时候，如果Selenium没有在DOM中找到节点，将继续等待，超出设定时间后，则抛出找不到节点的异常。换句话说，当查找节点而节点并没有立即出现的时候，隐式等待将等待一段时间再查找DOM，默认的时间是0。示例如下：

from selenium import webdriver
from selenium.webdriver import ActionChains
from selenium.webdriver.common.by import By #按照什么方式查找，By.ID,By.CSS_SELECTOR
from selenium.webdriver.common.keys import Keys #键盘按键操作
from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC
from selenium.webdriver.support.wait import WebDriverWait #等待页面加载某些元素

browser=webdriver.Chrome()

#隐式等待:在查找所有元素时，如果尚未被加载，则等10秒
browser.implicitly_wait(10)

browser.get('https://www.baidu.com')
input_tag=browser.find_element_by_id('kw')
input_tag.send_keys('美女')
input_tag.send_keys(Keys.ENTER)

contents=browser.find_element_by_id('content_left') #没有等待环节而直接查找，找不到则会报错
print(contents)

browser.close()

显示等待：

隐式等待的效果其实并没有那么好，因为我们只规定了一个固定时间，而页面的加载时间会受到网络条件的影响。这里还有一种更合适的显式等待方法，它指定要查找的节点，然后指定一个最长等待时间。如果在规定时间内加载出来了这个节点，就返回查找的节点；如果到了规定时间依然没有加载出该节点，则抛出超时异常。

from selenium import webdriver
from selenium.webdriver import ActionChains
from selenium.webdriver.common.by import By #按照什么方式查找，By.ID,By.CSS_SELECTOR
from selenium.webdriver.common.keys import Keys #键盘按键操作
from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC
from selenium.webdriver.support.wait import WebDriverWait #等待页面加载某些元素

browser=webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.baidu.com')


input_tag=browser.find_element_by_id('kw')
input_tag.send_keys('美女')
input_tag.send_keys(Keys.ENTER)


#显式等待：显式地等待某个元素被加载
wait=WebDriverWait(browser,10)
wait.until(EC.presence_of_element_located((By.ID,'content_left')))

contents=browser.find_element(By.CSS_SELECTOR,'#content_left')
print(contents)


browser.close()

关于等待条件，其实还有很多，比如判断标题内容，判断某个节点内是否出现了某文字等。更多查看

 8 前进和后退 

平常使用浏览器时都有前进和后退功能，Selenium也可以完成这个操作，它使用back()方法后退，使用forward()方法前进。示例如下：

# 模拟浏览器的前进后退
import time
from selenium import webdriver
 
browser=webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.baidu.com')
browser.get('https://www.taobao.com')
browser.get('http://www.sina.com.cn/')
 
browser.back()
time.sleep(10)
browser.forward()
browser.close()

9 Cookies

使用Selenium，还可以方便地对Cookies进行操作，例如获取、添加、删除Cookies等。示例如下：

from selenium import webdriver
 
browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.zhihu.com/explore')
print(browser.get_cookies())
browser.add_cookie({'name': 'name', 'domain': 'www.zhihu.com', 'value': 'germey'})
print(browser.get_cookies())
browser.delete_all_cookies()
print(browser.get_cookies())

10 异常处理

from selenium import webdriver
from selenium.common.exceptions import TimeoutException,NoSuchElementException,NoSuchFrameException

try:
    browser=webdriver.Chrome()
    browser.get('http://www.runoob.com/try/try.php?filename=jqueryui-api-droppable')
    browser.switch_to.frame('iframssseResult')

except TimeoutException as e:
    print(e)
except NoSuchFrameException as e:
    print(e)
finally:
    browser.close()

案例讲解

滑动验证码的破解

from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.support.ui import WebDriverWait # 等待元素加载的
from selenium.webdriver.common.action_chains import ActionChains  #拖拽
from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC
from selenium.common.exceptions import TimeoutException, NoSuchElementException
from selenium.webdriver.common.by import By
from PIL import Image
import requests
import re
import random
from io import BytesIO
import time


def merge_image(image_file,location_list):
    """
     拼接图片
    """
    im = Image.open(image_file)
    im.save('code.jpg')
    new_im = Image.new('RGB',(260,116))
    # 把无序的图片 切成52张小图片
    im_list_upper = []
    im_list_down = []
    # print(location_list)
    for location in location_list:
        # print(location['y'])
        if location['y'] == -58: # 上半边
            im_list_upper.append(im.crop((abs(location['x']),58,abs(location['x'])+10,116)))
        if location['y'] == 0:  # 下半边
            im_list_down.append(im.crop((abs(location['x']),0,abs(location['x'])+10,58)))

    x_offset = 0
    for im in im_list_upper:
        new_im.paste(im,(x_offset,0))  # 把小图片放到 新的空白图片上
        x_offset += im.size[0]

    x_offset = 0
    for im in im_list_down:
        new_im.paste(im,(x_offset,58))
        x_offset += im.size[0]
    #new_im.show()
    return new_im

def get_image(driver,div_path):
    '''
    下载无序的图片  然后进行拼接 获得完整的图片
    :param driver:
    :param div_path:
    :return:
    '''
    background_images = driver.find_elements_by_xpath(div_path)
    location_list = []
    for background_image in background_images:
        location = {}
        result = re.findall('background-image: url("(.*?)"); background-position: (.*?)px (.*?)px;',background_image.get_attribute('style'))
        # print(result)
        location['x'] = int(result[0][1])
        location['y'] = int(result[0][2])

        image_url = result[0][0]
        location_list.append(location)
    image_url = image_url.replace('webp','jpg')
    # '替换url http://static.geetest.com/pictures/gt/579066de6/579066de6.webp'
    image_result = requests.get(image_url).content
    image_file = BytesIO(image_result) # 是一张无序的图片
    image = merge_image(image_file,location_list)

    return image


def get_track(distance):

    # 初速度
    v=0
    # 单位时间为0.2s来统计轨迹，轨迹即0.2内的位移
    t=0.2
    # 位移/轨迹列表，列表内的一个元素代表0.2s的位移
    tracks=[]
    tracks_back=[]
    # 当前的位移
    current=0
    # 到达mid值开始减速
    mid=distance * 7/8
    print("distance",distance)
    global random_int
    random_int=8
    distance += random_int # 先滑过一点，最后再反着滑动回来

    while current < distance:
        if current < mid:
            # 加速度越小，单位时间的位移越小,模拟的轨迹就越多越详细
            a = random.randint(2,5)  # 加速运动
        else:
            a = -random.randint(2,5) # 减速运动
        # 初速度
        v0 = v
        # 0.2秒时间内的位移
        s = v0*t+0.5*a*(t**2)
        # 当前的位置
        current += s
        # 添加到轨迹列表
        if round(s)>0:
            tracks.append(round(s))
        else:
            tracks_back.append(round(s))


        # 速度已经达到v,该速度作为下次的初速度
        v= v0+a*t

        print("tracks:",tracks)
        print("tracks_back:",tracks_back)
        print("current:",current)

    # 反着滑动到大概准确位置

    tracks_back.append(distance-current)
    tracks_back.extend([-2,-5,-8,])

    return tracks,tracks_back


def get_distance(image1,image2):
    '''
       拿到滑动验证码需要移动的距离
      :param image1:没有缺口的图片对象
      :param image2:带缺口的图片对象
      :return:需要移动的距离
      '''
    # print('size', image1.size)

    threshold = 50
    for i in range(0,image1.size[0]):  # 260
        for j in range(0,image1.size[1]):  # 160
            pixel1 = image1.getpixel((i,j))
            pixel2 = image2.getpixel((i,j))
            res_R = abs(pixel1[0]-pixel2[0]) # 计算RGB差
            res_G = abs(pixel1[1] - pixel2[1])  # 计算RGB差
            res_B = abs(pixel1[2] - pixel2[2])  # 计算RGB差
            if res_R > threshold and res_G > threshold and res_B > threshold:
                return i  # 需要移动的距离


def main_check_code(driver,element):
    """
    拖动识别验证码
    :param driver:
    :param element:
    :return:
    """

    login_btn = driver.find_element_by_class_name('js-login')
    login_btn.click()

    element = WebDriverWait(driver, 30, 0.5).until(EC.element_to_be_clickable((By.CLASS_NAME, 'gt_guide_tip')))
    slide_btn = driver.find_element_by_class_name('gt_guide_tip')
    slide_btn.click()



    image1 = get_image(driver, '//div[@class="gt_cut_bg gt_show"]/div')
    image2 = get_image(driver, '//div[@class="gt_cut_fullbg gt_show"]/div')
    # 图片上 缺口的位置的x坐标

    # 2 对比两张图片的所有RBG像素点，得到不一样像素点的x值，即要移动的距离
    l = get_distance(image1, image2)
    print('l=',l)

    # 3 获得移动轨迹
    track_list = get_track(l)
    print('第一步,点击滑动按钮')
    element = WebDriverWait(driver, 30, 0.5).until(EC.element_to_be_clickable((By.CLASS_NAME, 'gt_slider_knob')))
    ActionChains(driver).click_and_hold(on_element=element).perform()  # 点击鼠标左键，按住不放
    import time
    time.sleep(0.4)
    print('第二步,拖动元素')
    for track in track_list[0]:
         ActionChains(driver).move_by_offset(xoffset=track, yoffset=0).perform()  # 鼠标移动到距离当前位置（x,y）
    #time.sleep(0.4)
    for track in track_list[1]:
          ActionChains(driver).move_by_offset(xoffset=track, yoffset=0).perform()  # 鼠标移动到距离当前位置（x,y）
          time.sleep(0.1)
    import time
    time.sleep(0.6)
    # ActionChains(driver).move_by_offset(xoffset=2, yoffset=0).perform()  # 鼠标移动到距离当前位置（x,y）
    # ActionChains(driver).move_by_offset(xoffset=8, yoffset=0).perform()  # 鼠标移动到距离当前位置（x,y）
    # ActionChains(driver).move_by_offset(xoffset=2, yoffset=0).perform()  # 鼠标移动到距离当前位置（x,y）
    print('第三步,释放鼠标')
    ActionChains(driver).release(on_element=element).perform()
    time.sleep(1)

def main_check_slider(driver):
    """
    检查滑动按钮是否加载
    :param driver:
    :return:
    """
    while True:
        try :
            driver.get('https://www.huxiu.com/')
            element = WebDriverWait(driver, 30, 0.5).until(EC.element_to_be_clickable((By.CLASS_NAME, 'js-login')))
            if element:
                return element
        except TimeoutException as e:
            print('超时错误，继续')
            time.sleep(5)

if __name__ == '__main__':

    try:
        count = 3  # 最多识别3次
        driver = webdriver.Chrome()
        while count > 0:
            # 等待滑动按钮加载完成
            element = main_check_slider(driver)
            main_check_code(driver,element)
            try:
                success_element = (By.CSS_SELECTOR, '.gt_success')
                # 得到成功标志
                success_images = WebDriverWait(driver,3).until(EC.presence_of_element_located(success_element))
                if success_images:
                    print('成功识别！！！！！！')
                    count = 0
                    import sys
                    sys.exit()
            except Exception as e:
                print('识别错误，继续')
                count -= 1
                time.sleep(1)
        else:
            print('too many attempt check code ')
            exit('退出程序')
    finally:
        driver.close()