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《Go语言四十二章经》第四十一章 网络爬虫

发布时间:2019-11-28 作者:李骁 访问量:2371

《Go语言四十二章经》第四十一章 网络爬虫

41.1 Colly网络爬虫框架

Colly是用Go实现的网络爬虫框架。Colly快速优雅,在单核上每秒可以发起1K以上请求;以回调函数的形式提供了一组接口,可以实现任意类型的爬虫。

Colly 特性:

清晰的API 快速(单个内核上的请求数大于1k) 管理每个域的请求延迟和最大并发数 自动cookie 和会话处理 同步/异步/并行抓取 高速缓存 自动处理非Unicode的编码 支持Robots.txt 定制Agent信息 定制抓取频次

特性如此多,引无数程序员竞折腰。下面开始我们的Colly之旅:

首先,下载安装第三方包:go get -u github.com/gocolly/colly/...

接下来在代码中导入包:

import "github.com/gocolly/colly"

准备工作已经完成,接下来就看看Colly的使用方法和主要的用途。

colly的主体是Collector对象,管理网络通信和负责在作业运行时执行附加的回调函数。使用colly需要先初始化Collector:

c := colly.NewCollector() 

我们看看NewCollector,它也是变参函数,参数类型为函数类型func(*Collector),主要是用来初始化一个&Collector{}对象。

而在Colly中有好些函数都返回这个函数类型func(*Collector),如UserAgent(us string)用来设置UA。所以,这里其实是一种初始化对象,设置对象属性的一种模式。相比使用方法(set方法)这种传统方式来初始设置对象属性,采用回调函数的形式在Go语言中更灵活更方便:

NewCollector(options ...func(*Collector)) *Collector
UserAgent(ua string) func(*Collector)

一旦得到一个colly对象,可以向colly附加各种不同类型的回调函数(回调函数在Colly中广泛使用),来控制收集作业或获取信息,回调函数的调用顺序如下:

  1. OnRequest 在发起请求前被调用

  2. OnError 请求过程中如果发生错误被调用

  3. OnResponse 收到回复后被调用

  4. OnHTML 在OnResponse之后被调用,如果收到的内容是HTML

  5. OnScraped 在OnHTML之后被调用

下面我们看一个例子:

package main

import (
	"fmt"

	"github.com/gocolly/colly"
)

func main() {
	// NewCollector(options ...func(*Collector)) *Collector
	// 声明初始化NewCollector对象时可以指定Agent,连接递归深度,URL过滤以及domain限制等
	c := colly.NewCollector(
		//colly.AllowedDomains("news.baidu.com"),
		colly.UserAgent("Opera/9.80 (Windows NT 6.1; U; zh-cn) Presto/2.9.168 Version/11.50"))

	// 发出请求时附的回调
	c.OnRequest(func(r *colly.Request) {
		// Request头部设定
		r.Headers.Set("Host", "baidu.com")
		r.Headers.Set("Connection", "keep-alive")
		r.Headers.Set("Accept", "*/*")
		r.Headers.Set("Origin", "")
		r.Headers.Set("Referer", "http://www.baidu.com")
		r.Headers.Set("Accept-Encoding", "gzip, deflate")
		r.Headers.Set("Accept-Language", "zh-CN, zh;q=0.9")

		fmt.Println("Visiting", r.URL)
	})

	// 对响应的HTML元素处理
	c.OnHTML("title", func(e *colly.HTMLElement) {
		//e.Request.Visit(e.Attr("href"))
		fmt.Println("title:", e.Text)
	})

	c.OnHTML("body", func(e *colly.HTMLElement) {
		// <div class="hotnews" alog-group="focustop-hotnews"> 下所有的a解析
		e.ForEach(".hotnews a", func(i int, el *colly.HTMLElement) {
			band := el.Attr("href")
			title := el.Text
			fmt.Printf("新闻 %d : %s - %s\n", i, title, band)
			// e.Request.Visit(band)
		})
	})

	// 发现并访问下一个连接
	//c.OnHTML(`.next a[href]`, func(e *colly.HTMLElement) {
	//	e.Request.Visit(e.Attr("href"))
	//})

	// extract status code
	c.OnResponse(func(r *colly.Response) {
		fmt.Println("response received", r.StatusCode)
		// 设置context
		// fmt.Println(r.Ctx.Get("url"))
	})

	// 对visit的线程数做限制,visit可以同时运行多个
	c.Limit(&colly.LimitRule{
		Parallelism: 2,
		//Delay:      5 * time.Second,
	})

	c.Visit("http://news.baidu.com")
}

上面代码在开始处对Colly做了简单的初始化,增加UserAgent和域名限制,其他的设置可根据实际情况来设置,Url过滤,抓取深度等等都可以在此设置,也可以后运行时在具体设置。

该例只是简单说明了Colly在爬虫抓取,调度管理方面的优势,对此如有兴趣可更深入了解。大家在深入学习Colly时,可自行选择更合适的URL。

程序运行后,开始根据news.baidu.com抓取页面结果,通过OnHTML回调函数分析首页中的热点新闻标题及链接,并可不断地抓取更深层次的新链接进行访问,每个链接的访问结果我们可以通过OnHTML来进行分析,也可通过OnResponse来进行处理,例子中没有进一步展示深层链接的内容,有兴趣的朋友可以继续进一步研究。

我们来看看OnHTML这个方法的定义:

func (c *Collector) OnHTML(goquerySelector string, f HTMLCallback)

直接在参数中标明了 goquerySelector ,上例中我们有简单尝试。这和我们下面要介绍的goquery HTML解析框架有一定联系,我们也可以使用goquery,通过goquery 来更轻松分析HTML代码。

41.2 goquery HTML解析

Colly框架可以快速发起请求,接收服务器响应。但如果我们需要分析返回的HTML代码,这时候仅仅使用Colly就有点吃力。而goquery库是一个使用Go语言写成的HTML解析库,功能更加强大。

goquery将jQuery的语法和特性引入进来,所以可以更灵活地选择采集内容的数据项,就像jQuery那样的方式来操作DOM文档,使用起来非常的简便。

goquery主要的结构:

type Document struct {
	*Selection
	Url      *url.URL
	rootNode *html.Node
}

Document 嵌入了Selection 类型,因此,Document 可以直接使用 Selection 类型的方法。我们可以通过下面四种方式来初始化得到*Document对象。

func NewDocumentFromNode(root *html.Node) *Document 

func NewDocument(url string) (*Document, error) 

func NewDocumentFromReader(r io.Reader) (*Document, error) 

func NewDocumentFromResponse(res *http.Response) (*Document, error)

Selection 是重要的一个结构体,解析中最重要,最核心的方法方法都由它提供。

type Selection struct {
	Nodes    []*html.Node
	document *Document
	prevSel  *Selection
}

下面我们开始了解下怎么使用goquery:

首先,要确定已经下载安装这个第三方包:

go get github.com/PuerkitoBio/goquery

接下来在代码中导入包:

import "github.com/PuerkitoBio/goquery"

goquery的主要用法是选择器,需要借鉴jQuery的特性,多加练习就能很快掌握。限于篇幅,这里只能简单介绍了goquery的大概情况。

goquery可以直接发送url请求,获得响应后得到HTML代码。但goquery主要擅长于HTML代码分析,而Colly在爬虫抓取管理调度上有优势,所以下面以Colly作为爬虫框架,goquery作为HTML分析器,看看怎么抓取并分析页面内容:

package main

import (
	"bytes"
	"fmt"
	"log"
	"net/url"
	"time"

	"github.com/PuerkitoBio/goquery"
	"github.com/gocolly/colly"
)

func main() {
	urlstr := "https://news.baidu.com"
	u, err := url.Parse(urlstr)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	c := colly.NewCollector()
	// 超时设定
	c.SetRequestTimeout(100 * time.Second)
	// 指定Agent信息
	c.UserAgent = "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/63.0.3239.108 Safari/537.36"
	c.OnRequest(func(r *colly.Request) {
		// Request头部设定
		r.Headers.Set("Host", u.Host)
		r.Headers.Set("Connection", "keep-alive")
		r.Headers.Set("Accept", "*/*")
		r.Headers.Set("Origin", u.Host)
		r.Headers.Set("Referer", urlstr)
		r.Headers.Set("Accept-Encoding", "gzip, deflate")
		r.Headers.Set("Accept-Language", "zh-CN, zh;q=0.9")
	})

	c.OnHTML("title", func(e *colly.HTMLElement) {
		fmt.Println("title:", e.Text)
	})

	c.OnResponse(func(resp *colly.Response) {
		fmt.Println("response received", resp.StatusCode)

		// goquery直接读取resp.Body的内容
		htmlDoc, err := goquery.NewDocumentFromReader(bytes.NewReader(resp.Body))

		// 读取url再传给goquery,访问url读取内容,此处不建议使用
		// htmlDoc, err := goquery.NewDocument(resp.Request.URL.String())

		if err != nil {
			log.Fatal(err)
		}

		// 找到抓取项 <div class="hotnews" alog-group="focustop-hotnews"> 下所有的a解析
		htmlDoc.Find(".hotnews a").Each(func(i int, s *goquery.Selection) {
			band, _ := s.Attr("href")
			title := s.Text()
			fmt.Printf("热点新闻 %d: %s - %s\n", i, title, band)
			c.Visit(band)
		})

	})

	c.OnError(func(resp *colly.Response, errHttp error) {
		err = errHttp
	})

	err = c.Visit(urlstr)
}

上面代码中,goquery先通过 goquery.NewDocumentFromReader生成文档对象htmlDoc。有了htmlDoc就可以使用选择器,而选择器的目的主要是定位:htmlDoc.Find(".hotnews a").Each(func(i int, s *goquery.Selection),找到文档中的<div class="hotnews" alog-group="focustop-hotnews">。

有关选择器Find()方法的使用语法,是不是有些熟悉的感觉,没错就是jQuery的样子。

在goquery中,常用大概有以下选择器:

选择器类型说明
HTML Element元素的选择器Find("a")
Element ID 选择器Find(element#id)
Class选择器Find(".class")
属性选择器
选择器说明
Find(“div[lang]“)筛选含有lang属性的div元素
Find(“div[lang=zh]“)筛选lang属性为zh的div元素
Find(“div[lang!=zh]“)筛选lang属性不等于zh的div元素
Find(“div[lang¦=zh]“)筛选lang属性为zh或者zh-开头的div元素
Find(“div[lang*=zh]“)筛选lang属性包含zh这个字符串的div元素
Find(“div[lang~=zh]“)筛选lang属性包含zh这个单词的div元素,单词以空格分开的
Find(“div[lang$=zh]“)筛选lang属性以zh结尾的div元素,区分大小写
Find(“div[lang^=zh]“)筛选lang属性以zh开头的div元素,区分大小写

parent>child选择器 如果我们想筛选出某个元素下符合条件的子元素,我们就可以使用子元素筛选器,它的语法为Find("parent>child"),表示筛选parent这个父元素下,符合child这个条件的最直接(一级)的子元素。

prev+next相邻选择器 假设我们要筛选的元素没有规律,但是该元素的上一个元素有规律,我们就可以使用这种下一个相邻选择器来进行选择。

prev~next选择器 有相邻就有兄弟,兄弟选择器就不一定要求相邻了,只要他们共有一个父元素就可以。

Colly + goquery 是抓取网络内容的利器,使用上极其方便。如今动态渲染的页面越来越多,爬虫们或多或少都需要用到headless browser来渲染待爬取的页面,这里推荐chromedp,开源网址:https://github.com/chromedp/chromedp