python爬虫之Scrapy框架，基本介绍使用以及用框架下

　　一、Scrapy框架简介
　　Scrapy是：由Python语言开发的一个快速、高层次的屏幕抓取和web抓取框架，用于抓取web站点并从页面中提取结构化的数据，只需要实现少量的代码，就能够快速的抓取。
　　Scrapy使用了Twisted异步网络框架来处理网络通信，可以加快我们的下载速度，不用自己去实现异步框架，并且包含了各种中间件接口，可以灵活地实现各种需求。
　　Scrapy可以应用在包括数据挖掘、信息处理或存储历史数据等一系列的程序中，其最初是为页面抓取（更确切地说是网络抓取）而设计的，也可以应用于获取API所返回的数据（例如AmazonAssociatesWebServices）或者通用的网络爬虫。二、Scrapy架构
　　1、架构图
　　官方架构图
　　翻译架构图
　　2、组件
　　Scrapy主要包括了以下组件：爬虫中间件（SpiderMiddleware）：位于Scrapy引擎和爬虫之间的框架，主要用于处理爬虫的响应输入和请求输出。调度器中间件（SchedulerMiddleware）：位于Scrapy引擎和调度器之间的框架，主要用于处理从Scrapy引擎发送到调度器的请求和响应。调度器（Scheduler）：用来接收引擎发过来的请求，压入队列中，并在引擎再次请求的时候返回。它就像是一个URL的优先队列，由它来决定下一个要抓取的网址是什么，同时在这里会去除重复的网址。下载器中间件（DownloaderMiddleware）：位于Scrapy引擎和下载器之间的框架，主要用于处理Scrapy引擎与下载器之间的请求及响应。代理IP和用户代理可以在这里设置。下载器（Downloader）：用于下载网页内容，并将网页内容返回给爬虫。
　　Scrapy引擎（ScrapyEngine）：用来控制整个系统的数据处理流程，并进行事务处理的触发。爬虫（Spiders）：爬虫主要是干活的，用于从特定网页中提取自己需要的信息，即所谓的项目（又称实体）。也可以从中提取URL，让Scrapy继续爬取下一个页面。项目管道（Pipeline）：负责处理爬虫从网页中爬取的项目，主要的功能就是持久化项目、验证项目的有效性、清除不需要的信息。当页面被爬虫解析后，将被送到项目管道，并经过几个特定的次序来处理其数据。
　　3、运行流程
　　数据流（Dataflow），Scrapy中的数据流由执行引擎（ScrapyEngine）控制，其过程如下：引擎打开一个网站（openadomain），找到处理该网站的Spider并向该spider请求第一个要爬取的URL（s）。引擎从Spider中获取到第一个要爬取的URL并在调度器（Scheduler）以Request调度。引擎向调度器请求下一个要爬取的URL。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（请求（request）方向）转发给下载器（Downloader）。一旦页面下载完毕，下载器生成一个该页面的Response，并将其通过下载中间件（返回（response）方向）发送给引擎。引擎从下载器中接收到Response并通过Spider中间件（输入方向）发送给Spider处理。Spider处理Response并返回爬取到的Item及（跟进的）新的Request给引擎。引擎将（Spider返回的）爬取到的Item给ItemPipeline，将（Spider返回的）Request给调度器。（从第二步）重复直到调度器中没有更多地request，引擎关闭该网站三、Scrapy安装以及生成项目
　　1、下载安装
　　Linux下载方式，直接安装pipinstallscrapy或者pip3installscrapy）
　　windows如果用Pycharm的话，在Pycharm底部打开命令终端
　　输入命令pipinstallscrapy
　　2、创建Scrapy项目创建一个叫ScrapyDemmoscrapystartprojectScrapyDemmo进入项目文件夹cdScrapyDemmo创建一个名为baidu的爬虫，爬虫目标www。baidu。comscrapygenspiderbaiduwww。baidu。com
　　创建完成后，目录结构如下：
　　scrapy。cfg：项目的配置文件。scrapyspider：该项目的python模块。之后您将在此加入代码。scrapyspideritems。py：项目中的item文件。scrapyspiderpipelines。py：项目中的pipelines文件。scrapyspidersettings。py：项目的设置文件。scrapyspiderspiders：放置spider代码的目录。
　　spiders下的baidu。py是scrapy用命令（scrapygenspiderbaiduwww。baidu。com）自动为我们生成的。
　　内容如下：importscrapyclassBaiduSpider（scrapy。Spider）：namebaidualloweddomains〔www。baidu。com〕starturls〔http：www。baidu。com〕defparse（self，response）：titleresponse。xpath（htmldeadtitletext（））print（title）
　　当然，可以不用命令生成，可以自己在spiders下创建爬虫，您必须继承scrapy。Spider类，且定义以下三个属性：name：用于区别Spider。该名字必须是唯一的，您不可以为不同的Spider设定相同的名字。starturls：包含了Spider在启动时进行爬取的url列表。因此，第一个被获取到的页面将是其中之一。后续的URL则从初始的URL获取到的数据中提取。parse（）是spider的一个方法。被调用时，每个初始URL完成下载后生成的Response对象将会作为唯一的参数传递给该函数。该方法负责解析返回的数据（responsedata），提取数据（生成item）以及生成需要进一步处理的URL的Request对象。
　　3、运行爬虫
　　运行方法：
　　在项目目录底下用命令运行，如下，我项目目录D：PythonScrapyDemmo，运行name为baidu的爬虫D：PythonScrapyDemmoscrapycrawlbaidu
　　在scrapy中，为了避免每一次运行或调试都输入一串命令，可以在项目文件下新建一个run。py文件，每次运行爬虫只需要运行此脚本即可。且运行调试模式也需要设置此启动脚本。fromscrapyimportcmdlinecmdline。execute（scrapycrawlbaidu。split（））
　　最后运行这个run。py即可，执行结果：D：PythonvenvScriptspython。exeD：PythonScrapyDemmoScrapyDemmorun。py2022102810：12：55〔scrapy。utils。log〕INFO：Scrapy2。7。0started（bot：ScrapyDemmo）2022102810：12：55〔scrapy。utils。log〕INFO：Versions：lxml4。9。1。0，libxml22。9。12，cssselect1。1。0，parsel1。6。0，w3lib2。0。1，Twisted22。8。0，Python3。9。13（tagsv3。9。13：6de2ca5，May172022，16：36：42）〔MSCv。192964bit（AMD64）〕，pyOpenSSL22。1。0（OpenSSL3。0。55Jul2022），cryptography38。0。1，PlatformWindows1010。0。22000SP02022102810：12：55〔scrapy。crawler〕INFO：Overriddensettings：｛BOTNAME：ScrapyDemmo，NEWSPIDERMODULE：ScrapyDemmo。spiders，REQUESTFINGERPRINTERIMPLEMENTATION：2。7，ROBOTSTXTOBEY：True，SPIDERMODULES：〔ScrapyDemmo。spiders〕，TWISTEDREACTOR：twisted。internet。asyncioreactor。AsyncioSelectorReactor｝2022102810：12：55〔asyncio〕DEBUG：Usingselector：SelectSelector。。。。。。
　　若嫌弃scrapy日志文件太杂乱，想无日志输出，只需在后面增加nolog即可：fromscrapyimportcmdlinecmdline。execute（scrapycrawlbaidunolog。split（））
　　执行导出为json或scv格式，执行爬虫文件时添加o选项即可
　　scrapycrawl项目名o。csv
　　scrapycrawl项目名o。json
　　对于json文件，在setting。js文件里添加，设置编码格式，否则会乱码：fromscrapyimportcmdlinecmdline。execute（scrapycrawlbaiduobaidu。csv。split（））四、Scrapy配置文件settings。py
　　默认配置文件，主要设置参数：BOTNAMEScrapyDemmoScrapy项目的名字，这将用来构造默认UserAgent，同时也用来log，当您使用startproject命令创建项目时其也被自动赋值。SPIDERMODULES〔ScrapyDemmo。spiders〕Scrapy搜索spider的模块列表默认：〔xxx。spiders〕NEWSPIDERMODULEScrapyDemmo。spiders使用genspider命令创建新spider的模块。默认：xxx。spiders爬取的默认UserAgent，除非被覆盖USERAGENTScrapyDemmo（http：www。yourdomain。com）如果启用，Scrapy将会采用robots。txt策略ROBOTSTXTOBEYTrueScrapydownloader并发请求（concurrentrequests）的最大值，默认：16CONCURRENTREQUESTS32为同一网站的请求配置延迟（默认值：0）Seehttps：docs。scrapy。orgenlatesttopicssettings。htmldownloaddelaySeealsoautothrottlesettingsanddocsDOWNLOADDELAY3下载器在下载同一个网站下一个页面前需要等待的时间，该选项可以用来限制爬取速度，减轻服务器压力。同时也支持小数：0。25以秒为单位下载延迟设置只有一个有效CONCURRENTREQUESTSPERDOMAIN16对单个网站进行并发请求的最大值。CONCURRENTREQUESTSPERIP16对单个IP进行并发请求的最大值。如果非0，则忽略禁用Cookie（默认情况下启用）COOKIESENABLEDFalse禁用Telnet控制台（默认启用）TELNETCONSOLEENABLEDFalse覆盖默认请求标头：DEFAULTREQUESTHEADERS｛Accept：texthtml，applicationxhtmlxml，applicationxml；q0。9，；q0。8，AcceptLanguage：en，｝项目管道，300为优先级，越低越爬取的优先度越高Seehttps：docs。scrapy。orgenlatesttopicsitempipeline。htmlITEMPIPELINES｛ScrapyDemmo。pipelines。ScrapydemmoPipeline：300，｝
　　还可以设置日志的等级与日志存放的路径：
　　相关变量LOGLEVELLOGFILEahrefhttps：www。bs178。comrizhitargetblankclassinfotextkey日志a名。log
　　日志等级分为，默认等级是1DEBUG调试信息INFO一般信息WARNING警告ERROR普通错误CRITICAL严重错误
　　如果设置
　　LOGLEVELWARNING，就只会WARNING等级之下的ERROR和CRITICAL
　　一般主要需要配置的几个参数，其他按需配置即可。
　　USERAGENT：默认是注释的，这个东西非常重要，如果不写很容易被判断为电脑爬虫。
　　ROBOTSTXTOBEY：是否遵循机器人协议，默认是true，需要改为false，否则很多东西爬不了
　　DEFAULTREQUESTHEADERS：和USERAGENT类似，只是参数更完整。五、完整案例（下载图片）
　　用scrapy框架下载以前的示例：python爬虫之批量下载图片
　　1、修改settings。py主要参数关闭robot。txt协议ROBOTSTXTOBEYFalse页面延迟下载，我这里测试，可以先不设置DOWNLOADDELAY1是否启用CookieCOOKIESENABLEDTrue请求头DEFAULTREQUESTHEADERS｛Accept：texthtml，applicationxhtmlxml，applicationxml；q0。9，；q0。8，AcceptLanguage：en，UserAgent：Mozilla5。0（WindowsNT10。0；Win64；x64）AppleWebKit537。36（KHTML，likeGecko）Chrome106。0。0。0Safari537。36｝打开下载器DOWNLOADERMIDDLEWARES｛ScrapyDemmo。middlewares。ScrapydemmoDownloaderMiddleware：543，｝打开优先级，并添加自己编写的图片下载管道ITEMPIPELINES｛ScrapyDemmo。pipelines。ScrapydemmoPipeline：300，ScrapyDemmo。pipelines。ImageDownloadPipeline：300，｝添加下载储存目录IMAGESSTORED：Pythonpic文件保存时间IMAGESEXPIRES90
　　2、定义Item字段（Items。py）
　　本项目用于下载图片，因此可以仅构建图片名和图片地址字段。importscrapyclassScrapydemmoItem（scrapy。Item）：图片下载链接imageurlscrapy。Field（）图片名称imagenamescrapy。Field（）
　　3、编写爬虫文件（spiders目录下）
　　这里文件名为：imagedownload。py
　　以前用requests库和BeautifulSoup库下载图片，这里就不需要了，scrapy自带相关函数和方法。
　　scrapy元素定位，提供三种方式，正则、Xpath表达式、css。
　　我这里有xpath定位方式。importscrapyimportrefrom。。itemsimportScrapydemmoItemclassImageSpider（scrapy。Spider）：nameimagedownloadalloweddomains〔desk。3gbizhi。com〕starturls〔https：desk。3gbizhi。comdeskMVindex。html〕defparse（self，response）：导入Items。py字段itemsScrapydemmoItem（）获取所有链接列表listsresponse。xpath（p〔5〕ulli）点位元素循环获取图片链接和图片名称foriinlists：图片名称imagenamei。xpath（。aimgalt）。get（）图片链接items〔imageurl〕i。xpath（。aimg〔1〕）。get（）。replace（。278。154。jpg，）图片格式类型imagetypere。sub（rh。d。，，items〔imageurl〕）拼接文件名，图片名称图片格式items〔imagename〕｛｝。｛｝。format（imagename，imagetype）yielditems循环跳转下一页，并重复返回数据，这里测试先下载1页的图片，总共23页。foriinrange（2，3）：nexturlhttps：desk。3gbizhi。comdeskMVindex｛｝。html。format（i）yieldscrapy。Request（nexturl，callbackself。parse）
　　关于yield的理解，先，如果你还没有对yield有个初步分认识，那么你先把yield看做return，这个是直观的，它先是个return。
　　最主要的不同在于yield在返回值后还可以继续运行接下来的代码，使用的函数会返回一个生成器，而return在返回后就不在执行代码。
　　以上两个yield：yielditems：这里我们通过yield返回的不是Request对象，而是一个ScrapydemmoItem对象。scrap有框架获得这个对象之后，会将这个对象传递给pipelines。py来做进一步处理。我们将在pipelines。py里将传递过来的scrapy。Item对象保存到数据库里去。yieldscrapy。Request：这里是在爬取完一页的信息后，我们在当前页面获取到了下一页的链接，然后通过yield发起请求，并且将parse自己作为回调函数来处理下一页的响应。
　　4、修改管道文件pipelines。py用于下载图片
　　除了爬取文本，我们可能还需要下载文件、视频、图片、压缩包等，这也是一些常见的需求。scrapy提供了FilesPipeline和ImagesPipeline，专门用于下载普通文件及图片。
　　继承Scrapy内置的ImagesPipeline，只需要重写getmediarequests和itemcompleted函数即可。fromscrapy。pipelines。imagesimportImagesPipelinefromscrapy。exceptionsimportDropItemfromscrapyimportRequestclassScrapydemmoPipeline：defprocessitem（self，item，spider）：returnitemclassImageDownloadPipeline（ImagesPipeline）：defgetmediarequests（self，item，info）：下载图片，如果传过来的是集合需要循环下载meta里面的数据是从spider获取，然后通过meta传递给下面方法：filepathyieldRequest（urlitem〔imageurl〕，meta｛filename：item〔imagename〕｝）defitemcompleted（self，results，item，info）：分析下载结果并剔除下载失败的图片imagepaths〔x〔path〕forok，xinresultsifok〕ifnotimagepaths：raiseDropItem（Itemcontainsnoimages）returnitemdeffilepath（self，request，responseNone，infoNone）：接收上面meta传递过来的图片名称filenamerequest。meta〔filename〕returnfilenamegetmediarequests（）。它的第一个参数item是爬取生成的Item对象。我们将它的url字段取出来，然后直接生成Request对象。此Request加入调度队列，等待被调度，执行下载。itemcompleted（），它是当单个Item完成下载时的处理方法。因为可能有个别图片未成功下载，所以需要分析下载结果并剔除下载失败的图片。该方法的第一个参数results就是该Item对应的下载结果，它是一个列表形式，列表每一个元素是一个元组，其中包含了下载成功或失败的信息。这里我们遍历下载结果找出所有成功的下载列表。如果列表为空，那么说明该Item对应的图片下载失败了，随即抛出异常DropItem，该Item忽略。否则返回该Item，说明此Item有效。
　　以上两个函数即可下载图片了，图片名称为自动已哈希值命名，如：0db6e07054d966513f0a6f315b687f205c7ced90。jpg这种命名方式不友好，所以我们需要重写filepath函数，自定义图片名称。filepath（）：它的第一个参数request就是当前下载对应的Request对象。这个方法用来返回保存的文件名，接收上面meta传递过来的图片名称，将图片以原来的名称和定义格式进行保存。
　　5、编写执行文件run。py运行
　　在项目下新建run。py作为执行文件fromscrapyimportcmdlinecmdline。execute（scrapycrawlimagedownloadnolog。split（））cmdline。execute（scrapycrawlimagedownload。split（））
　　运行此文件，执行结果，在目录下载第一页壁纸完成。
　　六、小结
　　除了ImagesPipeline处理图片外，还有FilesPipeline可以处理文件，使用方法与图片类似，事实上ImagesPipeline是FilesPipeline的子类，因为图片也是文件的一种。
　　Scrapy很强大，对于大型网站非常实用，还可以同时运行多个爬虫程序，提升效率。Scrapy还有很多功能，可以自己研究。