1. urllib库的简介

urllib库是Python中一个最基本的网络请求库。可以模拟浏览器的行为，向指定的服务器发送一个请求，并可以保存服务器返回的数据。

2. urlopen函数：

在Python3的urllib库中，所有和网络请求相关的方法，都被集到urllib.request模块下面了，以先来看下urlopen函数基本的使用：

from urllib import request
resp = request.urlopen('http://www.baidu.com')
print(resp.read())

实际上，使用浏览器访问百度，右键查看源代码。你会发现，跟我们刚才打印出来的数据是一模一样的。也就是说，上面的三行代码就已经帮我们把百度的首页的全部代码爬下来了。一个基本的url请求对应的python代码真的非常简单。
以下对urlopen函数的进行详细讲解：

url：请求的url。
data：请求的data，如果设置了这个值，那么将变成post请求。
返回值：返回值是一个http.client.HTTPResponse对象，这个对象是一个类文件句柄对象。有read(size)、readline、readlines以及getcode等方法。

3. urlretrieve函数：

这个函数可以方便的将网页上的一个文件保存到本地(媒体文件的下载)。以下代码可以非常方便的将百度的首页下载到本地：

from urllib import request
request.urlretrieve('http://www.baidu.com/','baidu.html')

4. urlencode函数：

用浏览器发送请求的时候，如果url中包含了中文或者其他特殊字符，那么浏览器会自动的给我们进行编码。而如果使用代码发送请求，那么就必须手动的进行编码，这时候就应该使用urlencode函数来实现。urlencode可以把字典数据转换为URL编码的数据。示例代码如下：

from urllib import parse
data = {'name':'爬虫基础','greet':'hello world','age':100}
qs = parse.urlencode(data)
print(qs)

5. parse_qs函数：

可以将经过编码后的url参数进行解码。示例代码如下：

from urllib import parse
qs = "name=%E7%88%AC%E8%99%AB%E5%9F%BA%E7%A1%80&greet=hello+world&age=100"
print(parse.parse_qs(qs))

6. urlparse和urlsplit：

有时候拿到一个url，想要对这个url中的各个组成部分进行分割，那么这时候就可以使用urlparse或者是urlsplit来进行分割。示例代码如下：

from urllib import request,parse

url = 'http://www.baidu.com/s?username=zhangsan'

result = parse.urlsplit(url)
# result = parse.urlparse(url)

print('scheme:',result.scheme)
print('netloc:',result.netloc)
print('path:',result.path)
print('query:',result.query)

urlparse和urlsplit基本上是一模一样的。唯一不一样的地方是，urlparse里面多了一个params属性，而urlsplit没有这个params属性。比如有一个url为：url = 'http://www.baidu.com/s;hello?wd=python&username=abc#1'，
那么urlparse可以获取到hello，而urlsplit不可以获取到。url中的params也用得比较少。

7. request.Request类：

如果想要在请求的时候增加一些请求头，那么就必须使用request.Request类来实现。比如要增加一个User-Agent，示例代码如下：

from urllib import request

headers = {
'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/62.0.3202.94 Safari/537.36'
}
req = request.Request("http://www.baidu.com/",headers=headers)
resp = request.urlopen(req)
print(resp.read())

8. ProxyHandler处理器（代理设置）

很多网站会检测某一段时间某个IP的访问次数(通过流量统计，系统日志等)，如果访问次数多的不像正常人，它会禁止这个IP的访问。
所以我们可以设置一些代理服务器，每隔一段时间换一个代理，就算IP被禁止，依然可以换个IP继续爬取。
urllib中通过ProxyHandler来设置使用代理服务器，下面代码说明如何使用自定义opener来使用代理：

from urllib import request

# 这个是没有使用代理的
# resp = request.urlopen('http://httpbin.org/get')
# print(resp.read().decode("utf-8"))

# 这个是使用了代理的
handler = request.ProxyHandler({"http":"218.66.161.88:31769"})

opener = request.build_opener(handler)
req = request.Request("http://httpbin.org/ip")
resp = opener.open(req)
print(resp.read())

常用的代理有：

西刺免费代理IP：http://www.xicidaili.com/
快代理：http://www.kuaidaili.com/
代理云：http://www.dailiyun.com/

9. 什么是cookie：

在网站中，http请求是无状态的。也就是说即使第一次和服务器连接后并且登录成功后，第二次请求服务器依然不能知道当前请求是哪个用户。cookie的出现就是为了解决这个问题，第一次登录后服务器返回一些数据（cookie）给浏览器，然后浏览器保存在本地，当该用户发送第二次请求的时候，就会自动的把上次请求存储的cookie数据自动的携带给服务器，服务器通过浏览器携带的数据就能判断当前用户是哪个了。cookie存储的数据量有限，不同的浏览器有不同的存储大小，但一般不超过4KB。因此使用cookie只能存储一些小量的数据。

cookie的格式：

Set-Cookie: NAME=VALUE；Expires/Max-age=DATE；Path=PATH；Domain=DOMAIN_NAME；SECURE

参数意义：

NAME：cookie的名字。
VALUE：cookie的值。
Expires：cookie的过期时间。
Path：cookie作用的路径。
Domain：cookie作用的域名。
SECURE：是否只在https协议下起作用。

10. 使用cookielib库和HTTPCookieProcessor模拟登录：

Cookie 是指网站服务器为了辨别用户身份和进行Session跟踪，而储存在用户浏览器上的文本文件，Cookie可以保持登录信息到用户下次与服务器的会话。
这里以人人网为例。人人网中，要访问某个人的主页，必须先登录才能访问，登录说白了就是要有cookie信息。那么如果我们想要用代码的方式访问，就必须要有正确的cookie信息才能访问。解决方案有两种，第一种是使用浏览器访问，然后将cookie信息复制下来，放到headers中。示例代码如下：

from urllib import request

headers = {
    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/62.0.3202.94 Safari/537.36',
    'Cookie': 'anonymid=jacdwz2x-8bjldx; depovince=GW; _r01_=1; _ga=GA1.2.1455063316.1511436360; _gid=GA1.2.862627163.1511436360; wp=1; JSESSIONID=abczwY8ecd4xz8RJcyP-v; jebecookies=d4497791-9d41-4269-9e2b-3858d4989785|||||; ick_login=884e75d4-f361-4cff-94bb-81fe6c42b220; _de=EA5778F44555C091303554EBBEB4676C696BF75400CE19CC; p=61a3c7d0d4b2d1e991095353f83fa2141; first_login_flag=1; [email protected]; ln_hurl=http://hdn.xnimg.cn/photos/hdn121/20170428/1700/main_nhiB_aebd0000854a1986.jpg; t=3dd84a3117737e819dd2c32f1cdb91d01; societyguester=3dd84a3117737e819dd2c32f1cdb91d01; id=443362311; xnsid=169efdc0; loginfrom=syshome; ch_id=10016; jebe_key=9c062f5a-4335-4a91-bf7a-970f8b86a64e%7Ca022c303305d1b2ab6b5089643e4b5de%7C1511449232839%7C1; wp_fold=0'
}

url = 'http://www.renren.com/880151247/profile'

req = request.Request(url,headers=headers)
resp = request.urlopen(req)
with open('renren.html','w') as fp:
    fp.write(resp.read().decode('utf-8'))

但是每次在访问需要cookie的页面都要从浏览器中复制cookie比较麻烦。在Python处理Cookie，一般是通过http.cookiejar模块和urllib模块的HTTPCookieProcessor处理器类一起使用。http.cookiejar模块主要作用是提供用于存储cookie的对象。而HTTPCookieProcessor处理器主要作用是处理这些cookie对象，并构建handler对象。

11. http.cookiejar模块：

该模块主要的类有CookieJar、FileCookieJar、MozillaCookieJar、LWPCookieJar。这四个类的作用分别如下：

CookieJar：管理HTTP cookie值、存储HTTP请求生成的cookie、向传出的HTTP请求添加cookie的对象。整个cookie都存储在内存中，对CookieJar实例进行垃圾回收后cookie也将丢失。
FileCookieJar (filename,delayload=None,policy=None)：从CookieJar派生而来，用来创建FileCookieJar实例，检索cookie信息并将cookie存储到文件中。filename是存储cookie的文件名。delayload为True时支持延迟访问访问文件，即只有在需要时才读取文件或在文件中存储数据。
MozillaCookieJar (filename,delayload=None,policy=None)：从FileCookieJar派生而来，创建与Mozilla浏览器 cookies.txt兼容的FileCookieJar实例。
LWPCookieJar (filename,delayload=None,policy=None)：从FileCookieJar派生而来，创建与libwww-perl标准的 Set-Cookie3文件格式兼容的FileCookieJar实例。

登录人人网：

利用http.cookiejar和request.HTTPCookieProcessor登录人人网。相关示例代码如下：

from urllib import request,parse
from http.cookiejar import CookieJar

headers = {
    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/62.0.3202.94 Safari/537.36'
}

def get_opener():
    cookiejar = CookieJar()
    handler = request.HTTPCookieProcessor(cookiejar)
    opener = request.build_opener(handler)
    return opener

def login_renren(opener):
    data = {"email": "[email protected]", "password": "abc123456789"}
    data = parse.urlencode(data).encode('utf-8')
    login_url = "http://www.renren.com/PLogin.do"
    req = request.Request(login_url, headers=headers, data=data)
    opener.open(req)

def visit_profile(opener):
    url = 'http://www.renren.com/880151247/profile'
    req = request.Request(url,headers=headers)
    resp = opener.open(req)
    with open('renren.html','w') as fp:
        fp.write(resp.read().decode("utf-8"))

if __name__ == '__main__':
    opener = get_opener()
    login_renren(opener)
    visit_profile(opener)

12. 保存cookie到本地：

保存cookie到本地，可以使用cookiejar的save方法，并且需要指定一个文件名：

from urllib import request
from http.cookiejar import MozillaCookieJar

cookiejar = MozillaCookieJar("cookie.txt")
handler = request.HTTPCookieProcessor(cookiejar)
opener = request.build_opener(handler)

headers = {
    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/62.0.3202.94 Safari/537.36'
}
req = request.Request('http://httpbin.org/cookies',headers=headers)

resp = opener.open(req)
print(resp.read())
cookiejar.save(ignore_discard=True,ignore_expires=True)

13. 从本地加载cookie：

从本地加载cookie，需要使用cookiejar的load方法，并且也需要指定方法：

from urllib import request
from http.cookiejar import MozillaCookieJar

cookiejar = MozillaCookieJar("cookie.txt")
cookiejar.load(ignore_expires=True,ignore_discard=True)
handler = request.HTTPCookieProcessor(cookiejar)
opener = request.build_opener(handler)

headers = {
    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/62.0.3202.94 Safari/537.36'
}
req = request.Request('http://httpbin.org/cookies',headers=headers)

resp = opener.open(req)
print(resp.read())

14. 处理HTTPS请求 SSL证书验证

现在随处可见 https 开头的网站，urllib可以为 HTTPS 请求验证SSL证书，就像web浏览器一样，如果网站的SSL证书是经过CA认证的，则能够正常访问，如：https://www.baidu.com/ 等...

如果SSL证书验证不通过，或者操作系统不信任服务器的安全证书，比如浏览器在访问12306网站如：https://www.12306.cn/mormhweb/ 的时候，会警告用户证书不受信任。（据说 12306 网站证书是自己做的，没有通过CA认证）

urllib在访问的时候则会报出SSLError：

from urllib import request

url = "https://www.12306.cn/mormhweb/"

headers = {"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/54.0.2840.99 Safari/537.36"}

request = request.Request(url, headers = headers)

response = request.urlopen(request)

print(response.read())

运行结果：

urllib.URLError:

所以，如果以后遇到这种网站，我们需要单独处理SSL证书，让程序忽略SSL证书验证错误，即可正常访问。

from urllib import request
# 1. 导入Python SSL处理模块
import ssl

# 2. 表示忽略未经核实的SSL证书认证
context = ssl._create_unverified_context()

url = "https://www.12306.cn/mormhweb/"

headers = {"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/54.0.2840.99 Safari/537.36"}

request = request.Request(url, headers = headers)

# 3. 在urlopen()方法里 指明添加 context 参数
response = request.urlopen(request, context = context)

print(response.read())

关于CA：

CA(Certificate Authority)是数字证书认证中心的简称，是指发放、管理、废除数字证书的受信任的第三方机构，如北京数字认证股份有限公司、上海市数字证书认证中心有限公司等...

CA的作用是检查证书持有者身份的合法性，并签发证书，以防证书被伪造或篡改，以及对证书和密钥进行管理。

现实生活中可以用身份证来证明身份，那么在网络世界里，数字证书就是身份证。和现实生活不同的是，并不是每个上网的用户都有数字证书的，往往只有当一个人需要证明自己的身份的时候才需要用到数字证书。

普通用户一般是不需要，因为网站并不关心是谁访问了网站，现在的网站只关心流量。但是反过来，网站就需要证明自己的身份了。

比如说现在钓鱼网站很多的，比如你想访问的是www.baidu.com，但其实你访问的是www.daibu.com，所以在提交自己的隐私信息之前需要验证一下网站的身份，要求网站出示数字证书。

一般正常的网站都会主动出示自己的数字证书，来确保客户端和网站服务器之间的通信数据是加密安全的。

15. urllib 的异常错误处理

在我们用urlopen或opener.open方法发出一个请求时，如果urlopen或opener.open不能处理这个response，就产生错误。

这里主要说的是URLError和HTTPError，以及对它们的错误处理。

URLError

URLError 产生的原因主要有：

没有网络连接
服务器连接失败
找不到指定的服务器
我们可以用try except语句来捕获相应的异常。下面的例子里我们访问了一个不存在的域名：

from urllib import request

requset_info = urllib2.Request('http://www.ajkfhafwjqh.com')

try:
    request.urlopen(requset_info, timeout=5)
except urllib.URLError, err:
    print(err)

运行结果如下：

urlopen error，错误代码8，错误原因是没有找到指定的服务器。

HTTPError

HTTPError是URLError的子类，我们发出一个请求时，服务器上都会对应一个response应答对象，其中它包含一个数字"响应状态码"。

如果urlopen或opener.open不能处理的，会产生一个HTTPError，对应相应的状态码，HTTP状态码表示HTTP协议所返回的响应的状态。

注意，urllib可以为我们处理重定向的页面（也就是3开头的响应码），100-299范围的号码表示成功，所以我们只能看到400-599的错误号码。

from urllib import request

req = request.Request('http://blog.baidu.com/itcast')

try:
    request.urlopen(req)
except urllib.HTTPError, err:
    print err.code
    print(err)