【Python-31】如何抓取WEB页面

文章转载自： http://blog.binux.me/2013/09/howto-crawl-web/


1. HTTP协议
       WEB内容是通过HTTP协议传输的，实际上，任何的抓取行为都是在模拟浏览器的HTTP请求。那么，首先通过 http://zh.wikipedia.org/wiki/ 超文本传输协议 来对HTTP协议来进行初步的了解：

* HTTP通常通过创建到服务器80端口的TCP连接进行通信
* HTTP协议的内容包括请求方式（method）, url，header，body，通常以纯文本方式发送
* HTTP返回内容包括状态码，header，body，通常以纯文本方式返回
* header以及body间以CRLF(\r\n)分割

       由于富web应用越来越盛行，单纯的HTTP协议已经不能满足 -人类的欲望- 人们的需求了，websocket, spdy等越来越多的非HTTP协议信息传输手段被使用，但是目前看来，web的主要信息依旧承载于http协议。
       

我们通过访问http://www.baidu.com/来查看一个正常的HTTP请求，浏览器的HTTP 请求部分如下所示:

GET / HTTP/1.1
Host: www.baidu.com
Connection: keep-alive
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_8_5) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/30.0.1599.66 Safari/537.36
DNT: 1
Accept-Encoding: gzip,deflate,sdch
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8

请求中的第一行称为Request-Line，包含了“请求方式 URL HTTP版本”，在上面的例子中，这个请求方式(method)为GET，URL为 /, HTTP版本为 HTTP/1.1 。
注意到这里的URL并不是我们访问时的 http://www.baidu.com/ 而只是一个 /，而www.baidu.com的域名在Header Host: www.baidu.com 中体现。这样表示请求的资源 / 是位于主机(host) www.baidu.com 上的，而 GET http://www.baidu.com/ HTTP/1.1 则表示请求的资源位于别的地方，通常用于http代理请求中。
请求的后续行都是Header，其中比较重要的header有 Host, User-Agent, Cookie, Referer, X-Requested-With （这个请求中未展现）。如果是POST请求，还会有body。
虽然并不需要理解HTTP请求，只要参照展示的内容模拟请求就可以抓取到内容，但是学习一下各个header的作用有助于理解哪些元素是必须的，哪些可以被忽略或修改。
更多内容可以通过以下链接进行进一步学习： 
http://zh.wikipedia.org/wiki/URL 
http://en.wikipedia.org/wiki/Query_string 
http://en.wikipedia.org/wiki/HTTP_POST 
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_HTTP_header_fields 

好了，这就是一个请求的全部，只要正确模拟了method，url，header，body 这四要素，任何内容都能抓下来，而所有的四个要素，只要打开浏览器-审查元素-Network就能看到！
 

2. curl

现在我们就可以通过curl命令来模拟一个请求： 
curl -v -H "User-Agent: Chrome" http://www.baidu.com/ 
其中 -v 用于显示了请求的内容，-H 指定header，具体curl的使用方式可以 man curl 或者你可以在chrome或者其他平台上找到很多类似的工具。 
如果想看到请求是否正确，可以 curl http://httpbin.org/get 这个地址，它会返回经过解析的请求内容，来看看你的请求是否符合预期（http://httpbin.org/中有包括POST在内的完整API）
HTTP返回下面展示了一个http返回的header部分，body内容被省略：
HTTP/1.1 200 OK
Date: Mon, 30 Sep 2013 06:51:11 GMT
Server: BWS/1.0
Content-Length: 4379
Content-Type: text/html;charset=utf-8

Cache-Control: private
BDPAGETYPE: 1
BDUSERID: 0
BDQID: 0x8e3bf8800bcc3d7e
Set-Cookie: BDSVRTM=2; path=/
Set-Cookie: H_PS_PSSID=3409_3381_1462_2980_3089_3502_3439; path=/; domain=.baidu.com
Set-Cookie: BAIDUID=5DDF70314DF9C307385D1821EC3B9F78:FG=1; expires=Mon, 30-Sep-43 06:51:11 GMT; path=/; domain=.baidu.com
Expires: Mon, 30 Sep 2013 06:51:11 GMT
Content-Encoding: gzip
P3P: CP=" OTI DSP COR IVA OUR IND COM "
Connection: Keep-Alive

其中第一行为 HTTP版本 状态码 状态文字说明 之后的内容都是header，其中比较重要的有：Content-Type, Set-Cookie, Location, Content-Encoding（参见 HTTP_header#Requests）。返回之后的内容就是我们看到的网页内容了。
返回中最重要的是状态码和body中的内容，状态码决定抓取是否成功(200)，是否会有跳转 （HTTP状态码），内容就是我们关心的内容了。

 

3. 实际应用
其他http库在实际抓取中，选择一个方便的HTTP库会帮你解决很多http的细节问题，比如http库会帮你：
* 建立http连接
* 设定常用header，生成正确的http请求
* get/post参数编码
* 跳转重定向
* 自动保存处理cookie
* 返回gzip解压，内容编码
python中推荐 requests，在命令行中我一般用curl进行调试。

AJAX：现在越来越多的页面使用了AJAX技术，表现为内容并不在打开的页面的源码中，而是通过称为 AJAX 的技术，在页面打开后加载的。但实际上，AJAX也是通过HTTP传送信息的，只不过内容来自于页面发起的另一个http请求，通过查看chome中的network列出的页面所有请求，一定可以找到内容，之后只需要模拟对应的这个请求即可。

HTML内容解析：web页面大都以HTML编写，对于简单的内容提取，使用正则即可。但是对付复杂的内容提取需求正则并不是一个好的选择（甚至称不上一个正确的选择），一款HTML/XML解析器+xpath/css selector是一个更有效的选择。

富web应用：可能分析AJAX请求，和内容提取的代价太高。这时可能需要上最后手段——浏览器渲染。通过 phantomjs或类似浏览器引擎，构建一个真实的浏览器执行js、渲染页面。