Python 爬虫利器 Selenium 从入门到进阶

作者 | 俊欣

来源 | 关于数据分析与可视化

今天小编就来讲讲selenium，我们大致会讲这些内容

• selenium简介与安装

• 页面元素的定位

• 浏览器的控制

• 鼠标的控制

• 键盘的控制

• 设置元素的等待

• 获取cookies

• 调用JavaScript

• selenium进阶

selenium的简介与安装

selenium是最广泛使用的开源Web UI自动化测试套件之一，它所支持的语言包括C++、Java、Perl、PHP、Python和Ruby，在数据抓取方面也是一把利器，能够解决大部分网页的反爬措施，当然它也并非是万能的，一个比较明显的一点就在于是它速度比较慢，如果每天数据采集的量并不是很高，倒是可以使用这个框架。

那么说到安装，可以直接使用pip在安装

pip install selenium

与此同时呢，我们还需要安装一个浏览器驱动，不同的浏览器需要安装不同的驱动，这边小编主要推荐的以下这两个

• Firefox浏览器驱动: geckodriver

• Chrome浏览器驱动: chromedriver

小编平常使用的是selenium+chromedriver比较多，所以这里就以Chrome浏览器为示例，由于要涉及到chromedriver的版本需要和浏览器的版本一致，因此我们先来确认一下浏览器的版本是多少？看下图

我们在“关于Chrome”当中找到浏览器的版本，然后下载对应版本的chromedriver，当然也要对应自己电脑的操作系统

页面元素的定位

在谈到页面元素的定位时，小编默认读者朋友具备了最最基本的前端知识，例如HTML，CSS等

ID标签的定位

在HTML当中，ID属性是唯一标识一个元素的属性，因此在selenium当中，通过ID来进行元素的定位也作为首选，我们以百度首页为例，搜索框的HTML代码如下，其ID为“kw”，而“百度一下”这个按钮的ID为“su”，我们用Python脚本通过ID的标签来进行元素的定位

driver.find_element_by_id("kw")
driver.find_element_by_id("su")

NAME标签的定位

在HTML当中，Name属性和ID属性的功能基本相同，只是Name属性并不是唯一的，如果遇到没有ID标签的时候，我们可以考虑通过Name标签来进行定位，代码如下

driver.find_element_by_name("wd")

Xpath定位

使用Xpath方式来定位几乎涵盖了页面上的任意元素，那什么是Xpath呢？Xpath是一种在XML和HTML文档中查找信息的语言，当然通过Xpath路径来定位元素的时候也是分绝对路径和相对路径。

绝对路径是以单号/来表示，相对路径是以//来表示，而涉及到Xpath路径的编写，小编这里偷个懒，直接选择复制/粘贴的方式，例如针对下面的HTML代码

我们可以这么来做，打开浏览器的开发者工具，鼠标移到我们选中的元素，然后右击检查，具体看下图

我们还是以百度首页为例，看一下如何通过Xpath来进行页面元素的定位，代码如下

driver.find_element_by_xpath('//*[@id="kw"]')

className标签定位

我们也可以基于class属性来定位元素，尤其是当我们看到有多个并列的元素如list表单，class用的都是共用同一个，如：

driver.find_element_by_class_name("classname")

这个时候，我们就可以通过class属性来定位元素，该方法返回的是一个list列表，而当我们想要定位列表当中的第n个元素时，则可以这样来安排

driver.find_elements_by_class_name("classname")[n]

需要注意的是，这里使用的是find_elements_by_class_name()方法而不是find_element_by_class_name()方法，这里我们还是通过百度首页的例子，通过className标签来定位搜索框这个元素

driver.find_element_by_class_name('s_ipt')

CssSelector()方法定位

其实在Selenium官网当中是更加推荐CssSelector()方法来进行页面元素的定位的，原因在于相比较于Xpath定位速度更快，Css定位分为四类：ID值、Class属性、TagName值等等，我们依次来看

• ID方式来定位

大概有两种方式，一种是在ID值前面添加TagName的值，另外一种则是不加，代码如下

driver.find_element_by_css_selector("#id_value")  # 不添加前面的`TagName`值
driver.find_element_by_css_selector("tag_name.class_value")  # 不添加前面的`TagName`值

当然有时候这个TagName的值非常的冗长，中间可能还有空格，那么这当中的空格就需要用点“.”来替换

driver.find_element_by_css_selector("tag_name.class_value1.calss_value2.class_value3")  # 不添加前面的`TagName`值

我们仍然以百度首页的搜索框为例，它的HTML代码如下

要是用CssSelector的.class()方式来实现元素的定位的话，Python代码该这样来实现，和上面Xpath()的方法一样，可以稍微偷点懒，通过复制/粘贴的方式从开发者工具当中来获取元素的位置

代码如下

driver.find_element_by_css_selector('#kw')

linkText()方式来定位

这个方法直接通过链接上面的文字来定位元素，案例如下

通过linkText()方法来定位“地图”这个元素，代码如下

driver.find_element_by_link_text("地图").click()

浏览器的控制

修改浏览器窗口的大小

我们可以通过使用set_window_size()这个方法来修改浏览器窗口的大小，代码如下

# 修改浏览器的大小
driver.set_window_size(500, 900)

同时还有maxmize_window()方法是用来实现浏览器全屏显示，代码如下

# 全屏显示
driver.maximize_window()

浏览器的前进与后退

前进与后退用到的方法分别是forward()和back()，代码如下

# 前进与后退
driver.forward()
driver.back()

浏览器的刷新

刷新用到的方法是refresh()，代码如下

# 刷新页面
driver.refresh()

除了上面这些，webdriver的常见操作还有

• 关闭浏览器：get()

• 清除文本：clear()

• 单击元素：click()

• 提交表单：submit()

• 模拟输入内容：send_keys()

我们可以尝试着用上面提到的一些方法来写段程序

from selenium import webdriver
from time import sleep

driver = webdriver.Chrome(executable_path="chromedriver.exe")
driver.get("https://www.baidu.com")
sleep(3)
driver.maximize_window()
sleep(1)
driver.find_element_by_xpath('//*[@id="s-top-loginbtn"]').click()
sleep(3)
driver.find_element_by_xpath('//*[@id="TANGRAM__PSP_11__userName"]').send_keys('12121212')
sleep(1)
driver.find_element_by_xpath('//*[@id="TANGRAM__PSP_11__password"]').send_keys('testtest')
sleep(2)
driver.refresh()
sleep(3)
driver.quit()

output

鼠标的控制

鼠标的控制都是封装在ActionChains类当中，常见的有以下几种

引入action_chains类
from selenium.webdriver.common.action_chains import ActionChains
# 右击
ActionChains(driver).context_click(element).perform()
# 双击
ActionChains(driver).double_click(element).perform()
# 拖放
ActionChains(driver).drag_and_drop(Start, End).perform()
# 悬停
ActionChains(driver).move_to_element(Above).perform()
# 按下
ActionChains(driver).click_and_hold(leftclick).perform()
# 执行指定的操作

键盘的控制

webdriver中的Keys()类，提供了几乎所有按键的方法，常用的如下

# 删除键
driver.find_element_by_id('xxx').send_keys(Keys.BACK_SPACE)
# 空格键
driver.find_element_by_id('xxx').send_keys(Keys.SPACE)
# 回车键
driver.find_element_by_id('xxx').send_keys(Keys.ENTER)
# Ctrl + A 全选内容
driver.find_element_by_id('xxx').send_keys(Keys.CONTROL, 'a')
# Ctrl + C/V 复制/粘贴内容
driver.find_element_by_id('xxx').send_keys(Keys.CONTROL, 'c')
driver.find_element_by_id('xxx').send_keys(Keys.CONTROL, 'v')

其他的一些键盘操作

• 向上箭头：Keys.ARROW_UP

• 向下箭头：Keys.ARROW_DOWN

• 向左/向右箭头：Keys.ARROW_LEFT/Keys.ARROW_RIGHT

• Shift键：Keys.SHIFT

• F1键：Keys.F1

元素的等待

有显示等待和隐式等待两种

显示等待

显示等待指的是设置一个超时时间，每隔一段时间去查看一下该元素是否存在，如果存在则执行后面的内容，要是超过了最长的等待时间，则抛出异常(TimeoutException)，需要用到的是WebDriverWait()方法，同时配合until和not until方法

WebDriverWait(driver, timeout, poll_frequency=0.5, ignored_exceptions=None)

其中的参数：

• timeout: 最长超时时间，默认以秒为单位

• poll_frequency: 检测的时间间隔，默认是0.5s

• ignored_exceptions: 指定忽略的异常，默认忽略的有NoSuchElementException这个异常

我们来看下面的案例

driver = webdriver.Chrome()
driver.get("http://somedomain/url_that_delays_loading")
try:    
    element = WebDriverWait(driver, 10).until(           
        EC.presence_of_element_located((By.ID, "myDynamicElement")))
finally:    
    driver.quit()

上面的代码最多等待10秒，超时后就抛出异常，但是假设在等了3秒之后就找到了这个元素，那么也就不会多等下剩下的7秒钟时间，而是继续执行后续的代码

隐式等待

主要使用的是implicitly_wait()来实现

browser = webdriver.Chrome(path)
# 隐式等待3秒
browser.implicitly_wait(3)

获取Cookie

Cookie是用来识别用户身份的关键，我们通常也是通过selenium先模拟登录网页获取Cookie，然后再通过requests携带Cookie来发送请求。

webdriver提供了cookies的几种操作，我们挑选几个常用的来说明

• get_cookies()：以字典的形式返回当前会话中可见的cookie信息

• get_cookies(name): 返回cookie字典中指定的的cookie信息

• add_cookie(cookie_dict): 将cookie添加到当前会话中

下面看一个简单的示例代码

driver=webdriver.Chrome(executable_path="chromedriver.exe")
driver.get(url=url)
time.sleep(1)

cookie_list=driver.get_cookies()
cookies =";".join([item["name"] +"=" + item["value"] + "" for item in cookie_list])
session=requests.session()

headers = {
    'User-Agent':'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/83.0.4103.106 Safari/537.36',
    'cookie': cookies
}

response=session.get(url=url,headers=headers)
soup=BeautifulSoup(response.text,'lxml')

调用JavaScript

在webdriver当中可以使用execut_script()方法来实现JavaScript的执行，下面我们来看一个简单的例子

from selenium import webdriver
import time
bro=webdriver.Chrome(executable_path='./chromedriver')
bro.get("https://www.baidu.com")

# 执行js代码
bro.execute_script('alert(10)')
time.sleep(3)
bro.close()

除此之外，我们还可以通过selenium执行JavaScript来实现屏幕上下滚动

from selenium import webdriver
bro=webdriver.Chrome(executable_path='./chromedriver')
bro.get("https://www.baidu.com")
# 执行js代码
bro.execute_script('window.scrollTo(0,document.body.scrollHeight)')

selenium进阶

selenium启动的浏览器，会非常容易的被检测出来，通常可以通过window.navigator.webdriver的值来查看，如果是true则说明是使用了selenium模拟浏览器，如果是undefined则通常会被认为是正常的浏览器。

那么我们似乎可以执行下面这段代码来强行更改window.navigator.webdriver最后返回的值

driver.execute_script(
    'Object.defineProperties(navigator,{webdriver:{get:()=>false}})'
)

当然这种方法也有一定的缺陷，毕竟这段代码是在网页已经加载完毕之后才运行的，此时网页自身的JavaScript程序已经通过读取window.navigator.webdriver知道你使用的是模拟浏览器了。所以我们有两种办法来解决这个缺陷。

• 在Chrome当中添加实验性功能参数

代码如下

from selenium.webdriver import Chrome
from selenium.webdriver import ChromeOptions

option = ChromeOptions()
option.add_experimental_option('excludeSwitches',['enable-automation'])
driver=Chrome(options=option)

• 调用chrome当中的开发工具协议的命令

核心思想就是让Chrome浏览器在打开页面，还没有运行网页自带的JavaScript代码时，先来执行我们给定的代码，通过execute_cdp_cmd()方法，

driver.execute_cdp_cmd("Page.addScriptToEvaluateOnNewDocument", {
    "source": """
        Object.defineProperty(navigator, 'webdriver', {
            get: () => undefined
        })
    """
})

当然为了更好隐藏指纹特征，我们可以将上面两种方法想结合

from selenium import webdriver
options = webdriver.ChromeOptions()
options.add_experimental_option("excludeSwitches", ["enable-automation"])
options.add_experimental_option('useAutomationExtension', False)
driver = webdriver.Chrome(options=options, executable_path='./chromedriver')
driver.execute_cdp_cmd("Page.addScriptToEvaluateOnNewDocument", {
  "source": """
    Object.defineProperty(navigator, 'webdriver', {
      get: () => undefined
    })
  """
})
driver.get(url)

最后的最后，我们也可以通过运行stealth.min.js文件来实现隐藏selenium模拟浏览器的特征，这个文件之前是给puppeteer用的，使得其隐藏浏览器的指纹特征，而让Python使用时，需要先导入这份JS文件

import time
from selenium.webdriver import Chrome

option = webdriver.ChromeOptions()
option.add_argument("--headless")

# 无头浏览器需要添加user-agent来隐藏特征
option.add_argument('user-agent=.....')
driver = Chrome(options=option)
driver.implicitly_wait(5)

with open('stealth.min.js') as f:
    js = f.read()

driver.execute_cdp_cmd("Page.addScriptToEvaluateOnNewDocument", {
  "source": js
})

driver.get(url)

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