Python使用Selenium模拟浏览器自动操作功能

概述

在进行网站爬取数据的时候,会发现很多网站都进行了反爬虫的处理,如JS加密,Ajax加密,反Debug等方法,通过请求获取数据和页面展示的内容完全不同,这时候就用到Selenium技术,来模拟浏览器的操作,然后获取数据。本文以一个简单的小例子,简述Python搭配Tkinter和Selenium进行浏览器的模拟操作,仅供学习分享使用,如有不足之处,还请指正。

什么是Selenium?

Selenium是一个用于Web应用程序测试的工具,Selenium测试直接运行在浏览器中,就像真正的用户在操作一样。支持的浏览器包括IE(7, 8, 9, 10, 11),Mozilla Firefox,Safari,Google Chrome,Opera等。Selenium支持多种操作系统,如Windows、Linux、IOS等,如果需要支持Android,则需要特殊的selenium,本文主要以IE11浏览器为例。

安装Selenium

通过pip install selenium 进行安装即可,如果速度慢,则可以使用国内的镜像进行安装。

涉及知识点

程序虽小,除了需要掌握的Html ,JavaScript,CSS等基础知识外,本例涉及的Python相关知识点还是蛮多的,具体如下:

  • Selenium相关:

Selenium进行元素定位,主要有ID,Name,ClassName,Css Selector,Partial LinkText,LinkText,XPath,TagName等8种方式。
Selenium获取单一元素(如:find_element_by_xpath)和获取元素数组(如:find_elements_by_xpath)两种方式。
Selenium元素定位后,可以给元素进行赋值和取值,或者进行相应的事件操作(如:click)。

  • 线程(Thread)相关:

为了防止前台页面卡主,本文用到了线程进行后台操作,如果要定义一个新的线程,只需要定义一个类并继承threading.Thread,然后重写run方法即可。
在使用线程的过程中,为了保证线程的同步,本例用到了线程锁,如:threading.Lock()。

  • 队列(queue)相关:

本例将Selenium执行的过程信息,保存到对列中,并通过线程输出到页面显示。queue默认先进先出方式。
对列通过put进行压栈,通过get进行出栈。通过qsize()用于获取当前对列元素个数。

  • 日志(logging.Logger)相关:

为了保存Selenium执行过程中的日志,本例用到了日志模块,为Pyhton自带的模块,不需要额外安装。
Python的日志共六种级别,分别是:NOTSET,DEBUG,INFO,WARN,ERROR,FATAL,CRITICAL。

示例效果图

本例主要针对某一配置好的商品ID进行轮询,监控是否有货,有货则加入购物车,无货则继续轮询,如下图所示:

Python使用Selenium模拟浏览器自动操作功能_第1张图片

核心代码

本例最核心的代码,就是利用Selenium进行网站的模拟操作,如下所示:

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class Smoking:

 """定义Smoking类"""

 # 浏览器驱动

 __driver: webdriver = None

 # 配置帮助类

 __cfg_info: dict = {}

 # 日志帮助类

 __log_helper: LogHelper = None

 # 主程序目录

 __work_path: str = ''

 # 是否正在运行

 __running: bool = False

 # 无货

 __no_stock = 'Currently Out of Stock'

 # 线程等待秒数

 __wait_sec = 2

 def __init__(self, work_path, cfg_info, log_helper: LogHelper):

  """初始化"""

  self.__cfg_info = cfg_info

  self.__log_helper = log_helper

  self.__work_path = work_path

  self.__wait_sec = int(cfg_info['wait_sec'])

  # 如果小于2,则等于2

  self.__wait_sec = (2 if self.__wait_sec < 2 else self.__wait_sec)

 def checkIsExistsById(self, id):

  """通过ID判断是否存在"""

  try:

   i = 0

   while self.__running and i < 3:

    if len(self.__driver.find_elements_by_id(id)) > 0:

     break

    else:

     time.sleep(self.__wait_sec)

     i = i + 1

   return len(self.__driver.find_elements_by_id(id)) > 0

  except BaseException as e:

   return False

 def checkIsExistsByName(self, name):

  """通过名称判断是否存在"""

  try:

   i = 0

   while self.__running and i < 3:

    if len(self.__driver.find_elements_by_name(name)) > 0:

     break

    else:

     time.sleep(self.__wait_sec)

     i = i + 1

   return len(self.__driver.find_elements_by_name(name)) > 0

  except BaseException as e:

   return False

 def checkIsExistsByPath(self, path):

  """通过xpath判断是否存在"""

  try:

   i = 0

   while self.__running and i < 3:

    if len(self.__driver.find_elements_by_xpath(path)) > 0:

     break

    else:

     time.sleep(self.__wait_sec)

     i = i + 1

   return len(self.__driver.find_elements_by_xpath(path)) > 0

  except BaseException as e:

   return False

 def checkIsExistsByClass(self, cls):

  """通过class名称判断是否存在"""

  try:

   i = 0

   while self.__running and i < 3:

    if len(self.__driver.find_elements_by_class_name(cls)) > 0:

     break

    else:

     time.sleep(self.__wait_sec)

     i = i + 1

   return len(self.__driver.find_elements_by_class_name(cls)) > 0

  except BaseException as e:

   return False

 def checkIsExistsByLinkText(self, link_text):

  """判断LinkText是否存在"""

  try:

   i = 0

   while self.__running and i < 3:

    if len(self.__driver.find_elements_by_link_text(link_text)) > 0:

     break

    else:

     time.sleep(self.__wait_sec)

     i = i + 1

   return len(self.__driver.find_elements_by_link_text(link_text)) > 0

  except BaseException as e:

   return False

 def checkIsExistsByPartialLinkText(self, link_text):

  """判断包含LinkText是否存在"""

  try:

   i = 0

   while self.__running and i < 3:

    if len(self.__driver.find_elements_by_partial_link_text(link_text)) > 0:

     break

    else:

     time.sleep(self.__wait_sec)

     i = i + 1

   return len(self.__driver.find_elements_by_partial_link_text(link_text)) > 0

  except BaseException as e:

   return False

 # def waiting(self, *locator):

 #  """等待完成"""

 #  # self.__driver.switch_to.window(self.__driver.window_handles[1])

 #  Wait(self.__driver, 60).until(EC.visibility_of_element_located(locator))

 def login(self, username, password):

  """登录"""

  # 5. 点击链接跳转到登录页面

  self.__driver.find_element_by_link_text('账户登录').click()

  # 6. 输入账号密码

  # 判断是否加载完成

  # self.waiting((By.ID, "email"))

  if self.checkIsExistsById('email'):

   self.__driver.find_element_by_id('email').send_keys(username)

   self.__driver.find_element_by_id('password').send_keys(password)

   # 7. 点击登录按钮

   self.__driver.find_element_by_id('sign-in').click()

 def working(self, item_id):

  """工作状态"""

  while self.__running:

   try:

    # 正常获取信息

    if self.checkIsExistsById('string'):

     self.__driver.find_element_by_id('string').clear()

     self.__driver.find_element_by_id('string').send_keys(item_id)

     self.__driver.find_element_by_id('string').send_keys(Keys.ENTER)

    # 判断是否查询到商品

    xpath = "//div[@class='specialty-header search']/div[@class='specialty-description']/div[" \

      "@class='gt-450']/span[2] "

    if self.checkIsExistsByPath(xpath):

     count = int(self.__driver.find_element_by_xpath(xpath).text)

     if count < 1:

      time.sleep(self.__wait_sec)

      self.__log_helper.put('没有查询到item id =' + item_id + '对应的信息')

      continue

    else:

     time.sleep(self.__wait_sec)

     self.__log_helper.put('没有查询到item id2 =' + item_id + '对应的信息')

     continue

    # 判断当前库存是否有货

    xpath1 = "//div[@class='product-list']/div[@class='product']/div[@class='price-and-detail']/div[" \

       "@class='price']/span[@class='noStock'] "

    if self.checkIsExistsByPath(xpath1):

     txt = self.__driver.find_element_by_xpath(xpath1).text

     if txt == self.__no_stock:

      # 当前无货

      time.sleep(self.__wait_sec)

      self.__log_helper.put('查询一次' + item_id + ',无货')

      continue

    # 链接path1

    xpath2 = "//div[@class='product-list']/div[@class='product']/div[@class='imgDiv']/a"

    # 判断是否加载完毕

    # self.waiting((By.CLASS_NAME, "imgDiv"))

    if self.checkIsExistsByPath(xpath2):

     self.__driver.find_element_by_xpath(xpath2).click()

     time.sleep(self.__wait_sec)

     # 加入购物车

     if self.checkIsExistsByClass('add-to-cart'):

      self.__driver.find_element_by_class_name('add-to-cart').click()

      self.__log_helper.put('加入购物车成功,商品item-id:' + item_id)

      break

     else:

      self.__log_helper.put('未找到加入购物车按钮')

    else:

     self.__log_helper.put('没有查询到,可能是商品编码不对,或者已下架')

   except BaseException as e:

    self.__log_helper.put(e)

 def startRun(self):

  """运行起来"""

  try:

   self.__running = True

   url: str = self.__cfg_info['url']

   username = self.__cfg_info['username']

   password = self.__cfg_info['password']

   item_id = self.__cfg_info['item_id']

   if url is None or len(url) == 0 or username is None or len(username) == 0 or password is None or len(

     password) == 0 or item_id is None or len(item_id) == 0:

    self.__log_helper.put('配置信息不全,请检查config.cfg文件是否为空,然后再重启')

    return

   if self.__driver is None:

    options = webdriver.IeOptions()

    options.add_argument('encoding=UTF-8')

    options.add_argument('Accept= text / css, * / *')

    options.add_argument('Accept - Language= zh - Hans - CN, zh - Hans;q = 0.5')

    options.add_argument('Accept - Encoding= gzip, deflate')

    options.add_argument('user-agent=Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko')

    # 2. 定义浏览器驱动对象

    self.__driver = webdriver.Ie(executable_path=self.__work_path + r'\IEDriverServer.exe', options=options)

   self.run(url, username, password, item_id)

  except BaseException as e:

   self.__log_helper.put('运行过程中出错,请重新打开再试')

 def run(self, url, username, password, item_id):

  """运行起来"""

  # 3. 访问网站

  self.__driver.get(url)

  # 4. 最大化窗口

  self.__driver.maximize_window()

  if self.checkIsExistsByLinkText('账户登录'):

   # 判断是否登录:未登录

   self.login(username, password)

  if self.checkIsExistsByPartialLinkText('欢迎回来'):

   # 判断是否登录:已登录

   self.__log_helper.put('登录成功,下一步开始工作了')

   self.working(item_id)

  else:

   self.__log_helper.put('登录失败,请设置账号密码')

 def stop(self):

  """停止"""

  try:

   self.__running = False

   # 如果驱动不为空,则关闭

   self.close_browser_nicely(self.__driver)

   if self.__driver is not None:

    self.__driver.quit()

    # 关闭后切要为None,否则启动报错

    self.__driver = None

  except BaseException as e:

   print('Stop Failure')

  finally:

   self.__driver = None

 def close_browser_nicely(self, browser):

  try:

   browser.execute_script("window.onunload=null; window.onbeforeunload=null")

  except Exception as err:

   print("Fail to execute_script:'window.onunload=null; window.onbeforeunload=null'")

  socket.setdefaulttimeout(10)

  try:

   browser.quit()

   print("Close browser and firefox by calling quit()")

  except Exception as err:

   print("Fail to quit from browser, error-type:%s, reason:%s" % (type(err), str(err)))

  socket.setdefaulttimeout(30)

其他辅助类

日志类(LogHelper),代码如下:

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class LogHelper:

 """日志帮助类"""

 __queue: queue.Queue = None # 队列

 __logging: logging.Logger = None # 日志

 __running: bool = False # 是否记录日志

 def __init__(self, log_path):

  """初始化类"""

  self.__queue = queue.Queue(1000)

  self.init_log(log_path)

 def put(self, value):

  """添加数据"""

  # 记录日志

  self.__logging.info(value)

  # 添加到队列

  if self.__queue.qsize() < self.__queue.maxsize:

   self.__queue.put(value)

 def get(self):

  """获取数据"""

  if self.__queue.qsize() > 0:

   try:

    return self.__queue.get(block=False)

   except BaseException as e:

    return None

  else:

   return None

 def init_log(self, log_path):

  """初始化日志"""

  self.__logging = logging.getLogger()

  self.__logging.setLevel(logging.INFO)

  # 日志

  rq = time.strftime('%Y%m%d%H%M', time.localtime(time.time()))

  log_name = log_path + rq + '.log'

  logfile = log_name

  # if not os.path.exists(logfile):

  #  # 创建空文件

  #  open(logfile, mode='r')

  fh = logging.FileHandler(logfile, mode='a', encoding='UTF-8')

  fh.setLevel(logging.DEBUG) # 输出到file的log等级的开关

  # 第三步,定义handler的输出格式

  formatter = logging.Formatter("%(asctime)s - %(filename)s[line:%(lineno)d] - %(levelname)s: %(message)s")

  fh.setFormatter(formatter)

  # 第四步,将logger添加到handler里面

  self.__logging.addHandler(fh)

 def get_running(self):

  # 获取当前记录日志的状态

  return self.__running

 def set_running(self, v: bool):

  # 设置当前记录日志的状态

  self.__running = v

配置类(ConfigHelper)

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class ConfigHelper:

 """初始化数据类"""

 __config_dir = None

 __dic_cfg = {}

 def __init__(self, config_dir):

  """初始化"""

  self.__config_dir = config_dir

 def ReadConfigInfo(self):

  """得到配置项"""

  parser = ConfigParser()

  parser.read(self.__config_dir + r"\config.cfg")

  section = parser.sections()[0]

  items = parser.items(section)

  self.__dic_cfg.clear()

  for item in items:

   self.__dic_cfg.__setitem__(item[0], item[1])

 def getConfigInfo(self):

  """获取配置信息"""

  if len(self.__dic_cfg) == 0:

   self.ReadConfigInfo()

  return self.__dic_cfg

线程类(MyThread)

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class MyThread(threading.Thread):

 """后台监控线程"""

 def __init__(self, tid, name, smoking: Smoking, log_helper: LogHelper):

  """线程初始化"""

  threading.Thread.__init__(self)

  self.threadID = tid

  self.name = name

  self.smoking = smoking

  self.log_helper = log_helper

 def run(self):

  print("开启线程: " + self.name)

  self.log_helper.put("开启线程: " + self.name)

  # 获取锁,用于线程同步

  # lock = threading.Lock()

  # lock.acquire()

  self.smoking.startRun()

  # 释放锁,开启下一个线程

  # lock.release()

  print("结束线程: " + self.name)

  self.log_helper.put("结束线程: " + self.name)

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