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：

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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