Java爬蟲框架WebMagic簡(jiǎn)介及使用
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一、介紹
webmagic的是一個(gè)無須配置、便于二次開發(fā)的爬蟲框架,它提供簡(jiǎn)單靈活的API,只需少量代碼即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)爬蟲。webmagic采用完全模塊化的設(shè)計(jì),功能覆蓋整個(gè)爬蟲的生命周期(鏈接提取、頁(yè)面下載、內(nèi)容抽取、持久化),支持多線程抓取,分布式抓取,并支持自動(dòng)重試、自定義UA/cookie等功能。
二、概覽
WebMagic項(xiàng)目代碼分為核心和擴(kuò)展兩部分。核心部分(webmagic-core)是一個(gè)精簡(jiǎn)的、模塊化的爬蟲實(shí)現(xiàn),而擴(kuò)展部分則包括一些便利的、實(shí)用性的功能(例如注解模式編寫爬蟲等)。
WebMagic的結(jié)構(gòu)分為Downloader、PageProcessor、Scheduler、Pipeline四大組件,并由Spider將它們彼此組織起來。這四大組件對(duì)應(yīng)爬蟲生命周期中的下載、處理、管理和持久化等功能。而Spider則將這幾個(gè)組件組織起來,讓它們可以互相交互,流程化的執(zhí)行,可以認(rèn)為Spider是一個(gè)大的容器,它也是WebMagic邏輯的核心。
2.1 WebMagic的四個(gè)組件
Downloader
Downloader負(fù)責(zé)從互聯(lián)網(wǎng)上下載頁(yè)面,以便后續(xù)處理。WebMagic默認(rèn)使用了Apache HttpClient作為下載工具。
PageProcessor
PageProcessor負(fù)責(zé)解析頁(yè)面,抽取有用信息,以及發(fā)現(xiàn)新的鏈接。WebMagic使用Jsoup作為HTML解析工具,并基于其開發(fā)了解析XPath的工具Xsoup。在這四個(gè)組件中,PageProcessor對(duì)于每個(gè)站點(diǎn)每個(gè)頁(yè)面都不一樣,是需要使用者定制的部分。
Scheduler
Scheduler負(fù)責(zé)管理待抓取的URL,以及一些去重的工作。WebMagic默認(rèn)提供了JDK的內(nèi)存隊(duì)列來管理URL,并用集合來進(jìn)行去重。也支持使用Redis進(jìn)行分布式管理。除非項(xiàng)目有一些特殊的分布式需求,否則無需自己定制Scheduler。
Pipeline
Pipeline負(fù)責(zé)抽取結(jié)果的處理,包括計(jì)算、持久化到文件、數(shù)據(jù)庫(kù)等。WebMagic默認(rèn)提供了“輸出到控制臺(tái)”和“保存到文件”兩種結(jié)果處理方案。Pipeline定義了結(jié)果保存的方式,如果你要保存到指定數(shù)據(jù)庫(kù),則需要編寫對(duì)應(yīng)的Pipeline。對(duì)于一類需求一般只需編寫一個(gè)Pipeline。
2.2 用于數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的對(duì)象
Request
Request是對(duì)URL地址的一層封裝,一個(gè)Request對(duì)應(yīng)一個(gè)URL地址。它是PageProcessor與Downloader交互的載體,也是PageProcessor控制Downloader唯一方式。
Page
Page代表了從Downloader下載到的一個(gè)頁(yè)面——可能是HTML,也可能是JSON或者其他文本格式的內(nèi)容。Page是WebMagic抽取過程的核心對(duì)象,它提供一些方法可供抽取、結(jié)果保存等。
ReusltItems
ReusltItems相當(dāng)于一個(gè)Map,它保存PageProcessor處理的結(jié)果,供Pipeline使用。它的API與Map很類似,值得注意的是它有一個(gè)字段skip,若設(shè)置為true,則不應(yīng)被Pipeline處理。
2.3 控制爬蟲運(yùn)轉(zhuǎn)的引擎—Spider
Spider是WebMagic內(nèi)部流程的核心。Downloader、PageProcessor、Scheduler、Pipeline都是Spider的一個(gè)屬性,這些屬性是可以自由設(shè)置的,通過設(shè)置這個(gè)屬性可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。Spider也是WebMagic操作的入口,它封裝了爬蟲的創(chuàng)建、啟動(dòng)、停止、多線程等功能。
對(duì)于編寫一個(gè)爬蟲,PageProcessor是需要編寫的部分,而Spider則是創(chuàng)建和控制爬蟲的入口。
2.4 WebMagic項(xiàng)目組成
WebMagic項(xiàng)目代碼包括幾個(gè)部分,在根目錄下以不同目錄名分開。它們都是獨(dú)立的Maven項(xiàng)目。
WebMagic主要包括兩個(gè)包,這兩個(gè)包經(jīng)過廣泛實(shí)用,已經(jīng)比較成熟:
webmagic-core
webmagic-core是WebMagic核心部分,只包含爬蟲基本模塊和基本抽取器。
webmagic-extension
webmagic-extension是WebMagic的主要擴(kuò)展模塊,提供一些更方便的編寫爬蟲的工具。包括注解格式定義爬蟲、JSON、分布式等支持。
三、 基本的爬蟲
3.1 爬蟲的流程 (可以參考上邊的框架架構(gòu)圖)
Downloader-頁(yè)面下載
頁(yè)面下載是一切爬蟲的開始。
大部分爬蟲都是通過模擬http請(qǐng)求,接收并分析響應(yīng)來完成。這方面,JDK自帶的HttpURLConnection可以滿足最簡(jiǎn)單的需要,而Apache HttpClient(4.0后整合到HttpCompenent項(xiàng)目中)則是開發(fā)復(fù)雜爬蟲的不二之選。它支持自定義HTTP頭(對(duì)于爬蟲比較有用的就是User-agent、cookie等)、自動(dòng)redirect、連接復(fù)用、cookie保留、設(shè)置代理等諸多強(qiáng)大的功能。
webmagic使用了HttpClient 4.2,并封裝到了HttpClientDownloader。學(xué)習(xí)HttpClient的使用對(duì)于構(gòu)建高性能爬蟲是非常有幫助的,官方的Tutorial就是很好的學(xué)習(xí)資料。目前webmagic對(duì)HttpClient的使用仍在初步階段,不過對(duì)于一般抓取任務(wù),已經(jīng)夠用了
PageProcessor-頁(yè)面分析及鏈接抽取
Selector是webmagic為了簡(jiǎn)化頁(yè)面抽取開發(fā)的獨(dú)立模塊,是整個(gè)項(xiàng)目中我最得意的部分。這里整合了CSS Selector、XPath和正則表達(dá)式,并可以進(jìn)行鏈?zhǔn)降某槿?,很容易就?shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能。即使你使用自己開發(fā)的爬蟲工具,webmagic的Selector仍然值得一試
Jsoup
HtmlParser
Apache tika
HtmlCleaner與Xpath
這里說的頁(yè)面分析主要指HTML頁(yè)面的分析。頁(yè)面分析可以說是垂直爬蟲最復(fù)雜的一部分,在webmagic里,PageProcessor是定制爬蟲的核心。通過編寫一個(gè)實(shí)現(xiàn)PageProcessor接口的類,就可以定制一個(gè)自己的爬蟲
HTML分析是一個(gè)比較復(fù)雜的工作,Java世界主要有幾款比較方便的分析工具:
webmagic的Selector
Scheduler-URL管理
URL管理的問題可大可小。對(duì)于小規(guī)模的抓取,URL管理是很簡(jiǎn)單的。我們只需要將待抓取URL和已抓取URL分開保存,并進(jìn)行去重即可。使用JDK內(nèi)置的集合類型Set、List或者Queue都可以滿足需要。如果我們要進(jìn)行多線程抓取,則可以選擇線程安全的容器,例如LinkedBlockingQueue以及ConcurrentHashMap。因?yàn)樾∫?guī)模的URL管理非常簡(jiǎn)單,很多框架都并不將其抽象為一個(gè)模塊,而是直接融入到代碼中。但是實(shí)際上,抽象出Scheduler模塊,會(huì)使得框架的解耦程度上升一個(gè)檔次,并非常容易進(jìn)行橫向擴(kuò)展,這也是我從scrapy中學(xué)到的。
Pipeline-離線處理和持久化
Pipeline其實(shí)也是容易被忽略的一部分。大家都知道持久化的重要性,但是很多框架都選擇直接在頁(yè)面抽取的時(shí)候?qū)⒊志没黄鹜瓿桑鏲rawer4j。但是Pipeline真正的好處是,將頁(yè)面的在線分析和離線處理拆分開來,可以在一些線程里進(jìn)行下載,另一些線程里進(jìn)行處理和持久化。
3.2 使用WebMagic爬取一個(gè)壁紙網(wǎng)站
首先引入WebMagic的依賴,webmagic-core-{version}.jar和webmagic-extension-{version}.jar。在項(xiàng)目中添加這兩個(gè)包的依賴,即可使用WebMagic。
maven中引入依賴jar包
dependency
groupIdus.codecraft/groupId
artifactIdwebmagic-core/artifactId
version0.5.3/version
/dependency
dependency
groupIdus.codecraft/groupId
artifactIdwebmagic-extension/artifactId
version0.5.3/version
/dependency1234567891012345678910
不使用maven的用戶,可以去中下載最新的jar包。
淘寶的API有些是開放的,我查了一下所有類目的API是收費(fèi)的,需要申請(qǐng)APIKey,然后調(diào)用對(duì)應(yīng)查詢接口,就能返回XML或JSON數(shù)據(jù)進(jìn)行自己的處理了。
如果真是開發(fā)需要,就可以買淘寶的服務(wù)啊。
調(diào)用很簡(jiǎn)單,比如taobao.itemcats.get 接口(獲取后臺(tái)供賣家發(fā)布商品的標(biāo)準(zhǔn)商品類目),如下Java代碼就返回結(jié)果了(前提是提供APIKey,需要申請(qǐng)審核)
TaobaoClient?client=new?DefaultTaobaoClient(url,?appkey,?secret);
ItemcatsGetRequest?req=new?ItemcatsGetRequest();
req.setFields("cid,parent_cid,name,is_parent");
req.setParentCid(50011999L);
req.setCids("18957,19562,");
ItemcatsGetResponse?response?=?client.execute(req);
另外,變通的方法是自己開發(fā)爬蟲,在淘寶頁(yè)面上抓取,但問題是得不到淘寶技術(shù)支持,比如淘寶改版后也得跟著改動(dòng)爬蟲代碼。
據(jù)我的了解,淘寶初期是用sun公司提供的一套代碼實(shí)現(xiàn)的也就是java,后期應(yīng)該主要是java和php來實(shí)現(xiàn)的,c++應(yīng)該不可能有,因?yàn)閏++不適合做網(wǎng)站,更適合做桌面應(yīng)用和大型游戲.
哈哈,這個(gè)用JS就能實(shí)現(xiàn),搞個(gè)類似定時(shí)器之類的東西,隔一會(huì)向服務(wù)器發(fā)個(gè)請(qǐng)求就行了,現(xiàn)在那些第三方瀏覽器不都有定時(shí)刷新的功能么。