java之网络爬虫介绍

我会带着你远行 2021-09-19 11:56 348阅读 0赞

## 文章大纲 ##

一、网络爬虫基本介绍  
二、java常见爬虫框架介绍  
三、WebCollector实战  
四、项目源码下载  
五、参考文章

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## 一、网络爬虫基本介绍 ##

### 1. 什么是网络爬虫 ###

网络爬虫（又被称为网页蜘蛛，网络机器人，在社区中间，更经常的称为网页追逐者），是一种按照一定的规则，自动地抓取万维网信息的程序或者脚本。另外一些不常使用的名字还有蚂蚁、自动索引、模拟程序或者蠕虫。

## 2. 常见问题介绍 ##

爬虫可以爬取ajax信息么？  
  网页上有一些异步加载的数据，爬取这些数据有两种方法：使用模拟浏览器（问题1中描述过了），或者分析ajax的http请求，自己生成ajax请求的url，获取返回的数据。如果是自己生成ajax请求，使用开源爬虫的意义在哪里？其实是要用开源爬虫的线程池和URL管理功能（比如断点爬取）。  
  如果我已经可以生成我所需要的ajax请求（列表），如何用这些爬虫来对这些请求进行爬取？  
  爬虫往往都是设计成广度遍历或者深度遍历的模式，去遍历静态或者动态页面。爬取ajax信息属于deep web（深网）的范畴，虽然大多数爬虫都不直接支持。但是也可以通过一些方法来完成。比如WebCollector使用广度遍历来遍历网站。爬虫的第一轮爬取就是爬取种子集合(seeds)中的所有url。简单来说，就是将生成的ajax请求作为种子，放入爬虫。用爬虫对这些种子，进行深度为1的广度遍历（默认就是广度遍历）。

爬虫支持多线程么、爬虫能用代理么、爬虫会爬取重复数据么、爬虫能爬取JS生成的信息么？  
  能不能爬js生成的信息和爬虫本身没有太大关系。爬虫主要是负责遍历网站和下载页面。爬js生成的信息和网页信息抽取模块有关，往往需要通过模拟浏览器(htmlunit,selenium)来完成。这些模拟浏览器，往往需要耗费很多的时间来处理一个页面。所以一种策略就是，使用这些爬虫来遍历网站，遇到需要解析的页面，就将网页的相关信息提交给模拟浏览器，来完成JS生成信息的抽取。

爬虫怎么保存网页的信息？  
  有一些爬虫，自带一个模块负责持久化。比如webmagic，有一个模块叫pipeline。通过简单地配置，可以将爬虫抽取到的信息，持久化到文件、数据库等。还有一些爬虫，并没有直接给用户提供数据持久化的模块。比如crawler4j和webcollector。让用户自己在网页处理模块中添加提交数据库的操作。至于使用pipeline这种模块好不好，就和操作数据库使用ORM好不好这个问题类似，取决于你的业务。

爬虫怎么爬取要登陆的网站？  
  这些开源爬虫都支持在爬取时指定cookies，模拟登陆主要是靠cookies。至于cookies怎么获取，不是爬虫管的事情。你可以手动获取、用http请求模拟登陆或者用模拟浏览器自动登陆获取cookie。

爬虫怎么抽取网页的信息？  
  开源爬虫一般都会集成网页抽取工具。主要支持两种规范：CSS SELECTOR和XPATH。至于哪个好，这里不评价。

明明代码写对了，爬不到数据，是不是爬虫有问题，换个爬虫能解决么？  
  如果代码写对了，又爬不到数据，换其他爬虫也是一样爬不到。遇到这种情况，要么是网站把你封了，要么是你爬的数据是javascript生成的。爬不到数据通过换爬虫是不能解决的。

爬虫速度怎么样？  
  单机开源爬虫的速度，基本都可以讲本机的网速用到极限。爬虫的速度慢，往往是因为用户把线程数开少了、网速慢，或者在数据持久化时，和数据库的交互速度慢。而这些东西，往往都是用户的机器和二次开发的代码决定的。

爬虫被网站封了怎么办？  
  爬虫被网站封了，一般用多代理（随机代理）就可以解决。但是这些开源爬虫一般没有直接支持随机代理ip的切换。

## 二、java常见爬虫框架介绍 ##

### 1. Apache Nutch ###

（1）官方网站：[http://nutch.apache.org/][http_nutch.apache.org]  
（2）是否支持分布式：是  
（3）可扩展性：中。Apache Nutch并不是一个可扩展性很强的爬虫，它是一个专门为搜索引擎定制的网络爬虫，虽然Apache Nutch具有一套强大的插件机制，但通过定制插件并不能修改爬虫的遍历算法、去重算法和爬取流程。  
（4）适用性：Apache Nutch是为搜索引擎定制的爬虫，具有一套适合搜索引擎的URL维护机制（包括URL去重、网页更新等），但这套机制并不适合目前大多数的精抽取业务（即结构化数据采集）。  
（5）上手难易度：难。需要使用者熟悉网络爬虫原理、hadoop开发基础及linux shell，且需要熟悉Apache Ant

### 2. WebCollector ###

（1）官方网站：[https://github.com/CrawlScript/WebCollector][https_github.com_CrawlScript_WebCollector]  
（2）可扩展性：强  
（3）适用性：WebCollector适用于精抽取业务。  
（4）上手难易度：简单

### 3. WebMagic ###

（1）官方网站：[http://git.oschina.net/flashsword20/webmagic][http_git.oschina.net_flashsword20_webmagic]  
（2）是否支持分布式：否  
（3）可扩展性：强  
（4）适用性：WebMagic适用于精抽取业务。  
（5）上手难易度：简单。

### 4. Crawler4j ###

（1）官方网站：[https://github.com/yasserg/crawler4j][https_github.com_yasserg_crawler4j]  
（2） 是否支持分布式：否  
（3）可扩展性：低。Crawler4j实际上是一个单机版的垂直爬虫，其遍历算法是一种类似泛爬的算法，虽然可以添加一些限制，但仍不能满足目前大部分的精抽取业务。另外，Crawler4j并没有提供定制http请求的接口，因此Crawler4j并不适用于需要定制http请求的爬取业务（例如模拟登陆、多代理切换）。  
（4）上手难易度：简单

## 三、WebCollector实战 ##

### 1. WebCollector与传统网络爬虫的区别 ###

传统的网络爬虫倾向于整站下载，目的是将网站内容原样下载到本地，数据的最小单元是单个网页或文件。而WebCollector可以通过设置爬取策略进行定向采集，并可以抽取网页中的结构化信息。

### 2. WebCollector与HttpClient、Jsoup的区别 ###

WebCollector是爬虫框架，HttpClient是Http请求组件，Jsoup是网页解析器（内置了Http请求功能）。  
一些程序员在单线程中通过迭代或递归的方法调用HttpClient和Jsoup进行数据采集，这样虽然也可以完成任务，但存在两个较大的问题：  
（1）单线程速度慢，多线程爬虫的速度远超单线程爬虫。  
（2）需要自己编写任务维护机制。这套机制里面包括了URL去重、断点爬取（即异常中断处理）等功能。  
WebCollector框架自带了多线程和URL维护，用户在编写爬虫时无需考虑线程池、URL去重和断点爬取的问题。

### 3. WebCollector能够处理的量级 ###

WebCollector目前有单机版和Hadoop版（WebCollector-Hadoop），单机版能够处理千万级别的URL，对于大部分的精数据采集任务，这已经足够了。WebCollector-Hadoop能够处理的量级高于单机版，具体数量取决于集群的规模。

### 4. WebCollector的遍历 ###

WebCollector采用一种粗略的广度遍历，但这里的遍历与网站的拓扑树结构没有任何关系，用户不需要在意遍历的方式。  
  网络爬虫会在访问页面时，从页面中探索新的URL，继续爬取。WebCollector为探索新URL提供了两种机制，自动解析和手动解析。

### 5. 代码实战 ###

maven引入依赖

<dependencies>
            <dependency>
                <groupId>cn.edu.hfut.dmic.webcollector</groupId>
                <artifactId>WebCollector</artifactId>
                <version>2.73-alpha</version>
            </dependency>
        </dependencies>

自动解析

import cn.edu.hfut.dmic.webcollector.model.CrawlDatums;
    import cn.edu.hfut.dmic.webcollector.model.Page;
    import cn.edu.hfut.dmic.webcollector.plugin.berkeley.BreadthCrawler;
    
    
    public class AutoNewsCrawler extends BreadthCrawler {
    
        public AutoNewsCrawler(String crawlPath, boolean autoParse) {
            super(crawlPath, autoParse);
    
            this.addSeed("http://news.hfut.edu.cn/list-1-1.html");//种子页面，起始页面
    
            //正则规则设置 寻找符合http://news.hfut.edu.cn/show-xxxxxxhtml的url
            this.addRegex("http://news.hfut.edu.cn/show-.*html");
    
            this.addRegex("-.*\\.(jpg|png|gif).*");
    
            //不要爬取包含 #的URL
            this.addRegex("-.*#.*");
    
            setThreads(50);//线程数
    
            getConf().setTopN(100);//设置每次迭代中爬取数量的上限
    
                //设置是否为断点爬取，如果设置为false，任务启动前会清空历史数据。
                //如果设置为true，会在已有crawlPath(构造函数的第一个参数)的基础上继
                //续爬取。对于耗时较长的任务，很可能需要中途中断爬虫，也有可能遇到
                //死机、断电等异常情况，使用断点爬取模式，可以保证爬虫不受这些因素
                //的影响，爬虫可以在人为中断、死机、断电等情况出现后，继续以前的任务
                //进行爬取。断点爬取默认为false*/
    //        setResumable(true);
        }
    
        /*
            visit函数定制访问每个页面时所需进行的操作
        */
        @Override
        public void visit(Page page, CrawlDatums next) {
            String url = page.url();
    
            //如果页面地址如何我们要求
            if (page.matchUrl("http://news.hfut.edu.cn/show-.*html")) {
    
                String title = page.select("div[id=Article]>h2").first().text();//获取url标题
    
                String content = page.selectText("div#artibody");
    
                System.out.println("URL:\n" + url);//地址
    
                System.out.println("title:\n" + title);//标题
    
                System.out.println("content:\n" + content);//内容
    
                            /*如果你想添加新的爬取任务，可以向next中添加爬取任务，
                   这就是上文中提到的手动解析*/
                /*WebCollector会自动去掉重复的任务(通过任务的key，默认是URL)，
                  因此在编写爬虫时不需要考虑去重问题，加入重复的URL不会导致重复爬取*/
                /*如果autoParse是true(构造函数的第二个参数)，爬虫会自动抽取网页中符合正则规则的URL，
                  作为后续任务，当然，爬虫会去掉重复的URL，不会爬取历史中爬取过的URL。
                  autoParse为true即开启自动解析机制*/
                //next.add("http://xxxxxx.com");
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
    
            AutoNewsCrawler crawler = new AutoNewsCrawler("crawl", true);
    
            crawler.start(4);//启动爬虫
        }
    
    }

运行接入如下所示：

![16598307-29767a41366c1c5f.png][]

手动解析

import cn.edu.hfut.dmic.webcollector.model.CrawlDatums;
    import cn.edu.hfut.dmic.webcollector.model.Page;
    import cn.edu.hfut.dmic.webcollector.plugin.berkeley.BreadthCrawler;
    
    public class ManualNewsCrawler extends BreadthCrawler {
    
        public ManualNewsCrawler(String crawlPath, boolean autoParse) {
            super(crawlPath, autoParse);
            /*add 10 start pages and set their type to "list"
              "list" is not a reserved word, you can use other string instead
             */
            for(int i = 1; i <= 10; i++) {
    
                this.addSeed("http://news.hfut.edu.cn/list-1-" + i + ".html", "list");//种子页面，起始页面
            }
    
            setThreads(50);//线程数
    
            getConf().setTopN(100);//设置每次迭代中爬取数量的上限
    
            //设置是否为断点爬取，如果设置为false，任务启动前会清空历史数据。
            //如果设置为true，会在已有crawlPath(构造函数的第一个参数)的基础上继
            //续爬取。对于耗时较长的任务，很可能需要中途中断爬虫，也有可能遇到
            //死机、断电等异常情况，使用断点爬取模式，可以保证爬虫不受这些因素
            //的影响，爬虫可以在人为中断、死机、断电等情况出现后，继续以前的任务
            //进行爬取。断点爬取默认为false*/
    //        setResumable(true);
        }
    
        /*
           visit函数定制访问每个页面时所需进行的操作
        * */
        @Override
        public void visit(Page page, CrawlDatums next) {
            String url = page.url();
    
            if (page.matchType("list")) {
    
                next.add(page.links("div[class=' col-lg-8 '] li>a")).type("content");
    
            }else if(page.matchType("content")) {
    
                /*if type is "content"*/
                /*extract title and content of news by css selector*/
                String title = page.select("div[id=Article]>h2").first().text();
                String content = page.selectText("div#artibody", 0);
    
                //read title_prefix and content_length_limit from configuration
                title = getConf().getString("title_prefix") + title;
                content = content.substring(0, getConf().getInteger("content_length_limit"));
    
                System.out.println("URL:\n" + url);
                System.out.println("title:\n" + title);
                System.out.println("content:\n" + content);
            }
    
        }
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            ManualNewsCrawler crawler = new ManualNewsCrawler("crawl", false);
    
            crawler.getConf().setExecuteInterval(5000);
    
            crawler.getConf().set("title_prefix","PREFIX_");
            crawler.getConf().set("content_length_limit", 20);
    
            crawler.start(4);//启动爬虫
        }
    
    }

运行结果如下图所示：

![16598307-1283f2595c9a5b7c.png][]

## 四、项目源码下载 ##

链接：[https://pan.baidu.com/s/10Ze9xloOpVqmlBOj97XNaQ][https_pan.baidu.com_s_10Ze9xloOpVqmlBOj97XNaQ]  
提取码：ig45

## 五、参考文章 ##

1.  1.  [https://blog.51cto.com/14059916/2317860][https_blog.51cto.com_14059916_2317860]
    2.  [https://blog.csdn.net/acmdream/article/details/70159898][https_blog.csdn.net_acmdream_article_details_70159898]
    3.  [https://blog.csdn.net/lhz15527200472/article/details/77868996][https_blog.csdn.net_lhz15527200472_article_details_77868996]

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[16598307-99cbead94c372e5b.png]: /images/20210812/5f0f459a8f4a4b97875f9a57953f7887.png
[http_nutch.apache.org]: https://links.jianshu.com/go?to=http%3A%2F%2Fnutch.apache.org%2F
[https_github.com_CrawlScript_WebCollector]: https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fgithub.com%2FCrawlScript%2FWebCollector
[http_git.oschina.net_flashsword20_webmagic]: https://links.jianshu.com/go?to=http%3A%2F%2Fgit.oschina.net%2Fflashsword20%2Fwebmagic
[https_github.com_yasserg_crawler4j]: https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fgithub.com%2Fyasserg%2Fcrawler4j
[16598307-29767a41366c1c5f.png]: /images/20210812/48613ce41a89400ab420f4f1f0409152.png
[16598307-1283f2595c9a5b7c.png]: /images/20210812/a52a276467284a68af006d22bf520549.png
[https_pan.baidu.com_s_10Ze9xloOpVqmlBOj97XNaQ]: https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fpan.baidu.com%2Fs%2F10Ze9xloOpVqmlBOj97XNaQ
[https_blog.51cto.com_14059916_2317860]: https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fblog.51cto.com%2F14059916%2F2317860
[https_blog.csdn.net_acmdream_article_details_70159898]: https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fblog.csdn.net%2Facmdream%2Farticle%2Fdetails%2F70159898
[https_blog.csdn.net_lhz15527200472_article_details_77868996]: https://links.jianshu.com/go?to=https%3A%2F%2Fblog.csdn.net%2Flhz15527200472%2Farticle%2Fdetails%2F77868996