网络爬虫——Selenium的使用

小鱼儿 2023-10-13 22:19 62阅读 0赞

#### 目录 ####

*   *  1、Selenium简介
     *  2、Java Selenium环境搭建
     *   *  2.1、依赖
         *  2.2、安装浏览器
         *  2.3、下载驱动 chromedriver
     *  3、浏览器的操控
     *  4、元素定位
     *   *  4.1、id定位
         *  4.2、name定位
         *  4.3、class定位
         *  4.4、tag name定位
         *  4.5、link text定位
         *  4.6、Xpath定位
         *  4.7、CSS选择器
     *  5、模拟登录
     *  6、动态加载JavaScript数据(操作滚动条)
     *  7、隐藏浏览器

### 1、Selenium简介 ###

Selenium 最初是由 Shinya Kasatani 基于火狐(Firefox)浏览器开发的工具，其主 要用于网站的自动化测试。读者可以在火狐浏览器中安装 Selenium IDE 插件，并使用 该插件录制在浏览器中的执行动作(如表单提交、单击和鼠标的移动等)。在本章中， 我们将重点介绍 Selenium WebDriver 的使用。Selenium WebDriver 主要应用于程序 (Java、Python 和 C\#等)与浏览器的交互，其可以用来实现数据的采集。

Selenium 不自带浏览器，需要与第三方浏览器结合使用，如本章与 Selenium 结合 使用的浏览器为谷歌浏览器相比 Jsoup 和 HttpClient 等工具， Selenium 有其特有优势，如自动加载页面(执行 JavaScript 脚本)、模拟真实的浏览器 操作(可用于模拟登录)等。

### 2、Java Selenium环境搭建 ###

#### 2.1、依赖 ####

首先，创建一个 Java Maven 工程，并在该工程下添加两个文件夹 drivers 和 libs。  
![在这里插入图片描述][3ddf50db860742bf8d4fba52784fcc76.png]

其次，在 Java 中使用 Selenium，需要下载相关 jar 包,下载 selenium-server-standalone-3.141.59.jar。下载完成后，将该 jar 包放到工程的 libs 目 录下，并将该 jar 包引入项目。

另外一种配置相关 jar 包的方式是下载 selenium-java-3.141.59 压缩包，并进行解压，之后将解压后 文件夹中的所有 jar 包放到 libs 目录下，并将这些 jar 包引入项目。

再者，也可以直接 使用 Maven 工程中的 pom.xml 文件配置所需的 jar 包。

<dependency> 	
    	<groupId>org.seleniumhq.selenium</groupId> 
    	<artifactId>selenium-java</artifactId> 
    	<version>3.141.59</version>
    </dependency>

#### 2.2、安装浏览器 ####

没有安装Chrome浏览器，则需先安装（建议官方地址下载）

官方下载地址为：https://www.google.cn/chrome/  
![在这里插入图片描述][e42413ffdf644219abba16ca60e2dbcd.png]

#### 2.3、下载驱动 chromedriver ####

在相关 jar 包配置完成之后，需要下载 Selenium WebDriver 连接谷歌浏览器的工具chromedriver，下载之后放到drivers目录下。

下载地址：[http://chromedriver.storage.googleapis.com/index.html][http_chromedriver.storage.googleapis.com_index.html]

![在这里插入图片描述][ff0c2d18304649af83799ef41ae36847.png]  
![在这里插入图片描述][267b218cbec2416b91da8977c2457ebc.png]  
![在这里插入图片描述][a6f991f6081e46b49e8df9475ba17d64.png]

### 3、浏览器的操控 ###

搭建好 Java Selenium 环境后，便可以利用 Java 程序操控浏览器，获取网页 的响应内容。下面以某搜索网站为例，主要任务是使用 Selenium WebDriver 和 googledriver 启动浏览器，打开某搜索网站首页，并在搜索框中自动输入“Java 网 络爬虫”，执行搜索，最后针对响应页面使用 Xpath 语法解析得到搜索结果的标题 和 URL。

这段代码中使用 setProperty(String key, String value) 配置 googledriver，然后实例化 ChromeDriver(声明使用的是谷歌浏览器)，接着使用谷歌浏览器打开页面执行一系列操作。值得注意的是在执行搜索的过程中，需要利用 implicitlyWait()方法休息一定的时间，以供网页完全加载数据。最后，使用 Xpath 语法 进行元素定位，解析相应的字段。

> 示例

public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //chromedriver配置
            System.setProperty("webdriver.chrome.driver", "drivers/chromedriver");
            //声明使用的是谷歌浏览器
            ChromeDriver driver = new ChromeDriver();
            //打开baidu
            driver.get("http://www.baidu.com");
            //元素定位，输入内容
            driver.findElementById("kw").sendKeys("Java网络爬虫");
            //元素定位，执行单机命令
            driver.findElementById("su").click();
            //给出一定的响应时间
            driver.manage().timeouts().implicitlyWait(5, TimeUnit.SECONDS);
            driver.getPageSource();
            //使用Xpath解析数据 //*[@id="1"]/div/div[1]/h3/a
            List<WebElement> titleList = driver.findElements(By.xpath("//*[@class='result c-container xpath-log new-pmd']/div/div/h3/a"));
            //输出标题
            for (WebElement e : titleList) {
        
                System.out.println("标题为:" + e.getText() + "\t" + "url为:" + e.getAttribute("href"));
            }
            driver.quit();
        }
    }

执行程序，会发现相关操作都会在浏览器中自动执行。另外，在控制台也会 输出解析的标题和 URL，输出如下：  
![在这里插入图片描述][0be014f86f0c44a39a69519d0f635867.png]

### 4、元素定位 ###

在使用 Selenium 时，往往需要先通过定位器找到相应的元素，然后再进行其他操 作。例如，在上面程序中，先使用 findElementById(“kw”)定位到搜索框，随后再利用 sendKeys(CharSequence… keysToSend)方法输入搜索内容。

定位器是一种抽象查询语言， 功能是定位元素。Selenium WebDriver 提供了多种定位策略，如 id 定位、name 定位、 class 定位、tag name 定位、link text 定位、Xpath 定位和 CSS 定位等。下面将分别介 绍这些定位策略。

#### 4.1、id定位 ####

在 Java 中，有以下四种方式实现 id 定位策略

//第一种方式返回WebElement
    driver.findElementById(<element id>)
    //第二种方式返回List<WebElement>
    driver.findElementsById(<element id>)
    //第三种方式返回WebElement
    driver.findElement(By.id(<element id>)) 
    //第四种方式返回List<WebElement>
    driver.findElements(By.id(<element id>))

#### 4.2、name定位 ####

当元素中包含 name 属性时，可以使用 name 进行定位。在 Java 中，有以下四种方式实现 name 定位策略

//第一种方式返回WebElement
    driver.findElementByName(<element name>)
    //第二种方式返回List<WebElement>
    driver.findElementsByName(<element name>)
    //第三种方式返回WebElement
    driver.findElement(By.Name(<element name>)) 
    //第四种方式返回List<WebElement>
    driver.findElements(By.Name(<element name>))

#### 4.3、class定位 ####

当元素中包含 class 属性时，可以使用 class 进行定位。在 Java 中，有以下四种方式实现 class 定位 策略

//第一种方式返回WebElement
    driver.findElementByClassName(<element classname>)
    //第二种方式返回List<WebElement>
    driver.findElementsByClassName(<element classname>)
    //第三种方式返回WebElement
    driver.findElement(By.ClassName(<element classname>)) 
    //第四种方式返回List<WebElement>
    driver.findElements(By.ClassName(<element classname>))

#### 4.4、tag name定位 ####

Selenium WebDriver 也提供了 tag name(标签名称)定位的方法，使用标签名称 可以很方便地定位一些元素，如定位所有表格中的、定位所有链接等。程序 展示了实现 tag name 定位策略的四种方式。

//第一种方式返回WebElement
    driver.findElementByTagName(<tagName>)
    //第二种方式返回List<WebElement>
    driver.findElementsByTagName(<tagName>)
    //第三种方式返回WebElement
    driver.findElement(By.TagName(<tagName>)) 
    //第四种方式返回List<WebElement>
    driver.findElements(By.TagName(<element tagName>))

#### 4.5、link text定位 ####

link text 定位，是通过链接文本定位链接的。在 Java 中，有以下四种方式实现 link text 定位策略

//第一种方式返回WebElement
    driver.findElementByLinkText(<linkText>)
    //第二种方式返回List<WebElement>
    driver.findElementsByLinkText(<linkText>)
    //第三种方式返回WebElement
    driver.findElement(By.LinkText(<linkText>)) 
    //第四种方式返回List<WebElement>
    driver.findElements(By.LinkText(<linkText>))

#### 4.6、Xpath定位 ####

Selenium WebDriver 支持使用 Xpath 表达式定位元素，Xpath 使用路径表达式来定位 HTML 或 XML 文档中的节点 或节点集合，在 Java 中，同 样可以使用四种方式实现 Xpath 定位策略

//第一种方式返回WebElement
    driver.findElementByXPath(<Xpath query expression>)
    //第二种方式返回List<WebElement>
    driver.findElementsByXPath(<Xpath query expression>)
    //第三种方式返回WebElement
    driver.findElement(By.xpath(<Xpath query expression>)) 
    //第四种方式返回List<WebElement>
    driver.findElements(By.xpath(<Xpath query expression>))

#### 4.7、CSS选择器 ####

Selenium WebDriver 在定位元素时，也可以使用 CSS 选择器，其实现方式有四种

//第一种方式返回WebElement
    driver.findElementByCssSelector(<css selector>)
    //第二种方式返回List<WebElement>
    driver.findElementsByCssSelector(<css selector>)
    //第三种方式返回WebElement
    driver.findElement(By.cssSelector(<css selector>)) 
    //第四种方式返回List<WebElement>
    driver.findElements(By.cssSelector(<css selector>))

### 5、模拟登录 ###

Selenium 可以精准地定位浏览器中的元素(如输入框)、模拟真实的浏览器操作 (如输入文本、单击等)。针对一些复杂且需要登录才能获取数据的网站，可以利用 Selenium 的特性，模拟登录该网站，获取登录的 Cookie。之后，使用 Jsoup 或者 Httpclient 采集该网站中的数据。以下，将以某网站的模拟登录为例，介绍 Selenium 的使用情况。

首先定位登录按钮：id=“s-top-loginbtn”  
![在这里插入图片描述][c8e56526c76846f79ad584d4e1f66788.png]

然后在弹出的模态框中定位输入框和登录按钮：  
![在这里插入图片描述][da301916e6be4fb4a1a47a51bf7fe835.png]

![在这里插入图片描述][7440c59a4b734d918ab9b6944e8d7715.png]

利用 Selenium，输入用户名和密码，并单击“登录”按钮执行登录操作。需要注意的是在模拟单击登录按钮后， 需要使用 sleep(long millis)方法休息一段时间，使登录信息加载完整。

public class LoginRenren {
        
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException {
        
            //chromedriver配置
            System.setProperty("webdriver.chrome.driver", "drivers/chromedriver");
            //声明使用的是谷歌浏览器
            ChromeDriver driver = new ChromeDriver();
            //打开baidu
            driver.get("http://www.baidu.com");
            //元素定位，单机登录按钮
            WebElement topButton = driver.findElementById("s-top-loginbtn");
            topButton.click();
            //等待模态框弹出
            Thread.sleep(2 * 1000);
            //在弹出的登录框中定位元素
            WebElement nameInput = driver.findElementById("TANGRAM__PSP_11__userName");
            nameInput.clear();
            nameInput.sendKeys("15043577079");
            WebElement passInput = driver.findElementById("TANGRAM__PSP_11__password");
            passInput.clear();
            passInput.sendKeys("459594186zcl");
            driver.findElementById("TANGRAM__PSP_11__submit").click();
            //等待页面充分加载
            Thread.sleep(5 * 1000);
    
            //注意，如果baidu弹出了验证框，那无法绕过，后续操作失败。
            //获取Cookie
            Set<Cookie> cookies = driver.manage().getCookies();
            String cookieStr = "";
            for (Cookie cookie : cookies) {
        
                cookieStr += cookie.getName() + "=" + cookie.getValue() + ";";
            }
            System.out.println(cookieStr);
    
            //基于Jsoup,使用cookies请求个人信息页面
            Connection.Response response = Jsoup.connect("https://www.baidu.com/my/index")
                    .header("Host", "www.baidu.com")
                    .header("Connection", "keep-alive")
                    .header("Accept", "text/html,application/xhtml+xml, application/xml;q=0.9,image/webp,*;q=0.8")
                    .header("Origin", "http://www.baidu.com")
                    .header("Referer", "http://www.baidu.com")
                    .header("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded")
                    .cookie("Cookie", cookieStr)
                    .execute();
            //解析数据
            Document doc = response.parse();
            Elements elements = doc.select("#user-center > div.main-wrapper_3KoRh > div.siderbar-wrapper_Nk4dE > div > div > a");
            for (Element e : elements) {
        
                System.out.println(e.select("p:nth-child(2)").text());
            }
    
            //关闭浏览器
            driver.quit();
        }
    }

### 6、动态加载JavaScript数据(操作滚动条) ###

在使用 Jsoup 和 Httpclient 直接请求 URL 时，有时会发现响应得到的 HTML 中包 含的信息不全，未展示出的信息必须通过执行页面中的 JavaScript 代码才能展示。相 比于 Jsoup 和 Httpclient，Selenium 可以利用 JavascriptExecutor 接口执行任意 JavaScript 代码。

下面将以百度图片中的搜索图片数据为例，讲解如何使用 Selenium 动态加载 JavaScript 数据。

public class FinancialRolling {
        
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
            //chromedriver配置
            System.setProperty("webdriver.chrome.driver", "drivers/chromedriver");
            //声明使用的是谷歌浏览器
            ChromeDriver driver = new ChromeDriver();
            //打开baidu
            driver.get("http://image.baidu.com");
            WebElement kw = driver.findElementById("kw");
            kw.clear();
            kw.sendKeys("美女");
            WebElement button = driver.findElement(By.cssSelector("#homeSearchForm > span.s_btn_wr > input"));
            button.click();
            //等待页面加载
            Thread.sleep(5 * 1000);
            //执行JS操作
            JavascriptExecutor js = (JavascriptExecutor)driver;
            try {
        
                js.executeScript("scrollTo(0, 5000)");
                System.out.println("1");
                Thread.sleep(5000); //调整休眠时间可以获取更多的内容
                js.executeScript("scrollTo(5000, 10000)");
                System.out.println("2");
                Thread.sleep(5000);
                js.executeScript("scrollTo(10000, 30000)"); // 继续下拉
                System.out.println("3");
                Thread.sleep(5000);
                js.executeScript("scrollTo(10000, 50000)"); //继续下拉
                System.out.println("4");
            } catch (Exception e) {
        
                System.out.println("Error at loading the page...");
                driver.quit();
            }
    
            //解析数据
            String html = driver.getPageSource();
            Document doc = Jsoup.parse(html);
            Elements elements = doc.select("#imgid > div:nth-child(1) > ul > li");
            for (Element e : elements) {
        
                System.out.println(e.attr("data-thumburl"));
            }
    
            //关闭浏览器
            driver.quit();
        }
    }

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    https://t7.baidu.com/it/u=3676218341,3686214618&fm=193&f=GIF
    https://img0.baidu.com/it/u=1825304346,2860164199&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=666
    https://img2.baidu.com/it/u=3323311628,2330835932&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=666
    https://img2.baidu.com/it/u=3354585195,1512541150&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=890&h=500
    https://img0.baidu.com/it/u=3794430030,3426009381&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=750
    https://img0.baidu.com/it/u=2911164322,2998857390&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=346&h=500
    https://img1.baidu.com/it/u=2339589192,1294229754&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=647
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    https://img0.baidu.com/it/u=1397203767,4231030802&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=665
    https://img0.baidu.com/it/u=3298051423,2256566422&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=683
    https://img1.baidu.com/it/u=3649894598,1420228163&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=750
    https://img2.baidu.com/it/u=1348122341,4168765603&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=888&h=500
    https://img1.baidu.com/it/u=4139258405,3795750908&fm=253&fmt=auto&app=120&f=JPEG?w=1140&h=760
    https://img0.baidu.com/it/u=3481356926,3210196434&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=889
    https://img2.baidu.com/it/u=2055715645,3308680961&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=750
    https://img1.baidu.com/it/u=2236572226,1780107877&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=721
    https://img2.baidu.com/it/u=3941944942,3848012963&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=665
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    https://img1.baidu.com/it/u=2119626721,2606712208&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=666
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    https://img0.baidu.com/it/u=3673910398,1309627678&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=736
    https://img0.baidu.com/it/u=4234484084,1391640149&fm=253&fmt=auto&app=120&f=JPEG?w=1280&h=800
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    https://img0.baidu.com/it/u=4126260600,3694641195&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=889&h=500
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    https://img0.baidu.com/it/u=499045485,1119545308&fm=253&fmt=auto&app=120&f=JPEG?w=800&h=1379
    https://img1.baidu.com/it/u=316030150,2128050393&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=732
    https://img1.baidu.com/it/u=3885230234,3434479436&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=333&h=500

### 7、隐藏浏览器 ###

由以上内容可知使用 Selenium 采集网页数据时，需要不断地调用浏览器。实际 上，通过对 Selenium 的设置，可以达到隐藏浏览器的效果。

public class FinancialRolling {
        
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
            //设置隐藏浏览器
            ChromeOptions options = new ChromeOptions();
            options.addArguments("--headless");
            //chromedriver配置
            System.setProperty("webdriver.chrome.driver", "drivers/chromedriver");
            //声明使用的是谷歌浏览器
            ChromeDriver driver = new ChromeDriver(options);
            //打开baidu
            driver.get("http://image.baidu.com");
            WebElement kw = driver.findElementById("kw");
            kw.clear();
            kw.sendKeys("美女");
            WebElement button = driver.findElement(By.cssSelector("#homeSearchForm > span.s_btn_wr > input"));
            button.click();
            //等待页面加载
            Thread.sleep(5 * 1000);
            //执行JS操作
            JavascriptExecutor js = (JavascriptExecutor)driver;
            try {
        
                js.executeScript("scrollTo(0, 5000)");
                System.out.println("1");
                Thread.sleep(5000); //调整休眠时间可以获取更多的内容
                js.executeScript("scrollTo(5000, 10000)");
                System.out.println("2");
                Thread.sleep(5000);
                js.executeScript("scrollTo(10000, 30000)"); // 继续下拉
                System.out.println("3");
                Thread.sleep(5000);
                js.executeScript("scrollTo(10000, 50000)"); //继续下拉
                System.out.println("4");
            } catch (Exception e) {
        
                System.out.println("Error at loading the page...");
                driver.quit();
            }
    
            //解析数据
            String html = driver.getPageSource();
            Document doc = Jsoup.parse(html);
            Elements elements = doc.select("#imgid > div:nth-child(1) > ul > li");
            for (Element e : elements) {
        
                System.out.println(e.attr("data-thumburl"));
            }
    
            //关闭浏览器
            driver.quit();
        }
    }

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