Python網(wǎng)絡爬蟲技術基礎知識探討

陳其龍

摘 要 在計算機網(wǎng)絡信息技術飛速發(fā)展的進程中，越來越多的人將視野投向了Python網(wǎng)絡爬蟲技術。因此，文章以Python網(wǎng)絡爬蟲技術為核心，簡要闡述了Python網(wǎng)絡爬蟲技術的概念。并從技術總體需求、數(shù)據(jù)抓取途徑、爬蟲篩選技術、技術應用環(huán)境等方面，對Python網(wǎng)絡爬蟲技術的基礎知識進行了進一步探討，以期為Python網(wǎng)絡爬蟲技術的廣泛應用提供一定參考。

關鍵詞 Python網(wǎng)絡;爬蟲技術;正則表達式

前言

2008年，Android將移動操作系統(tǒng)開源、云計算、互聯(lián)網(wǎng)+、移動互聯(lián)網(wǎng)、可穿戴計算、大數(shù)據(jù)等新的計算機技術、概念不斷涌現(xiàn)，推動著現(xiàn)有計算機技術持續(xù)升級換代。同時也帶來了復雜度較高的安全問題。面對緊迫的迭代周期，利用Python網(wǎng)絡爬蟲技術，可以更加靈活、便捷地抓取所需字符，為網(wǎng)頁內(nèi)容解析、格式輸出提供充足支持。基于此，對Python網(wǎng)絡爬蟲技術進行適當探討非常必要。

1Python網(wǎng)絡爬蟲技術概述

Python網(wǎng)絡爬蟲又可稱之為網(wǎng)絡蜘蛛，是一種依據(jù)一定規(guī)則可自動提取網(wǎng)頁信息的程序。當前網(wǎng)絡中具有多種開源爬蟲供使用者挑選，開源爬蟲主要指已經(jīng)成型的爬蟲軟件，使用者可以直接使用開源爬蟲抓取網(wǎng)頁資源[1]。

2Python網(wǎng)絡爬蟲技術的基礎知識

2.1 技術總體需求

Python網(wǎng)絡爬蟲技術應用總體需求包括高性能、禮貌友好性、健壯性幾個方面。

高性能主要指在面對海量網(wǎng)頁內(nèi)容時，Python網(wǎng)絡爬蟲技術需要始終保持較高狀態(tài)，每秒可下載網(wǎng)頁數(shù)量在標準水平范圍內(nèi)。

禮貌友好性主要是從網(wǎng)站管理入手，根據(jù)爬蟲目標站點服務器目錄下robot.txt爬蟲協(xié)議文件要求，在抓取頁面之間設置一定間隔時間用于爬蟲請求處理，不讀取特殊私密內(nèi)容，禮貌性抓取必要信息，在保護抓取網(wǎng)站信息隱私安全的同時，降低網(wǎng)站載荷。

健壯性主要指依托Python自帶程序異常處理機制，在抓取過程中跟蹤對象指明出錯位置、原因，在短時間內(nèi)正確處理各種異常情況，如突然死機、程序出錯導致的不安全退出、爬蟲陷阱、網(wǎng)頁編碼不規(guī)范等可能導致爬取工作不定期停止等問題。

2.2 數(shù)據(jù)抓取途徑

Python網(wǎng)絡爬蟲技術主要采取scrapy框架爬取法、同步爬取法、并發(fā)爬取法幾種方法。

scrapy框架爬取法主要是利用純Python，構建一個以爬取網(wǎng)頁數(shù)據(jù)并提取結構化信息為主要目的的應用框架，需進行相關模塊的定制開發(fā)。該方法應用流程為生成項目名稱→創(chuàng)建爬蟲名稱→編輯items.py→在settings.py中設置條件→編寫核心爬蟲代碼→運行爬蟲程序并寫入文件→結果輸出。

同步爬取法主要是利用Requests庫+Beautiful Soup庫的方法，在不編寫正則表達式的情況下，快速、便捷地抓取網(wǎng)頁信息并根據(jù)用戶需求解析網(wǎng)頁代碼，獲取所需的內(nèi)容格式化輸出[2]。

并發(fā)爬取法主要是利用concurrent.futures并發(fā)模塊多線程加速同步爬取方式，根據(jù)實際情況，進行線程個數(shù)的恰當設置，為線程池、進程池提供支持。具體流程為：利用并發(fā)模塊爬取網(wǎng)頁→函數(shù)名稱設置及傳入?yún)?shù)設置→運行線程→執(zhí)行程序→輸出結果。

2.3 爬蟲篩選技術

Python網(wǎng)絡爬蟲技術常用篩選方法為Beautiful Soup、正則表達式、XPath路徑語言。

Beautiful Soup可以利用簡單代碼，自動從XML格式、HTML格式文件中提取網(wǎng)頁數(shù)據(jù)，并將輸入文檔轉(zhuǎn)換為編碼。隨后通過解析器進行分析樹修改、網(wǎng)頁導航、網(wǎng)頁搜索[3]。

正則表達式主要指Python正則庫內(nèi)所涵蓋的對字符串進行操作的表達公式。即利用已定義完畢的特殊含義字符，匯總為規(guī)則字符串后，自動篩選網(wǎng)絡爬取的關鍵數(shù)據(jù)信息并利用特殊元素取代，完成圖片、網(wǎng)頁關鍵字、視頻等不同類型信息的爬取、搜索、剖析。一般需要在獲取網(wǎng)頁源代碼及超鏈接的基礎上，借助正則表達式從超鏈接中篩選所需內(nèi)容。

XPath路徑語言主要用于判定XML格式文檔部分內(nèi)容語言，可以實現(xiàn)對樹狀結構中數(shù)據(jù)節(jié)點位置找尋、確定，獲取文檔內(nèi)屬性特殊的元素信息。在利用XPath路徑語言進行文檔節(jié)點、屬性、文本、類別找尋階段，需要將數(shù)據(jù)信息導入到樹結構包中。隨后對網(wǎng)站中音頻、文檔、視頻進行爬取并保存至本地，同時在保存文本名稱前進行特殊符號的添加。

3系統(tǒng)應用環(huán)境

Python網(wǎng)絡爬蟲是一種對網(wǎng)頁中數(shù)據(jù)進行爬取、分析的技術，可以被應用到多種類型網(wǎng)絡信息搜索、存儲以及科學研究、產(chǎn)品研發(fā)、Web安全、輿情監(jiān)控等領域。如在現(xiàn)實生活中，人們經(jīng)常利用百度、谷歌等搜索技術獲取所需的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息。

對于不同專業(yè)學科的科學研究來說，數(shù)字化圖像處理、大數(shù)據(jù)信息挖掘、機器學習均需利用Python網(wǎng)絡爬蟲技術獲取數(shù)據(jù);而在產(chǎn)品研發(fā)中，也需要借助Python網(wǎng)絡爬蟲技術，對不同產(chǎn)品的市場價格進行采集、對比，有針對性地研發(fā)與用戶需求最契合、質(zhì)量更優(yōu)良、價格更低廉的產(chǎn)品;對于Web安全、輿情監(jiān)控來說，利用Python網(wǎng)絡爬蟲，可以抓取對應網(wǎng)站數(shù)據(jù)內(nèi)容并識別網(wǎng)絡中存在的服務器攻擊或者瀏覽器攻擊問題，避免不明主體非法訪問對網(wǎng)站服務器、瀏覽器的攻擊。

4結束語

綜上所述，Python網(wǎng)絡爬蟲技術自身功能強大，可以在短時間內(nèi)從各種網(wǎng)址信息數(shù)據(jù)中提取到價值較高的信息數(shù)據(jù)，甚至挖掘出更加豐富的Web信息數(shù)據(jù)價值，為多種類型軟件工具包運行提供充足支持。因此，在Python網(wǎng)絡爬蟲技術應用過程中，技術人員應立足系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，綜合分析各種數(shù)據(jù)抓取途徑優(yōu)缺點，結合自身需要，選擇最佳數(shù)據(jù)抓取途徑，保證Python網(wǎng)絡爬蟲技術功效的最有效發(fā)揮。

參考文獻

[1] 孫冰.基于Python的多線程網(wǎng)絡爬蟲的設計與實現(xiàn)[J].網(wǎng)絡安全技術與應用，2018（4）：38-39.

[2] 曲偉峰.淺析Python網(wǎng)絡爬蟲[J].計算機產(chǎn)品與流通，2019（9）：108.

[3] 謝克武.大數(shù)據(jù)環(huán)境下基于python的網(wǎng)絡爬蟲技術[J].電子制作，2017（9）：44-45.