#01、爬虫框架：Scrapy
按照官方的说法，Scrapy是一个“为了爬取网站数据，提取结构性数据而编写的Python应用框架，可以应用在包括数据挖掘、信息处理或存储历史数据等各种程序中”。Scrapy最初是为了网页抓取而设计的，也可以应用在获取API所返回的数据或者通用的网络爬虫开发之中。作为一个爬虫框架，可以根据自己的需求十分方便地使用Scrapy编写出自己的爬虫程序。毕竟要从使用Requests(请求)访问URL开始编写，把网页解析、元素定位等功能一行行写进去，再编写爬虫的循环抓取策略和数据处理机制等其他功能，这些流程做下来，工作量其实也是不小的。使用特定的框架有助于更高效地定制爬虫程序。作为可能是最流行的Python爬虫框架，掌握Scrapy爬虫编写是在爬虫开发中迈出的重要一步。从构件上看，Scrapy这个爬虫框架主要由以下组件组成。
① 引擎(Scrapy): 用来处理整个系统的数据流处理, 触发事务，是框架的核心。
② 调度器(Scheduler): 用来接收引擎发过来的请求, 将请求放入队列中, 并在引擎再次请求的时候返回。它决定下一个要抓取的网址, 同时担负着网址去重这一项重要工作。
③ 下载器(Downloader): 用于下载网页内容, 并将网页内容返回给爬虫。下载器的基础是twisted，一个Python网络引擎框架。
④ 爬虫(Spiders): 用于从特定的网页中提取自己需要的信息, 即Scrapy中所谓的实体(Item)。也可以从中提取出链接，让Scrapy继续抓取下一个页面。
⑤ 管道(Pipeline): 负责处理爬虫从网页中抽取的实体，主要的功能是持久化信息、验证实体的有效性、清洗信息等。
⑥ 下载器中间件(Downloader Middlewares): Scrapy引擎和下载器之间的框架，主要处理Scrapy引擎与下载器之间的请求及响应。
⑦ 爬虫中间件(Spider Middlewares): Scrapy引擎和爬虫之间的框架，主要工作是处理爬虫的响应输入和请求输出。
⑧ 调度中间件(Scheduler Middewares): Scrapy引擎和调度之间的中间件，从Scrapy引擎发送到调度的请求和响应。
它们之间的关系示意如图1所示。
■ 图1 Scrapy架构
可以通过pip十分轻松地安装Scrapy，安装Scrapy首先要使用以下命令安装lxml库：pip install lxml。
如果已经安装lxml，那就可以直接安装Scrapy：pip install scrapy。
在终端中执行命令(后面的网址可以是其他域名，如www.baidu.com)：scrapy shell www.douban.com。
可以看到Scrapy shell的反馈，如图2所示。
■ 图2 Scrapy shell的反馈
为了在终端中创建一个Scrapy项目，首先进入自己想要存放项目的目录下，也可以直接新建一个目录(文件夹)，这里在终端中使用命令创建一个新目录并进入：
mkdir newcrawler
cd newcrawler/
之后执行Scrapy框架的对应命令：
scrapy startproject newcrawler
会发现目录下多出了一个新的名为newcrawler的目录。其中items.py定义了爬虫的“实体”类，middlewares.py是中间件文件，pipelines.py是管道文件，spiders文件夹下是具体的爬虫，scrapy.cfg则是爬虫的配置文件。然后执行新建爬虫的命令：
scrapy genspider DoubanSpider douban.com
输出为：
Created spider'DoubanSpider'using template basic
不难发现，genspider命令就是创建一个名为DoubanSpider的新爬虫脚本，这个爬虫对应的域名为douban.com。在输出中发现了一个名为basic的模板，这其实是Scrapy的爬虫模板。进入DoubanSpider.py中查看(见图3)。
■ 图3 DoubanSpider.py
可见它继承了 scrapy.Spider 类，其中还有一些类属性和方法。name用来标识爬虫。它在项目中是唯一的，每一个爬虫有一个独特的name。parse是一个处理 response 的方法，在Scrapy中，response 由每个 request 下载生成。作为parse方法的参数，response是一个 TextResponse 的实例，其中保存了页面的内容。start_urls列表是一个代替start_requests()方法的捷径，所谓的start_requests方法，顾名思义，其任务就是从 url生成 scrapy.Request 对象，作为爬虫的初始请求。之后会遇到的Scrapy爬虫基本都有着类似这样的结构。
为了定制Scrapy爬虫，要根据自己的需求定义不同的Item，例如，创建一个针对页面中所有正文文字的爬虫，将Items.py中的内容改写为：
class TextItem( scrapy.Item):
# define the fields for your item here like:text = scrapy.Field()
之后编写DoubanSpider.py：
# 一*一coding: utf-8 --
import scrapy
from scrapy.selector import Selectorfrom ..items import TextItem
class DoubanspiderSpider( scrapy.Spider):name = 'DoubanSpiderallowed domains = douban.com']start_urls =['https://www.douban.com/']
def parse( self，response):item = TextItem()hltext = response.xpath( '//a/text()').extract()print("Text is"+.join(hltext))item['text'] = hltext
return item
这个爬虫会先进入start_urls列表中的页面(在这个例子中就是豆瓣网的首页)，收集信息完毕后就会停止。response.xpath('//a/text()').extract()这行语句将从response(其中保存着网页信息)中使用xpath语句抽取出所有“a”标签的文字内容(text)。下一句会将它们逐一打印。
运行爬虫的命令是：
scrapy crawl spidername
其中，spidername是爬虫的名称，即爬虫类中的name属性。
程序运行并进行爬取后，可以看到Scrapy爬取时的Log输出，通过Log内容可以看到爬取的进度以及结果。由于爬取目标网站的一些反爬措施，如限制USER_AGENT，因此在允信之前可能还需要在setting.py中修改一些配置，如USER_AGENT等。
值得一提的是，除了简单的scrapy.Spider，Scrapy还提供了诸如CrawlSpider、csvfeed等爬虫模板，其中CrawlSpider是最为常用的。另外，Scrapy的Pipeline和Middleware都支持扩展，配合主爬虫类使用将取得很流畅的抓取和调试体验。
当然，Python爬虫框架当然不止Scrapy一种，在其他诸多爬虫框架中，还值得一提的是PySpider、Portia等。PySpider是一个“国产”的框架，由国内开发者编写，拥有一个可视化的Web界面来编写调试脚本，使得用户可以进行诸多其他操作，如执行或停止程序、监控执行状态、查看活动历史等。除了Python，Java语言也常常用于爬虫的开发，比较常见的爬虫框架包括Nutch、Heritrix、WebMagic、Gecco等。爬虫框架流行的原因，就在于开发者需要“多、快、好、省”地完成一些任务，如爬虫的URL管理、线程池之类的模块，如果自己从零做起，势必需要一段时间的实验、调试和修改。爬虫框架将一些“底层”的事务预先做好，开发者只需要将注意力放在爬虫本身的业务逻辑和功能开发上。大家感兴趣的话可以继续了解如PySpider这样的新框架。
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