使用 JS 和 NodeJS 爬取 Web 内容

这些年来 Javascript 进步飞快，又引入了称为 NodeJS 的运行时，所以已经成为了最流行和使用最广泛的语言之一。不管你要写的是 Web 应用还是移动应用，都能在 Javascript 生态中找到合适的工具。本文要介绍的是如何在 NodeJS 的活跃生态系统帮助下高效地抓取 Web 内容，以满足大多数相关需求。

本文最初发布于 scrapingbee.com 网站，经网站授权由 InfoQ 中文站翻译并分享。

前提

这篇文章主要针对拥有一定 Javascript 开发经验的开发人员。但如果你很熟悉 Web 内容爬取，那么就算没有 Javascript 的相关经验，也能从本文中学到很多知识。

• JS 语言开发背景
• 使用 DevTools 提取元素选择器（selector）的经验
• 与 ES6 Javascript 相关的经验（可选）

成果

阅读这篇文章能够帮助读者：

• 了解 NodeJS 的功能
• 使用多个 HTTP 客户端来辅助 Web 抓取工作
• 利用多个经过实战检验的现代库来抓取 Web 内容

了解 NodeJS：简介

Javascript 是一种简单而现代化的语言，最初是为了向浏览器访问的网站添加动态行为而创建的。网站加载后，Javascript 通过浏览器的 JS 引擎运行，并转换为计算机可以理解的一堆代码。为了让 Javascript 与你的浏览器交互，后者提供了一个运行时环境（文档，窗口等）。

换句话说 Javascript 这种编程语言无法直接与计算机或其资源交互，抑或操纵它们。例如，在 Web 服务器中服务器必须能够与文件系统交互，才能读取文件或将记录存储在数据库中。

NodeJS 的理念是让 Javascript 不仅能运行在客户端，还能运行在服务端。为了做到这一点，资深开发人员 Ryan Dahl 采用了谷歌 Chrome 浏览器的 v8 JS 引擎，并将其嵌入了到名为 Node 的 C++ 程序中。因此 NodeJS 是一个运行时环境，它让使用 Javascript 编写的应用程序也能运行在服务器上。

大多数语言（例如 C 或 C++）使用多个线程来处理并发，相比之下 NodeJS 只使用单个主线程，并在事件循环（Event Loop）的帮助下用它以非阻塞方式执行任务。

我们很容易就能建立一个简单的 Web 服务器，如下所示：

 复制代码

const http = require('http');
constPORT= 3000;
constserver= http.createServer((req, res) => {
res.statusCode = 200;
res.setHeader('Content-Type','text/plain');
res.end('Hello World');
});
server.listen(port, () => {
console.log(`Server running at PORT:${port}/`);
});

如果你已安装 NodeJS，运行 node < YourFileNameHere>.js（去掉 <> 号），然后打开浏览器并导航到 localhost:3000，就能看到“HelloWorld”的文本了。NodeJS 非常适合 I/O 密集型应用程序。

HTTP 客户端：查询 Web

HTTP 客户端是将请求发送到服务器，然后从服务器接收响应的工具。本文要讨论的工具大都在后台使用 HTTP 客户端来查询你将尝试抓取的网站服务器。

Request

Request 是 Javascript 生态系统中使用最广泛的 HTTP 客户端之一，不过现在 Request 库的作者已正式声明，不推荐大家继续使用它了。这并不是说它就不能用了，还有很多库仍在使用它，并且它真的很好用。使用 Request 发出 HTTP 请求非常简单：

 复制代码

constrequest =require('request')
request('https://www.reddit.com/r/programming.json',function({1}
error,
response,
body
{1}) {
console.error('error:', error)
console.log('body:', body)
})

你可以在 Github 上找到 Request 库（ https://github.com/request/request ），运行 npm install request 就能安装完成。这里可以参考弃用通知及细节（ https://github.com/request/request/issues/3142 ）。如果你因为这个库过时了而觉得不放心，后面还有更多推荐！

Axios

Axios 是基于 promise 的 HTTP 客户端，可在浏览器和 NodeJS 中运行。如果你使用 Typescript，则 axios 可以覆盖内置类型。通过 Axios 发起 HTTP 请求是很简单的，它默认内置 Promise 支持，不像 Request 还得用回调：

 复制代码

const axios =require('axios')
axios
.get('https://www.reddit.com/r/programming.json')
.then((response)=>{
console.log(response)
})
.catch((error)=>{
console.error(error)
});

如果你喜欢 Promises API 的 async/await 语法糖，那么也可以用它们，但由于顶级的 await 仍处于第 3 阶段（ https://github.com/tc39/proposal-top-level-await ），

我们只能用 Async Function 来代替：

 复制代码

asyncfunctiongetForum(){
try{
constresponse =awaitaxios.get(
'https://www.reddit.com/r/programming.json'
)
console.log(response)
}catch(error) {
console.error(error)
}
}

你只需调用 getForum 即可！你可以在 Github 上找到 Axios 库（ https://github.com/axios/axios ），运行 npm install axios 即可安装。

Superagent

类似 Axios，Superagent 是另一款强大的 HTTP 客户端，它支持 Promise 和 async/await 语法糖。它的 API 像 Axios 一样简单，但 Superagent 的依赖项更多，并且没那么流行。

在 Superagent 中，使用 promise、async/await 或 callbacks 发出 HTTP 请求的方式如下：

 复制代码

constsuperagent =require("superagent")
constforumURL ="https://www.reddit.com/r/programming.json"
// callbacks
superagent
.get(forumURL)
.end((error, response) =>{
console.log(response)
})
// promises
superagent
.get(forumURL)
.then((response) =>{
console.log(response)
})
.catch((error) =>{
console.error(error)
})
// promises with async/await
asyncfunctiongetForum(){
try{
constresponse =awaitsuperagent.get(forumURL)
console.log(response)
}catch(error) {
console.error(error)
}

你可以在 Github 上找到 Superagent 库（ https://github.com/visionmedia/superagent ），运行 npm install superagent 即可安装。

对于下文介绍的 Web 抓取工具，本文将使用 Axios 作为 HTTP 客户端。

正则表达式：困难的方法

在没有任何依赖项的情况下开始抓取 Web 内容，最简单的方法是：使用 HTTP 客户端查询网页时，在收到的 HTML 字符串上应用一组正则表达式——但这种方法绕的路太远了。正则表达式没那么灵活，并且很多专业人士和业余爱好者都很难写出正确的正则表达式。

对于复杂的 Web 抓取任务来说，正则表达式很快就会遇到瓶颈了。不管怎样我们先来试一下。假设有一个带用户名的标签，我们需要其中的用户名，那么使用正则表达式时的方法差不多是这样：

 复制代码

consthtmlString = '<label>Username: JohnDoe</label>'
constresult = htmlString.match(/<label>(.+)<\/label>/)
console.log(result[1], result[1].split(": ")[1])
// Username: John Doe, John Doe

在 Javascript 中，match() 通常返回一个数组，该数组包含与正则表达式匹配的所有内容。第二个元素（在索引 1 中）将找到 textContent 或 < label> 标签的 innerHTML，这正是我们想要的。但是这个结果会包含一些我们不需要的文本（“Username: ”），必须将其删除。

如你所见，对于一个非常简单的用例，这种方法用起来都很麻烦。所以我们应该使用 HTML 解析器之类的工具，后文具体讨论。

Cheerio：用于遍历 DOM 的核心 JQuery

Cheerio 是一个高效轻便的库，它允许你在服务端使用 JQuery 的丰富而强大的 API。如果你以前使用过 JQuery，那么很容易就能上手 Cheerio。它把 DOM 所有不一致性和浏览器相关的特性都移除掉了，并公开了一个高效的 API 来解析和操作 DOM。

 复制代码

constcheerio =require('cheerio')
const$ = cheerio.load('<h2 class="title">Hello world</h2>')
$('h2.title').text('Hello there!')
$('h2').addClass('welcome')
$.html()
// <h2 class="title welcome">Hello there!</h2>

如你所见，Cheerio 用起来和 JQuery 很像。

但是，它的工作机制和 Web 浏览器是不一样的，这意味着它不能：

• 渲染任何已解析或操纵的 DOM 元素
• 应用 CSS 或加载任何外部资源
• 执行 JavaScript

因此，如果你试图爬取的网站或 Web 应用程序有很多 Javascript 内容（例如“单页应用程序”），那么 Cheerio 并不是你的最佳选择，你可能还得依赖后文讨论的其他一些选项。

为了展示 Cheerio 的强大能力，我们将尝试在 Reddit 中爬取 r/programming 论坛，获取其中的帖子标题列表。

首先，运行以下命令来安装 Cheerio 和 axios：npm install cheerio axios。

然后创建一个名为 crawler.js 的新文件，并复制 / 粘贴以下代码：

 复制代码

constaxios =require('axios');
constcheerio =require('cheerio');
constgetPostTitles =async() => {
try{
const{ data } =awaitaxios.get(
'https://old.reddit.com/r/programming/'
);
const$ = cheerio.load(data);
constpostTitles = [];
$('div > p.title > a').each((_idx, el) =>{
constpostTitle = $(el).text()
postTitles.push(postTitle)
});
returnpostTitles;
}catch(error) {
throwerror;
}
};
getPostTitles()
.then((postTitles) =>console.log(postTitles));

getPostTitles() 是一个异步函数，它将爬取旧版 reddit 的 r/programming 论坛。首先，使用 axios HTTP 客户端库的一个简单 HTTP GET 请求获取网站的 HTML，然后使用 cheerio.load() 函数将 html 数据输入到 Cheerio 中。

接下来使用浏览器的开发工具，你可以获得通常可以定位所有 postcard 的选择器。如果你用过 JQuery，肯定非常熟悉 $(‘div > p.title > a’)。这将获取所有帖子，因为你只想获得每个帖子的标题，所以必须遍历每个帖子（使用 each() 函数来遍历）。

要从每个标题中提取文本，必须在 Cheerio 的帮助下获取 DOM 元素（el 表示当前元素）。然后在每个元素上调用 text() 以获取文本。

现在，你可以弹出一个终端并运行 node crawler.js，然后你将看到一个由大约 25 或 26 个帖子标题组成的长长的数组。尽管这是一个非常简单的用例，但它展示了 Cheerio 提供的 API 用起来是多么简单。

如果你的用例需要执行 Javascript 并加载外部资源，那么可以考虑以下几个选项。

JSDOM：给 Node 用的 DOM

JSDOM 是用在 NodeJS 中的，文档对象模型（DOM）的纯 Javascript 实现，如前所述，DOM 对 Node 不可用，而 JSDOM 就是最近似的替代品。它多少模拟了浏览器的机制。

创建了一个 DOM 后，我们就可以通过编程方式与要爬取的 Web 应用程序或网站交互，像点击按钮这样的操作也能做了。如果你熟悉 DOM 的操作方法，那么 JSDOM 用起来也会很简单。

 复制代码

const{ JSDOM } = require('jsdom')
const{document} =newJSDOM(
'<h2 class="title">Hello world</h2>'
).window
constheading =document.querySelector('.title')
heading.textContent ='Hello there!'
heading.classList.add('welcome')
heading.innerHTML
// <h2 class="title welcome">Hello there!</h2>

如你所见，JSDOM 创建了一个 DOM，然后你就可以像操纵浏览器 DOM 那样，用相同的方法和属性来操纵这个 DOM。

为了演示如何使用 JSDOM 与网站交互，我们将获取 Redditr/programming 论坛的第一篇帖子，并对其点赞，然后我们将验证该帖子是否已被点赞。

首先运行以下命令来安装 jsdom 和 axios：npm install jsdom axios

然后创建一个名为 rawler.js 的文件，并复制 / 粘贴以下代码：

 复制代码

const{ JSDOM } = require("jsdom")
constaxios = require('axios')
constupvoteFirstPost =async() => {
try{
const{ data } =awaitaxios.get("https://old.reddit.com/r/programming/");
constdom =newJSDOM(data, {
runScripts:"dangerously",
resources:"usable"
});
const{document} = dom.window;
constfirstPost =document.querySelector("div > div.midcol > div.arrow");
firstPost.click();
constisUpvoted = firstPost.classList.contains("upmod");
constmsg = isUpvoted
?"Post has been upvoted successfully!"
:"The post has not been upvoted!";
returnmsg;
}catch(error) {
throwerror;
}
};
upvoteFirstPost().then(msg => console.log(msg));

upvoteFirstPost() 是一个异步函数，它将在 r/programming 中获取第一个帖子，然后对其点赞。为此，axios 发送 HTTP GET 请求以获取指定 URL 的 HTML。然后向 JSDOM 提供先前获取的 HTML 来创建新的 DOM。JSDOM 构造器将 HTML 作为第一个参数，将选项作为第二个参数，添加的 2 个选项会执行以下函数：

• runScripts ：设置为“dangerously”时，它允许执行事件处理程序和任何 Javascript 代码。如果你不清楚应用程序将运行的脚本是否可信，则最好将 runScripts 设置为“outside-only”，这会将所有 Javascript 规范提供的全局变量附加到 window 对象，从而防止任何脚本在内部执行。
• resources ：设置为“usable”时，它允许加载使用