爬虫-urllib模块的使用

urllib是Python中请求url连接的官方标准库，在Python3中将Python2中的urllib和urllib2整合成了urllib。urllib中一共有四个模块，分别如下：

request：主要负责构造和发起网络请求,定义了适用于在各种复杂情况下打开 URL (主要为 HTTP) 的函数和类
error：处理异常
parse：解析各种数据格式
robotparser：解析robot.txt文件

一、request模块

1.urlopen()方法：

在urlopen()方法中，直接写入要访问的url地址字符串，该方法就会主动的访问目标网址，然后返回访问结果，返回的访问结果是一个http.client.HTTPResponse对象，该对象的常见方法有：

read() ：获取访问网页获取的数据，bytes类型
info()：返回响应头信息
getcode()：返回Http状态码。
geturl()：返回请求的url

发送简单的GET请求

from urllib.request import urlopen

#向指定的url发送请求，并返回服务器响应的类文件对象
resp = urlopen('https://www.baidu.com') 
print(resp.read().decode())

发送简单的POST请求（data参数）

from urllib.reuqest import urlopen
from urllib.parse import urlencode

#将字典类型的数据转换成表单类型的数据格式，如"world=hello"
data = urlencode({"word":"hello"}).encode()
response = request.urlopen('http://httpbin.org/post', data=data)

print(response.read().decode())

默认的访问方式是GET，当在urlopen()方法中传入data参数时，则会发起POST请求。注意：传递的data数据需要为bytes格式

2.Request

如果需要执行更复杂的操作，比如增加HTTP报头，必须创建一个 Request 实例来作为urlopen()的参数；而需要访问的url地址则作为 Request 实例的参数。

为了使爬虫程序更像一个真实用户，那我们第一步就是需要伪装成一个被公认的浏览器，在发送请求的时候带上User-Agent头

from urllib.request import Request,urlopen

url = 'https://www.baidu.com/'
ua_header = {"User-Agent" : "Mozilla/5.0 (compatible; MSIE 9.0; Windows NT 6.1; Trident/5.0;"}
#url连同headers一起构造request请求，这个请求附带IE 9.0浏览器的User-Agent
request = Request(url,headers=ua_header)
#向服务器发送请求
resp = urlopen(request)
print(resp.read().decode)

3.ProxyHandler处理器（代理IP）

使用爬虫来爬取数据的时候，如果过于频繁的访问，而且网站还设有限制的话，很有可能会禁封我们的ip地址，这个时候就需要设置代理，来隐藏我们的真实IP。

代理IP的原理：以本机先访问代理IP，再通过代理IP地址访问服务器，这样服务器接受到的访问IP就是代理IP地址。

from urllib.request import build_opener,urlopen(),install_opener,Request,ProxyHandler

# 构建了两个代理Handler，一个有代理IP，一个没有代理IP
httpproxy_handler = urllib2.ProxyHandler({'http': '218.18.232.26:80', 'https': '218.18.232.26:80'})
nullproxy_handler = urllib2.ProxyHandler({})

proxySwitch = True #定义一个代理开关

# 通过build_opener()方法使用这些代理Handler对象，创建自定义opener对象
# 根据代理开关是否打开，使用不同的代理模式
if proxySwitch:  
    opener = build_opener(httpproxy_handler)
else:
    opener = build_opener(nullproxy_handler)

request = Request("http://www.baidu.com/")

# 1. 如果这么写，只有使用opener.open()方法发送请求才使用自定义的代理，而urlopen()则不使用自定义代理。
resp = opener.open(request)

# 2. 如果这么写，就是将opener应用到全局，之后所有的，不管是opener.open()还是urlopen() 发送请求，都将使用自定义代理。
# install_opener(opener)
# resp = urlopen(request)

print (resp.read().decode())

如果代理需要授权验证，简单的方式是只需要在ProxyHandler传入的参数字典中，将值改为’用户名：密码@ip:端口号’这种形式，比如{“http”:”myname:[email protected]：80″}，复杂一点的需要创建一个密码管理对象，下面会有介绍。

4.HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm（）

利用这个类创建一个密码管理对象，用来保存 HTTP 请求相关的用户名和密码，主要应用两个场景：

验证代理授权的用户名和密码 ( ProxyBasicAuthHandler())
验证Web客户端的的用户名和密码 ( HTTPBasicAuthHandler())

5.ProxyBasicAuthHandler（代理授权验证）

在使用私密代理时，需要通过授权验证身份

from urllib.request import HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm,ProxyBasicAuthHandler,build_opener,Request

# 私密代理授权的账户
user = "mr_mao_hacker"
# 私密代理授权的密码
passwd = "sffqry9r"
# 私密代理 IP
proxyserver = "61.158.163.130:16816"

# 1. 构建一个密码管理对象，用来保存需要处理的用户名和密码
passwdmgr = HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm()

# 2. 添加账户信息，第一个参数realm是与远程服务器相关的域信息，一般没人管它都是写None，后面三个参数分别是代理服务器、用户名、密码
passwdmgr.add_password(None, proxyserver, user, passwd)

# 3. 构建一个代理基础用户名/密码验证的ProxyBasicAuthHandler处理器对象，参数是创建的密码管理对象
#   注意，这里不再使用普通ProxyHandler类了
proxyauth_handler = ProxyBasicAuthHandler(passwdmgr)

# 4. 通过 build_opener()方法使用这些代理Handler对象，创建自定义opener对象，参数包括构建的 proxy_handler 和 proxyauth_handler
opener = build_opener(proxyauth_handler)

request = urllib2.Request("https://www.baidu.com/")
resp = opener.open(request)
print (resp.read().decode())

注：通常用户名和密码不直接写在程序中，而是存放在环境变量，或者单独写入一个模块，然后从模块导入

6.HTTPBasicAuthHandler(WEB客户端授权验证)

有些Web服务器（包括HTTP/FTP等）访问时，需要进行用户身份验证，爬虫直接访问会报HTTP 401 错误，表示访问身份未经授权
如果我们有客户端的用户名和密码，只需要将上述代理授权验证代码中的ProxyBasicAuthHandler改成HTTPBasicAuthHandler即可

7.Cookies

Cookies在爬虫方面最典型的应用是判定注册用户是否已经登录网站，用户可能会得到提示，是否在下一次进入此网站时保留用户信息以便简化登录手续。
由于urllib并没有很好的处理cookie的对象，所以在这里我们需要用到一个别的库，即http库，并使用里面的cookiejar来进行cookie的管理，该模块主要的对象有主要的对象有CookieJar、FileCookieJar、MozillaCookieJar、LWPCookieJar：

- CookieJar：管理HTTP cookie值、存储HTTP请求生成的cookie、向传出的HTTP请求添加cookie的对象。整个cookie都存储在内存中，对CookieJar实例进行垃圾回收后cookie也将丢失。
- FileCookieJar (filename,delayload=None,policy=None)：从CookieJar派生而来，用来创建FileCookieJar实例，检索cookie信息并将cookie存储到文件中。filename是存储cookie的文件名。delayload为True时支持延迟访问访问文件，即只有在需要时才读取文件或在文件中存储数据。
- MozillaCookieJar (filename,delayload=None,policy=None)：从FileCookieJar派生而来，创建与 Mozilla浏览器 cookies.txt兼容 的FileCookieJar实例。
- LWPCookieJar (filename,delayload=None,policy=None)：从FileCookieJar派生而来，创建与 libwww-perl标准的 Set-Cookie3 文件格式 兼容的FileCookieJar实例。
大多数情况下，我们只需要用到CookieJar()，如果需要和本地文件进行交互，就要用MozillaCookieJar()和LWPCookieJar()，下面就介绍几种案例：

获取cookie,并保存到CookieJar()中

from http.cookiejar import CookieJar
from urllib.request import Request,build_opener,HTTPCookieProcessor

# 构建一个CookieJar对象实例来保存cookie
cookiejar = cookielib.CookieJar()

# 使用HTTPCookieProcessor()来创建cookie处理器对象，参数为CookieJar()对象
handler=HTTPCookieProcessor(cookiejar)

opener = build_opener(handler)

# 4. 以get方法访问页面，访问之后会自动保存cookie到cookiejar中
resp = opener.open("http://www.baidu.com")

## 可以按标准格式将保存的Cookie打印出来
cookieStr = ""
for item in cookiejar:
    cookieStr = cookieStr + item.name + "=" + item.value + ";"

## 舍去最后一位的分号
print cookieStr[:-1]

访问网站获得cookie，并将cookie保存在本地文件中

from http.cookiejar import MozillaCookieJar
from urllib.request import Request,build_opener,HTTPCookieProcessor

# 保存cookie的本地磁盘文件名
filename = 'cookie.txt'

#声明一个MozillaCookieJar(有save实现)对象实例来保存cookie，之后写入文件
cookiejar = MozillaCookieJar(filename)

# 使用HTTPCookieProcessor()来创建cookie处理器对象，参数为CookieJar()对象
handler = HTTPCookieProcessor(cookiejar)

opener = build_opener(handler)
response = opener.open("https://www.baidu.com/")

# 保存cookie到本地文件
cookiejar.save()

从文件中获取cookie

from http.cookiejar import MozillaCookieJar
from urllib.request import Request,build_opener,HTTPCookieProcessor

#创建MozillaCookieJar(有load实现)实例对象
cookiejar = MozillaCookieJar(filename)

#从文件中读取cookie内容到对象
cookiejar.load('cookie.txt')

# 使用HTTPCookieProcessor()来创建cookie处理器对象，参数为CookieJar()对象
handler = HTTPCookieProcessor(cookiejar)

opener = build_opener(handler)
response = opener.open("https://www.baidu.com/")

8.处理HTTPS请求SSL证书验证

最简单的方法就是通过添加忽略ssl证书验证关闭证书验证,由于urllib并没有很好的处理ssl的对象，所以在这里我们需要用到一个别的库，即ssl库，如下：

import ssl
from urllib.request import urlopen,Request

# 表示忽略未经核实的SSL证书认证
context = ssl._create_unverified_context()

url = "https://www.12306.cn/mormhweb/"
headers = {"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/54.0.2840.99 Safari/537.36"}
request = Request(url,headers=headers)

# 在urlopen()方法里 指明添加 context 参数
resp = urlopen(request, context=context)
print(resp.read().decode())

二、error模块

在urllib中主要设置了两个异常，一个是URLError，一个是HTTPError，HTTPError是URLError的子类。

1.URLError

URLError产生的原因主要有：

没有网络连接
服务器连接失败
找不到指定的服务器

下面访问一个不存在的域名：

from urllib.error import URLError
from urllib.request import Request,urlopen

request = Request('http://www.fafafasfdaffaf.com/')
try:
    resp = urlopen(request)
except URLError as e:
    print(e)

2.HTTPError

HTTPError包含了三个属性：

code：请求的状态码
reason：错误的原因

headers：响应的报头

from urllib.error import HTTPError
from urllib.request import Request,urlopen

requset = Request('http://www.baidu.com/lfafdaflafapae.html')

try:
    resp = urlopen(requset)
except HTTPError as e:
    print(e)
    print(e.code)
    print(e.reason)
    print(e.headers)

三、parse模块

data参数需要用urllib.parse模块对其进行数据格式处理。

urllib.parse.quote(url)：（URL编码处理）主要对URL中的非ASCII码编码处理
urllib.parse.unquote(url)：（URL解码处理）URL上的特殊字符还原
urllib.parse.urlencode(data)：对请求数据data进行格式转换

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一、request模块

1.urlopen()方法：

发送简单的GET请求

发送简单的POST请求（data参数）

2.Request

3.ProxyHandler处理器（代理IP）

4.HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm（）

5.ProxyBasicAuthHandler（代理授权验证）

6.HTTPBasicAuthHandler(WEB客户端授权验证)

7.Cookies

获取cookie,并保存到CookieJar()中

访问网站获得cookie，并将cookie保存在本地文件中

从文件中获取cookie

8.处理HTTPS请求SSL证书验证

二、error模块

1.URLError

2.HTTPError

三、parse模块

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