Python爬虫开发【第1篇】【动态HTML、Selenium、PhantomJS】

JavaScript

JavaScript 是网络上最常用也是支持者最多的客户端脚本语言。它可以收集用户的跟踪数据,不需要重载页面直接提交表单，在页面嵌入多媒体文件，甚至运行网页游戏。

我们可以在网页源代码的<scripy>标签里看到，比如：

<script type="text/javascript" src="https://statics.huxiu.com/w/mini/static_2015/js/sea.js?v=201601150944"></script>

jQuery

jQuery是一个十分常见的库,70% 最流行的网站(约 200 万)和约 30% 的其他网站(约 2 亿)都在使用。一个网站使用 jQuery 的特征,就是源代码里包含了 jQuery 入口,比如:

<script type="text/javascript" src="https://statics.huxiu.com/w/mini/static_2015/js/jquery-1.11.1.min.js?v=201512181512"></script>

如果你在一个网站上看到了 jQuery，那么采集这个网站数据的时候要格外小心。jQuery 可以动态地创建 HTML 内容,只有在 JavaScript 代码执行之后才会显示。如果你用传统的方法采集页面内容,就只能获得 JavaScript 代码执行之前页面上的内容。

Ajax

我们与网站服务器通信的唯一方式，就是发出 HTTP 请求获取新页面。如果提交表单之后，或从服务器获取信息之后，网站的页面不需要重新刷新，那么你访问的网站就在用Ajax 技术。

Ajax其实并不是一门语言,而是用来完成网络任务(可以认为它与网络数据采集差不多)的一系列技术。Ajax 全称是 Asynchronous JavaScript and XML(异步 JavaScript 和 XML)，网站不需要使用单独的页面请求就可以和网络服务器进行交互 (收发信息)。

DHTML

Ajax 一样，动态 HTML(Dynamic HTML, DHTML)也是一系列用于解决网络问题的技术集合。DHTML 是用客户端语言改变页面的 HTML 元素(HTML、CSS，或者二者皆被改变)。比如页面上的按钮只有当用户移动鼠标之后才出现,背景色可能每次点击都会改变，或者用一个 Ajax 请求触发页面加载一段新内容，网页是否属于DHTML，关键要看有没有用 JavaScript 控制 HTML 和 CSS 元素。

使用 Ajax 或 DHTML 技术改变 / 加载内容的页面，可能有一些采集手段。但若要用 Python 解决，方法如下：

①、直接从 JavaScript 代码里采集内容（费时费力）

②、用 Python 的第三方库运行 JavaScript，直接采集你在浏览器里看到的页面（这个可以有）。

Selenium

Selenium 可以根据我们的指令，让浏览器自动加载页面，获取需要的数据，甚至页面截屏，或者判断网站上某些动作是否发生。

Selenium库https://pypi.python.org/simple/selenium ，可用第三方管理器 pip命令安装：pip install selenium

Selenium 官方参考文档：http://selenium-python.readthedocs.io/index.html

PhantomJS

PhantomJS是一个基于Webkit的“无界面”(headless)浏览器，它会把网站加载到内存并执行页面上的 JavaScript，因为不会展示图形界面，所以运行起来比完整的浏览器要高效。

若将 Selenium 和 PhantomJS 结合在一起，可搭建一个处理 JavaScrip、Cookie、headers，以及任何我们真实用户需要做的事情。

PhantomJS 下载地址：http://phantomjs.org/download.html，PhantomJS 是一个功能完善(虽然无界面)的浏览器而非一个 Python 库，所以它不需要像 Python 的其他库一样安装，但可以通过Selenium调用PhantomJS来直接使用

PhantomJS 官方参考文档：http://phantomjs.org/documentation

基础

Selenium 库里有个叫 WebDriver 的 API。WebDriver 有点儿像可以加载网站的浏览器，但是它也可以像 BeautifulSoup 或者其他 Selector 对象一样用来查找页面元素，与页面上的元素进行交互 (发送文本、点击等)，以及执行其他动作来运行网络爬虫。

# IPython2 测试代码

# 导入 webdriver

from selenium import webdriver

# 要想调用键盘按键操作需要引入keys包

from selenium.webdriver.common.keys import Keys

# 调用环境变量指定的PhantomJS浏览器创建浏览器对象

driver = webdriver.PhantomJS()

# 如果没有在环境变量指定PhantomJS位置

# driver = webdriver.PhantomJS(executable_path="./phantomjs"))

# get方法会一直等到页面被完全加载，然后才会继续程序，通常测试会在这里选择 time.sleep(2)

driver.get("http://www.baidu.com/")

# 获取页面名为 wrapper的id标签的文本内容

data = driver.find_element_by_id("wrapper").text

# 打印数据内容

print data

# 打印页面标题 "百度一下，你就知道"

print driver.title

# 生成当前页面快照并保存

driver.save_screenshot("baidu.png")

# id="kw"是百度搜索输入框，输入字符串"长城"

driver.find_element_by_id("kw").send_keys(u"长城")

# id="su"是百度搜索按钮，click() 是模拟点击

driver.find_element_by_id("su").click()

# 获取新的页面快照

driver.save_screenshot("长城.png")

# 打印网页渲染后的源代码

print driver.page_source

# 获取当前页面Cookie

print driver.get_cookies()

# ctrl+a 全选输入框内容

driver.find_element_by_id("kw").send_keys(Keys.CONTROL,'a')

# ctrl+x 剪切输入框内容

driver.find_element_by_id("kw").send_keys(Keys.CONTROL,'x')

# 输入框重新输入内容

driver.find_element_by_id("kw").send_keys("itcast")

# 模拟Enter回车键

driver.find_element_by_id("su").send_keys(Keys.RETURN)

# 清除输入框内容

driver.find_element_by_id("kw").clear()

# 生成新的页面快照

driver.save_screenshot("itcast.png")

# 获取当前url

print driver.current_url

# 关闭当前页面，如果只有一个页面，会关闭浏览器

# driver.close()

# 关闭浏览器

driver.quit()

页面操作

Selenium 的 WebDriver提供了各种方法来寻找元素，假设下面有一个表单输入框：

<input type="text" name="user-name" id="passwd-id" />

那么：

# 获取id标签值

element = driver.find_element_by_id("passwd-id")

# 获取name标签值

element = driver.find_element_by_name("user-name")

# 获取标签名值

element = driver.find_elements_by_tag_name("input")

# 也可以通过XPath来匹配

element = driver.find_element_by_xpath("//input[@id='passwd-id']")

定位UI元素 (WebElements)

关于元素的选取，有如下的API 单个元素选取

find_element_by_id
find_elements_by_name
find_elements_by_xpath
find_elements_by_link_text
find_elements_by_partial_link_text
find_elements_by_tag_name
find_elements_by_class_name
find_elements_by_css_selector

By ID

<div id="coolestWidgetEvah">...</div>

实现

element = driver.find_element_by_id("coolestWidgetEvah")

------------------------ or -------------------------

from selenium.webdriver.common.by import By

element = driver.find_element(by=By.ID, value="coolestWidgetEvah")

By Class Name

<div class="cheese"><span>Cheddar</span></div><div class="cheese"><span>Gouda</span></div>

实现

cheeses = driver.find_elements_by_class_name("cheese")

------------------------ or -------------------------

from selenium.webdriver.common.by import By

cheeses = driver.find_elements(By.CLASS_NAME, "cheese")

By Tag Name

<iframe src="..."></iframe>

实现

frame = driver.find_element_by_tag_name("iframe")

------------------------ or -------------------------

from selenium.webdriver.common.by import By

frame = driver.find_element(By.TAG_NAME, "iframe")

By Name

<input name="cheese" type="text"/>

实现

cheese = driver.find_element_by_name("cheese")

------------------------ or -------------------------

from selenium.webdriver.common.by import By

cheese = driver.find_element(By.NAME, "cheese")

By Link Text

<a href="http://www.google.com/search?q=cheese">cheese</a>

实现

cheese = driver.find_element_by_link_text("cheese")

------------------------ or -------------------------

from selenium.webdriver.common.by import By

cheese = driver.find_element(By.LINK_TEXT, "cheese")

By Partial Link Text

<a href="http://www.google.com/search?q=cheese">search for cheese</a>>

实现

cheese = driver.find_element_by_partial_link_text("cheese")

------------------------ or -------------------------

from selenium.webdriver.common.by import By

cheese = driver.find_element(By.PARTIAL_LINK_TEXT, "cheese")

By CSS

<div id="food"><span class="dairy">milk</span><span class="dairy aged">cheese</span></div>

实现

cheese = driver.find_element_by_css_selector("#food span.dairy.aged")

------------------------ or -------------------------

from selenium.webdriver.common.by import By

cheese = driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, "#food span.dairy.aged")

By XPath

<input type="text" name="example" />

<INPUT type="text" name="other" />

实现

inputs = driver.find_elements_by_xpath("//input")

------------------------ or -------------------------

from selenium.webdriver.common.by import By

inputs = driver.find_elements(By.XPATH, "//input")

鼠标动作链

在页面上模拟一些鼠标操作，可通过导入 ActionChains 类来做到：

#导入 ActionChains 类

from selenium.webdriver import ActionChains

# 鼠标移动到 ac 位置

ac = driver.find_element_by_xpath('element')

ActionChains(driver).move_to_element(ac).perform()

# 在 ac 位置单击

ac = driver.find_element_by_xpath("elementA")

ActionChains(driver).move_to_element(ac).click(ac).perform()

# 在 ac 位置双击

ac = driver.find_element_by_xpath("elementB")

ActionChains(driver).move_to_element(ac).double_click(ac).perform()

# 在 ac 位置右击

ac = driver.find_element_by_xpath("elementC")

ActionChains(driver).move_to_element(ac).context_click(ac).perform()

# 在 ac 位置左键单击hold住

ac = driver.find_element_by_xpath('elementF')

ActionChains(driver).move_to_element(ac).click_and_hold(ac).perform()

# 将 ac1 拖拽到 ac2 位置

ac1 = driver.find_element_by_xpath('elementD')

ac2 = driver.find_element_by_xpath('elementE')

ActionChains(driver).drag_and_drop(ac1, ac2).perform()

填充表单

当遇到<select> </select>标签的下拉框，直接点击下拉框中的选项不一定可行。

<select id="status" class="form-control valid" onchange="" name="status">

    <option value=""></option>

    <option value="">未审核</option>

    <option value="">初审通过</option>

    <option value="">复审通过</option>

    <option value="">审核不通过</option>

</select>

Selenium专门提供了Select类来处理下拉框。其实 WebDriver 中提供了一个叫 Select 的方法，可以帮助我们完成这些事情：

# 导入 Select 类

from selenium.webdriver.support.ui import Select

# 找到 name 的选项卡

select = Select(driver.find_element_by_name('status'))

#

select.select_by_index(1)

select.select_by_value("0")

select.select_by_visible_text(u"未审核")

以上是三种选择下拉框的方式，它可以根据索引来选择，可以根据值来选择，可以根据文字来选择。注意：

　　index 索引从 0 开始

　　value是option标签的一个属性值，并不是显示在下拉框中的值

　　visible_text是在option标签文本的值，是显示在下拉框的值

　　select.deselect_all()全部取消选择

弹窗处理

当你触发了某个事件之后，页面出现了弹窗提示，处理这个提示或者获取提示信息方法如下：

alert = driver.switch_to_alert()

页面切换

一个浏览器肯定会有很多窗口，所以我们肯定要有方法来实现窗口的切换。切换窗口的方法如下：

driver.switch_to.window("this is window name")

也可以使用 window_handles 方法来获取每个窗口的操作对象。例如：

for handle in driver.window_handles:

    driver.switch_to_window(handle)

页面前进和后退

操作页面的前进和后退功能：

driver.forward()     #前进

driver.back()        # 后退

Cookies

获取页面每个Cookies值，用法如下：

for cookie in driver.get_cookies():

    print "%s -> %s" % (cookie['name'], cookie['value'])

删除Cookies，用法如下：

# By name

driver.delete_cookie("CookieName")

# all

driver.delete_all_cookies()

页面等待

目前，网页越来越多采用 Ajax 技术，这样程序便不能确定何时某个元素完全加载出来了。如果实际页面等待时间过长导致某个dom元素还没出来，但是你的代码直接使用了这个WebElement，那么就会抛出NullPointer的异常。

为了避免这种元素定位困难而且会提高产生 ElementNotVisibleException 的概率。所以 Selenium 提供了两种等待方式，一种是隐式等待，一种是显式等待。

隐式等待是等待特定的时间，显式等待是指定某一条件直到这个条件成立时继续执行。

1.显式等待

显式等待指定某个条件，然后设置最长等待时间。如果在这个时间还没有找到元素，那么便会抛出异常了。

from selenium import webdriver

from selenium.webdriver.common.by import By

# WebDriverWait 库，负责循环等待

from selenium.webdriver.support.ui import WebDriverWait

# expected_conditions 类，负责条件出发

from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC

driver = webdriver.Chrome()

driver.get("http://www.xxxxx.com/loading")

try:

    # 页面一直循环，直到 id="myDynamicElement" 出现

    element = WebDriverWait(driver, 10).until(

        EC.presence_of_element_located((By.ID, "myDynamicElement"))

    )

finally:

    driver.quit()

如果不写参数，程序默认会 0.5s 调用一次来查看元素是否已经生成，如果本来元素就是存在的，那么会立即返回。

下面是一些内置的等待条件，你可以直接调用这些条件，而不用自己写某些等待条件了。

title_is

title_contains

presence_of_element_located

visibility_of_element_located

visibility_of

presence_of_all_elements_located

text_to_be_present_in_element

text_to_be_present_in_element_value

frame_to_be_available_and_switch_to_it

invisibility_of_element_located

element_to_be_clickable – it is Displayed and Enabled.

staleness_of

element_to_be_selected

element_located_to_be_selected

element_selection_state_to_be

element_located_selection_state_to_be

alert_is_present

2.隐式等待

隐式等待比较简单，就是简单地设置一个等待时间，单位为秒。

from selenium import webdriver

driver = webdriver.Chrome()

driver.implicitly_wait(10) # seconds

driver.get("http://www.xxxxx.com/loading")

myDynamicElement = driver.find_element_by_id("myDynamicElement")

当然如果不设置，默认等待时间为0。