网页抓取：最佳方法与实践

嗨！网络爬虫已成为现代业务的一个重要组成部分。因此，在本文中，我将分享网络爬虫的主要方法和实践，讨论它面临的挑战，以及如何克服这些挑战。

什么是网络抓取？

网络抓取是一种自动收集网页数据的过程。换句话说，这是一个程序向网站发送请求、提取HTML代码并分析它以提取所需信息的过程。这种方法在您需要在短时间内收集大量数据时特别有用。例如，如果您需要从多个市场收集价格或分析论坛中的评论。

为什么需要网页抓取？

想象一下，如果您需要手动收集成千上万页的数据，将需要耗费大量的时间和精力。网络爬虫自动化了这个过程。它使您能够：

• 轻松分析数据。 例如，如果您正在处理市场，爬虫可帮助您跟踪价格变动、产品供应情况，并评估竞争对手。
• 研究趋势。 网络爬虫允许您从新闻网站、社交媒体和论坛中提取数据，以分析用户偏好和行为。
• 保持最新变化。 在某些情况下，网站数据会发生变化，而爬虫能帮助您快速获取更新信息，无论是产品供应情况还是价格更新。
• 制定最有效的策略。 通过分析大量数据集，您可以制定并实施成功的营销策略，考虑到竞争者的正面和负面经验，从而帮助您的业务更加成功。

让我举个在现实生活中应用爬虫技术的例子。例如，为了识别最热门的话题和成功的观众参与策略，社交媒体营销专家设置了一个爬虫来收集竞争对手帖子上的评论和点赞数据。还有许多类似的例子；爬虫技术是当今成功企业的基石之一。但并非一帆风顺。

网站如何检测到爬虫？

许多网站所有者反对网页抓取，即使他们网站上的信息是公开可用的。他们采取积极措施来防止自动数据收集。我列出了以下常见的保护网站免受数据提取的方法：

速率限制

许多网站使用速率限制来防止自动网页抓取器。该方法在短时间内限制了从单个IP地址发送的请求数量。它不仅能防止服务器超载，还限制了机器人活动。一些网站配置为仅在超出限制时阻止某些操作（例如，创建账户或提交表单），而其他操作保持可用，使得更难检测到阻止。要绕过这些限制，使用旋转代理。这允许您在每个新请求中更改您的IP地址，避免被阻止。

验证码

CAPTCHA 是一种保护网站免受抓取的最有效工具之一。在涉及大量请求或不自然用户行为的可疑活动时激活。现代的 CAPTCHA，如 Google reCAPTCHA，会分析页面上的用户行为，而无形 CAPTCHA 可在没有用户干预的情况下触发，如果机器人留下可疑的数字指纹。为了绕过这样的系统，需要一个良好的反侦测浏览器，它可以修改浏览器指纹，模仿真实用户行为，并使用高质量的代理。有时，反侦测浏览器可以与 CAPTCHA 解决方案一起工作，自动绕过验证。

IP阻塞

IP地址阻止通常发生在短时间内发出过多请求时，网站将此视为可疑行为并将其阻止。值得注意的是，网站可以阻止单个IP和整个范围，特别是如果这些IP地址属于像AWS或Google Cloud这样的大型云服务提供商。为了最有效地绕过这种保护，我建议使用轮换的移动或住宅代理，因为它们更难检测和阻止。

网站结构更改

一些网站经常更改它们的HTML标记，这会让爬虫的工作变得更复杂。网站可能会删除或更改CSS类名，重组DOM（文档对象模型），并添加随每个新请求更改的动态CSS类。这些更改在那些使用JavaScript进行动态内容加载的网站上尤为常见。要对具有这种保护方法的网站进行爬取，就需要定期更新脚本并检查HTML结构的相关性。

JavaScript 密集型网站

许多现代网站依赖 JavaScript 来加载内容，这使得爬取变得更加困难。简单的 HTML 提取将不再提供必要的数据，因为大多数内容只有在页面完全加载之后才会加载。为了解决这个问题，通常会使用类似 Puppeteer 或 Selenium 的库，而使用无头浏览器。这些库允许页面像普通浏览器一样完全渲染，一次检索所有信息。此外，网站可能会隐藏 API 请求或者使用额外验证保护它们，增加了更多的复杂性。

网页加载缓慢

当网站收到大量请求或服务器负载较重时，页面加载可能会变慢，这会让爬虫难以工作。一些网站会故意放慢响应速度，如果它们检测到异常活动，就会迫使爬虫因超时停止工作。为避免这种情况，您可以使用重试请求功能，避免超过请求速度限制。

网络抓取过程的阶段

让我们现在看一下抓取的关键阶段：

• 收集页面的源代码。 换句话说，就是向服务器发送 HTTP 请求，获取页面的 HTML 代码。这个过程类似于浏览器加载站点的工作方式，但不是将页面可视化呈现，而是获取其源代码。在 Python 中，"Requests" 库非常适合这项任务，可以轻松地发送 GET 请求并获取页面的内容。
• 提取所需数据。 获得 HTML 代码后，我们使用Beautiful Soup等解析器。这是 Python 中一个流行的库，可以帮助解析 HTML 代码，找到必要的元素（如标题、表格或链接），并从中提取数据。在这个阶段，重要的是仔细分析页面结构，以便正确配置解析器以找到所需的元素和数据。
• 格式化和保存数据。 接下来，数据需要转换为方便的格式，无论是 CSV、JSON 还是其他适合您需求的任何数据库。在这个阶段，重要的是将数据组织得当，以便轻松访问，并在未来用于分析或处理。

网络爬虫的方法

在本节中，我们将讨论两种网页抓取的方法，一种是针对刚开始学习这个主题的初学者，另一种则是针对高级用户。

简单爬虫

如果您刚开始进行网络数据抓取，并且不想或者不会编写代码，您可以使用在线提供的现成工具。有许多这样的工具，例如Octoparse或ParseHub，它们提供了可视化界面用于创建抓取脚本。这些应用程序使得即使不懂编程的人也能轻松进行数据抓取。

Octoparse - 一个带有图形界面的程序，可让您轻松收集数据。它支持从简单和动态站点收集数据。

ParseHub - 另一种流行的服务，具有在与网站互动期间加载内容而不是立即加载页面的功能。

编程化抓取

对于更复杂的任务或对网页抓取过程有完全控制，最好使用专门的库。 这些库可以与诸如Python和JavaScript等编程语言一起使用，使您能够根据特定任务和要求调整抓取工具。

Beautiful Soup (Python)

这个库旨在从HTML和XML文档中轻松提取数据。它非常适合静态页面，在加载HTML后内容立即可用。Beautiful Soup让网页抓取变得简单高效，特别适用于小型项目或解析加载后立即完整呈现在网站上的数据。

代码示例:

import requests from bs4 import BeautifulSoup

Retrieve the content of the page response = requests.get("https: //example, com") soup = BeautifulSoup(response.text, 'html.parser')

Extract and print all h3 headers for headers in soup.find_all('h3'): print(headers.text)

Puppeteer（JavaScript）

这是一个用于处理JavaScript重度网站的强大工具。Puppeteer以无头模式启动Chrome浏览器，完全渲染页面，包括执行JavaScript，非常适合动态网站，在呈现后加载数据的情况。Puppeteer允许自动化与网页交互的复杂场景，例如填写表单、浏览页面和截取屏幕截图。

代码示例：

const puppeteer = require('puppeteer');

(async () => {

Launching the browser in headless mode const browser = await puppeteer.launch(); const page = await browser.newPage();

Navigating to the page await page.goto('https: //example, com');

Extracting and printing the page title const title = await page.title(); console.log( Page title: ${titlee});

Closing the browser await browser.close(); })();

网页抓取的类型

网络爬虫可以分为两种主要类型：静态页面和动态页面的爬取。根据页面上的内容加载方式，选择合适的方法和工具来提取数据。

抓取静态页面

静态页面在加载 HTML 代码时会立即加载所有内容。这意味着数据直接可在 HTML 源代码中使用，无需额外处理，例如执行 JavaScript。对于爬取这类页面，像 Beautiful Soup 这样与 HTML 兼容的简单工具是适用的。

静态页面抓取的主要优势在于简单和速度。由于HTML立即完全加载，抓取器可以轻松提取所需数据，无需额外的脚本或浏览器模拟。

具有简单静态内容的网站示例：

• 新闻网站 - 许多新闻门户网站提供静态HTML文章，不使用动态数据加载。
• 博客 - 个人或企业博客通常使用静态页面来显示内容。
• 信息门户 - 含有参考信息、文件或其他文本数据的网站通常不依赖JavaScript来加载内容。

抓取动态页面

动态页面会立即加载主要的HTML代码，但部分数据只会在页面完全加载后才出现。这使得爬取数据变得更加困难，因为诸如 Beautiful Soup 这样的标准库无法与 JavaScript 交互。为了处理这样的任务，需要工具能渲染页面、与页面交互并执行脚本，就像真实浏览器一样。这样的工具包括 Puppeteer、Selenium 和 Playwright，它们以所谓的“无头”模式运行浏览器，模拟真实浏览器的行为。 动态页面的问题在于许多网站会在用户与网站交互时加载数据。例如，向下滚动时可能会出现新元素，数据可能会通过 AJAX 请求加载。在这种情况下，常规工具无法立即获取所有内容，因为它们是在某些操作之后加载的。

动态网站的示例：

• 社交网络 – 像Facebook、Instagram或Twitter这样的平台积极使用JavaScript来进行动态内容加载。
• 大型电子商务平台 – 像Ozon、WB、Amazon、AliExpress等在线商店根据用户的操作通过AJAX请求动态加载产品和筛选数据。
• 用户生成内容平台 – 类似YouTube或Reddit的网站根据用户活动加载内容（视频、评论、帖子），使用JavaScript。

成功网页抓取的实用技巧

为了让您的网络爬虫取得成功，避免触发网站的负面反应，避免给网络资源造成过大压力是至关重要的。现在让我们重点讨论一些成功进行网络爬取的关键实用贴士和建议。

1. 遵守网站规定

每个网站都有自己的使用条款，应该遵循。在开始抓取之前，请务必检查 robots.txt 文件。该文件包含网页抓取器的指示，指出哪些页面可以抓取，哪些不行。尽管从技术角度讲遵循这些指示并不是强制性的，但不遵守可能导致法律后果或被禁止访问资源。

另外，不要忽视网站的服务条款（ToS）。在许多网站上，特别是社交网络和大型平台，抓取登录后的数据（例如，个人页面）可能违反他们的规定并引发法律问题。

2. 网站的速度和负载

在从带宽有限的小网站或资源收集数据时，不要发送大量的HTTP请求来避免创建过多的负载。在请求之间添加延迟（通常从几秒到一分钟），并限制在一定时间内发送的请求数量。这在处理小型网站时尤为重要，因为大量请求可能会使其不堪重负。
在这种情况下，我建议在低流量时间（例如晚上）进行抓取，以减少对资源运行的任何不利影响。

3. 尽可能使用 API

一些网站提供官方API来访问数据。使用API不仅是获取数据的道德方式，也是一种更高效的方法。 API通常提供结构化数据，减少了服务器的负荷。 如果你计划爬取的网站提供API，最好使用API而不是直接对页面进行爬取。

4. IP 旋转

为了防止网站的封锁，使用IP轮换非常重要。如果从单个IP地址发送了过多请求，网站可能会自动将其封锁，因为这被视为可疑活动。使用反检测浏览器以及允许IP轮换的代理可以帮助避免这个问题。值得注意的是，一些网站主动封锁云IP地址，因此最好选择住宅或移动代理。

5. 使用反检测浏览器

为了掩盖自动化抓取，尤其是在与积极使用JavaScript和其他动态元素的网站交互时，建议使用反检测浏览器。它们通过改变浏览器指纹（用户代理、请求头、Cookie等）来帮助隐藏自动化数据收集的事实，使您的抓取器对网站的防御系统更不易察觉。

6. 行为就像是真实用户

网站可以跟踪用户的行为，如果行为看起来可疑（比如行动太快或重复请求），它们可能会阻止访问。为了避免这种情况，网络爬虫应该模仿真实用户的行为。这包括在请求之间设置随机延迟，使用不同的用户代理（浏览器指纹），以及模拟滚动或点击等操作。换句话说，尽一切可能让系统将机器人视为普通用户。

7. 定期更新您的爬虫

网站经常会改变它们的结构，添加新元素或修改现有元素。如果不及时更新，这可能会使您的爬虫出现问题。为了保持爬虫的有效性和稳定性，有必要定期检查网站的结构并相应地修改其代码。同时，在不同页面上进行测试以避免问题也是很重要的。

8. 尽可能自然地行事

不仅应该模仿人类行为，而且与网站的互动节奏应尽可能自然。在请求之间添加随机间隔，并避免创建可以轻松追踪的重复模式。例如，具有相同时间间隔的请求或连续请求数小时的情况很容易被标记为可疑行为。

结论

网页抓取是自动化数据收集的强大工具，为分析和决策开辟了广阔的机会。然而，成功的抓取不仅需要正确的工具，还需要遵守一定的规则，例如IP轮换和使用反检测浏览器来绕过网站保护。通过遵循本文中描述的方法，您将能够高效地收集数据，避免被封禁，也不违反网站规定。