java之网络爬虫介绍
一、网络爬虫基本介绍
1. 什么是网络爬虫
网络爬虫（又被称为网页蜘蛛，网络机器人，在社区中间，更经常的称为网页追逐者），是一种按照一定的规则，自动地抓取万维网信息的程序或者脚本。另外一些不常使用的名字还有蚂蚁、自动索引、模拟程序或者蠕虫。
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2. 常见问题介绍
爬虫可以爬取ajax信息么？
网页上有一些异步加载的数据，爬取这些数据有两种方法：使用模拟浏览器，或者分析ajax的http请求，自己生成ajax请求的url，获取返回的数据。如果是自己生成ajax请求，使用开源爬虫的意义在哪里？其实是要用开源爬虫的线程池和URL管理功能（比如断点爬取）。
如果我已经可以生成我所需要的ajax请求（列表），如何用这些爬虫来对这些请求进行爬取？
爬虫往往都是设计成广度遍历或者深度遍历的模式，去遍历静态或者动态页面。爬取ajax信息属于deep web（深网）的范畴，虽然大多数爬虫都不直接支持。但是也可以通过一些方法来完成。比如WebCollector使用广度遍历来遍历网站。爬虫的第一轮爬取就是爬取种子集合(seeds)中的所有url。简单来说，就是将生成的ajax请求作为种子，放入爬虫。用爬虫对这些种子，进行深度为1的广度遍历（默认就是广度遍历）。
爬虫支持多线程么、爬虫能用代理么、爬虫会爬取重复数据么、爬虫能爬取JS生成的信息么？
能不能爬js生成的信息和爬虫本身没有太大关系。爬虫主要是负责遍历网站和下载页面。爬js生成的信息和网页信息抽取模块有关，往往需要通过模拟浏览器(htmlunit,selenium)来完成。这些模拟浏览器，往往需要耗费很多的时间来处理一个页面。所以一种策略就是，使用这些爬虫来遍历网站，遇到需要解析的页面，就将网页的相关信息提交给模拟浏览器，来完成JS生成信息的抽取。
爬虫怎么保存网页的信息？
有一些爬虫，自带一个模块负责持久化。比如webmagic，有一个模块叫pipeline。通过简单地配置，可以将爬虫抽取到的信息，持久化到文件、数据库等。还有一些爬虫，并没有直接给用户提供数据持久化的模块。比如crawler4j和webcollector。让用户自己在网页处理模块中添加提交数据库的操作。至于使用pipeline这种模块好不好，就和操作数据库使用ORM好不好这个问题类似，取决于你的业务。
爬虫怎么爬取要登陆的网站？
这些开源爬虫都支持在爬取时指定cookies，模拟登陆主要是靠cookies。至于cookies怎么获取，不是爬虫管的事情。你可以手动获取、用http请求模拟登陆或者用模拟浏览器自动登陆获取cookie。
爬虫怎么抽取网页的信息？
开源爬虫一般都会集成网页抽取工具。主要支持两种规范：CSS SELECTOR和XPATH。至于哪个好，这里不评价。
明明代码写对了，爬不到数据，是不是爬虫有问题，换个爬虫能解决么？
如果代码写对了，又爬不到数据，换其他爬虫也是一样爬不到。遇到这种情况，要么是网站把你封了，要么是你爬的数据是javascript生成的。爬不到数据通过换爬虫是不能解决的。
爬虫速度怎么样？
单机开源爬虫的速度，基本都可以讲本机的网速用到极限。爬虫的速度慢，往往是因为用户把线程数开少了、网速慢，或者在数据持久化时，和数据库的交互速度慢。而这些东西，往往都是用户的机器和二次开发的代码决定的。
爬虫被网站封了怎么办？
爬虫被网站封了，一般用多代理（随机代理）就可以解决。但是这些开源爬虫一般没有直接支持随机代理ip的切换。
二、java常见爬虫框架介绍
1. Apache Nutch
（1）是否支持分布式：是
（2）可扩展性：中。Apache Nutch并不是一个可扩展性很强的爬虫，它是一个专门为搜索引擎定制的网络爬虫，虽然Apache Nutch具有一套强大的插件机制，但通过定制插件并不能修改爬虫的遍历算法、去重算法和爬取流程。
（3）适用性：Apache Nutch是为搜索引擎定制的爬虫，具有一套适合搜索引擎的URL维护机制（包括URL去重、网页更新等），但这套机制并不适合目前大多数的精抽取业务（即结构化数据采集）。
（4）上手难易度：难。需要使用者熟悉网络爬虫原理、hadoop开发基础及linux shell，且需要熟悉Apache Ant
2. WebCollector
（1）可扩展性：强
（2）适用性：WebCollector适用于精抽取业务。
（3）上手难易度：简单
3. WebMagic
（1）是否支持分布式：否
（2）可扩展性：强
（3）适用性：WebMagic适用于精抽取业务。
（4）上手难易度：简单。
4. Crawler4j
（1） 是否支持分布式：否
（2）可扩展性：低。Crawler4j实际上是一个单机版的垂直爬虫，其遍历算法是一种类似泛爬的算法，虽然可以添加一些限制，但仍不能满足目前大部分的精抽取业务。另外，Crawler4j并没有提供定制http请求的接口，因此Crawler4j并不适用于需要定制http请求的爬取业务（例如模拟登陆、多代理切换）。
（3）上手难易度：简单
三、WebCollector实战
1. WebCollector与传统网络爬虫的区别
传统的网络爬虫倾向于整站下载，目的是将网站内容原样下载到本地，数据的最小单元是单个网页或文件。而WebCollector可以通过设置爬取策略进行定向采集，并可以抽取网页中的结构化信息。
2. WebCollector与HttpClient、Jsoup的区别
WebCollector是爬虫框架，HttpClient是Http请求组件，Jsoup是网页解析器（内置了Http请求功能）。
一些程序员在单线程中通过迭代或递归的方法调用HttpClient和Jsoup进行数据采集，这样虽然也可以完成任务，但存在两个较大的问题：
（1）单线程速度慢，多线程爬虫的速度远超单线程爬虫。
（2）需要自己编写任务维护机制。这套机制里面包括了URL去重、断点爬取（即异常中断处理）等功能。
WebCollector框架自带了多线程和URL维护，用户在编写爬虫时无需考虑线程池、URL去重和断点爬取的问题。
3. WebCollector能够处理的量级
WebCollector目前有单机版和Hadoop版（WebCollector-Hadoop），单机版能够处理千万级别的URL，对于大部分的精数据采集任务，这已经足够了。WebCollector-Hadoop能够处理的量级高于单机版，具体数量取决于集群的规模。
4. WebCollector的遍历
WebCollector采用一种粗略的广度遍历，但这里的遍历与网站的拓扑树结构没有任何关系，用户不需要在意遍历的方式。
网络爬虫会在访问页面时，从页面中探索新的URL，继续爬取。WebCollector为探索新URL提供了两种机制，自动解析和手动解析。
5. 代码实战
maven引入依赖
cn.edu.hfut.dmic.webcollector WebCollector 2.73-alpha
自动解析
import cn.edu.hfut.dmic.webcollector.model.CrawlDatums;import cn.edu.hfut.dmic.webcollector.model.Page;import cn.edu.hfut.dmic.webcollector.plugin.berkeley.BreadthCrawler;public class AutoNewsCrawler extends BreadthCrawler { public AutoNewsCrawler(String crawlPath, boolean autoParse) { super(crawlPath, autoParse); this.addSeed("http://news.hfut.edu.cn/list-1-1.html");//种子页面，起始页面
//正则规则设置 寻找符合http://news.hfut.edu.cn/show-xxxxxxhtml的url
this.addRegex("http://news.hfut.edu.cn/show-.*html"); this.addRegex("-.*\\.(jpg|png|gif).*"); //不要爬取包含 #的URL
this.addRegex("-.*#.*");
setThreads(50);//线程数
getConf().setTopN(100);//设置每次迭代中爬取数量的上限
//设置是否为断点爬取，如果设置为false，任务启动前会清空历史数据。
//如果设置为true，会在已有crawlPath(构造函数的第一个参数)的基础上继
//续爬取。对于耗时较长的任务，很可能需要中途中断爬虫，也有可能遇到
//死机、断电等异常情况，使用断点爬取模式，可以保证爬虫不受这些因素
//的影响，爬虫可以在人为中断、死机、断电等情况出现后，继续以前的任务
//进行爬取。断点爬取默认为false*/// setResumable(true);
} /*
visit函数定制访问每个页面时所需进行的操作
*/
@Override
public void visit(Page page, CrawlDatums next) {
String url = page.url(); //如果页面地址如何我们要求
if (page.matchUrl("http://news.hfut.edu.cn/show-.*html")) {
String title = page.select("div[id=Article]>h3").first().text();//获取url标题
String content = page.selectText("div#artibody");
System.out.println("URL:\n" + url);//地址
System.out.println("title:\n" + title);//标题
System.out.println("content:\n" + content);//内容
/*如果你想添加新的爬取任务，可以向next中添加爬取任务，
这就是上文中提到的手动解析*/
/*WebCollector会自动去掉重复的任务(通过任务的key，默认是URL)，
因此在编写爬虫时不需要考虑去重问题，加入重复的URL不会导致重复爬取*/
/*如果autoParse是true(构造函数的第二个参数)，爬虫会自动抽取网页中符合正则规则的URL，
作为后续任务，当然，爬虫会去掉重复的URL，不会爬取历史中爬取过的URL。
autoParse为true即开启自动解析机制*/
//next.add("http://xxxxxx.com");
}
} public static void main(String[] args) throws Exception {
AutoNewsCrawler crawler = new AutoNewsCrawler("crawl", true);
crawler.start(4);//启动爬虫
}
}运行接入如下所示：
手动解析
import cn.edu.hfut.dmic.webcollector.model.CrawlDatums;import cn.edu.hfut.dmic.webcollector.model.Page;import cn.edu.hfut.dmic.webcollector.plugin.berkeley.BreadthCrawler;public class ManualNewsCrawler extends BreadthCrawler { public ManualNewsCrawler(String crawlPath, boolean autoParse) { super(crawlPath, autoParse); /*add 10 start pages and set their type to "list"
"list" is not a reserved word, you can use other string instead
*/
for(int i = 1; i <= 10; i++) { this.addSeed("http://news.hfut.edu.cn/list-1-" + i + ".html", "list");//种子页面，起始页面
}
setThreads(50);//线程数
getConf().setTopN(100);//设置每次迭代中爬取数量的上限
//设置是否为断点爬取，如果设置为false，任务启动前会清空历史数据。
//如果设置为true，会在已有crawlPath(构造函数的第一个参数)的基础上继
//续爬取。对于耗时较长的任务，很可能需要中途中断爬虫，也有可能遇到
//死机、断电等异常情况，使用断点爬取模式，可以保证爬虫不受这些因素
//的影响，爬虫可以在人为中断、死机、断电等情况出现后，继续以前的任务
//进行爬取。断点爬取默认为false*/// setResumable(true);
} /*
visit函数定制访问每个页面时所需进行的操作
* */
@Override
public void visit(Page page, CrawlDatums next) {
String url = page.url(); if (page.matchType("list")) {
next.add(page.links("div[class=' col-lg-8 '] li>a")).type("content");
}else if(page.matchType("content")) { /*if type is "content"*/
/*extract title and content of news by css selector*/
String title = page.select("div[id=Article]>h3").first().text();
String content = page.selectText("div#artibody", 0); //read title_prefix and content_length_limit from configuration
title = getConf().getString("title_prefix") + title;
content = content.substring(0, getConf().getInteger("content_length_limit"));
System.out.println("URL:\n" + url);
System.out.println("title:\n" + title);
System.out.println("content:\n" + content);
}
} public static void main(String[] args) throws Exception {
ManualNewsCrawler crawler = new ManualNewsCrawler("crawl", false);
crawler.getConf().setExecuteInterval(5000);
crawler.getConf().set("title_prefix","PREFIX_");
crawler.getConf().set("content_length_limit", 20);
crawler.start(4);//启动爬虫
}
}运行结果如下图所示：
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