爬虫之urllib2库的自定义Opener

自定义Opener

opener是 urllib2.OpenerDirector 的实例，我们之前一直都在使用的urlopen，它是一个特殊的opener（也就是模块帮我们构建好的）。但是基本的urlopen()方法不支持代理、cookie等其他的HTTP/HTTPS高级功能。所以要支持这些功能：

使用相关的 Handler处理器来创建特定功能的处理器对象；
然后通过 urllib2.build_opener()方法使用这些处理器对象，创建自定义opener对象；
使用自定义的opener对象，调用open()方法发送请求。

如果程序里所有的请求都使用自定义的opener，可以使用urllib2.install_opener() 将自定义的 opener 对象定义为全局opener，表示如果之后凡是调用urlopen，都将使用这个opener（根据自己的需求来选择）

简单的自定义opener()--HTTPHandler处理器

import urllib2# 构建一个HTTPHandler 处理器对象，支持处理HTTP请求
http_handler = urllib2.HTTPHandler()# 构建一个HTTPHandler 处理器对象，支持处理HTTPS请求
# http_handler = urllib2.HTTPSHandler()# 调用urllib2.build_opener()方法，创建支持处理HTTP请求的opener对象
opener = urllib2.build_opener(http_handler)# 构建 Request请求
request = urllib2.Request("http://www.baidu.com/")# 调用自定义opener对象的open()方法，发送request请求
response = opener.open(request)# 获取服务器响应内容
print response.read()

这种方式发送请求得到的结果，和使用urllib2.urlopen()发送HTTP/HTTPS请求得到的结果是一样的。

如果在 HTTPHandler()增加 debuglevel=1参数，还会将 Debug Log 打开，这样程序在执行的时候，会把收包和发包的报头在屏幕上自动打印出来，方便调试，有时可以省去抓包的工作。

# 仅需要修改的代码部分：# 构建一个HTTPHandler 处理器对象，支持处理HTTP请求，同时开启Debug Log，debuglevel 值默认 0
http_handler = urllib2.HTTPHandler(debuglevel=1)# 构建一个HTTPHSandler 处理器对象，支持处理HTTPS请求，同时开启Debug Log，debuglevel 值默认 0
https_handler = urllib2.HTTPSHandler(debuglevel=1)

ProxyHandler处理器（代理设置）

使用代理IP，这是爬虫/反爬虫的第二大招，通常也是最好用的。

很多网站会检测某一段时间某个IP的访问次数(通过流量统计，系统日志等)，如果访问次数多的不像正常人，它会禁止这个IP的访问。所以我们可以设置一些代理服务器，每隔一段时间换一个代理，就算IP被禁止，依然可以换个IP继续爬取。

urllib2中通过ProxyHandler来设置使用代理服务器，下面代码说明如何使用自定义opener来使用代理：

#urllib2_proxy1.pyimport urllib2# 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" : "124.88.67.81:80"})
nullproxy_handler = urllib2.ProxyHandler({})proxySwitch = True #定义一个代理开关# 通过 urllib2.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 = urllib2.build_opener(httpproxy_handler)
else:opener = urllib2.build_opener(nullproxy_handler)request = urllib2.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。
response = 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。
# urllib2.install_opener(opener)
# response = urlopen(request)print response.read()

免费的开放代理获取基本没有成本，我们可以在一些代理网站上收集这些免费代理，测试后如果可以用，就把它收集起来用在爬虫上面。

免费短期代理网站举例：

西刺免费代理IP
快代理免费代理
Proxy360代理
全网代理IP

如果代理IP足够多，就可以像随机获取User-Agent一样，随机选择一个代理去访问网站。

import urllib2
import randomproxy_list = [{"http" : "124.88.67.81:80"},{"http" : "124.88.67.81:80"},{"http" : "124.88.67.81:80"},{"http" : "124.88.67.81:80"},{"http" : "124.88.67.81:80"}
]# 随机选择一个代理
proxy = random.choice(proxy_list)
# 使用选择的代理构建代理处理器对象
httpproxy_handler = urllib2.ProxyHandler(proxy)opener = urllib2.build_opener(httpproxy_handler)request = urllib2.Request("http://www.baidu.com/")
response = opener.open(request)
print response.read()

但是，这些免费开放代理一般会有很多人都在使用，而且代理有寿命短，速度慢，匿名度不高，HTTP/HTTPS支持不稳定等缺点（免费没好货）。

所以，专业爬虫工程师或爬虫公司会使用高品质的私密代理，这些代理通常需要找专门的代理供应商购买，再通过用户名/密码授权使用（舍不得孩子套不到狼）。

密码管理对象HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm()

HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm()类将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())

ProxyBasicAuthHandler(代理授权验证)

如果我们使用之前的代码来使用私密代理，会报 HTTP 407 错误，表示代理没有通过身份验证：

urllib2.HTTPError: HTTP Error 407: Proxy Authentication Required

所以我们需要改写代码，通过：

HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm()：来保存私密代理的用户密码
ProxyBasicAuthHandler()：来处理代理的身份验证。

#urllib2_proxy2.pyimport urllib2
import urllib# 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 = urllib2.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 = urllib2.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 = urllib2.build_opener(proxyauth_handler)# 5. 构造Request 请求
request = urllib2.Request("http://www.baidu.com/")# 6. 使用自定义opener发送请求
response = opener.open(request)# 7. 打印响应内容
print response.read()

HTTPBasicAuthHandler处理器（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：

urllib2.HTTPError: HTTP Error 401: Unauthorized

如果我们有客户端的用户名和密码，我们可以通过下面的方法去访问爬取：

import urllib
import urllib2# 用户名
user = "test"
# 密码
passwd = "123456"
# Web服务器 IP
webserver = "http://192.168.199.107"# 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 = urllib2.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 Web服务器、用户名、密码
passwdmgr.add_password(None, webserver, user, passwd)# 3. 构建一个HTTP基础用户名/密码验证的HTTPBasicAuthHandler处理器对象，参数是创建的密码管理对象
httpauth_handler = urllib2.HTTPBasicAuthHandler(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
opener = urllib2.build_opener(httpauth_handler)# 5. 可以选择通过install_opener()方法定义opener为全局opener
urllib2.install_opener(opener)# 6. 构建 Request对象
request = urllib2.Request("http://192.168.199.107")# 7. 定义opener为全局opener后，可直接使用urlopen()发送请求
response = urllib2.urlopen(request)# 8. 打印响应内容
print response.read()

Cookie

Cookie 是指某些网站服务器为了辨别用户身份和进行Session跟踪，而储存在用户浏览器上的文本文件，Cookie可以保持登录信息到用户下次与服务器的会话。

Cookie原理

HTTP是无状态的面向连接的协议, 为了保持连接状态, 引入了Cookie机制 Cookie是http消息头中的一种属性，包括：

Cookie名字（Name）
Cookie的值（Value）
Cookie的过期时间（Expires/Max-Age）
Cookie作用路径（Path）
Cookie所在域名（Domain），
使用Cookie进行安全连接（Secure）。前两个参数是Cookie应用的必要条件，另外，还包括Cookie大小（Size，不同浏览器对Cookie个数及大小限制是有差异的）。

Cookie由变量名和值组成，根据 Netscape公司的规定，Cookie格式如下：

Set－Cookie: NAME=VALUE；Expires=DATE；Path=PATH；Domain=DOMAIN_NAME；SECURE

Cookie应用

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。

# 获取一个有登录信息的Cookie模拟登陆import urllib2# 1. 构建一个已经登录过的用户的headers信息
headers = {"Host":"www.renren.com","Connection":"keep-alive","Upgrade-Insecure-Requests":"1","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","Accept":"text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8","Accept-Language":"zh-CN,zh;q=0.8,en;q=0.6",# 便于终端阅读，表示不支持压缩文件# Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch,# 重点：这个Cookie是保存了密码无需重复登录的用户的Cookie，这个Cookie里记录了用户名，密码(通常经过RAS加密)"Cookie": "anonymid=ixrna3fysufnwv; depovince=GW; _r01_=1; JSESSIONID=abcmaDhEdqIlM7riy5iMv; jebe_key=f6fb270b-d06d-42e6-8b53-e67c3156aa7e%7Cc13c37f53bca9e1e7132d4b58ce00fa3%7C1484060607478%7C1%7C1484060607173; jebecookies=26fb58d1-cbe7-4fc3-a4ad-592233d1b42e|||||; ick_login=1f2b895d-34c7-4a1d-afb7-d84666fad409; _de=BF09EE3A28DED52E6B65F6A4705D973F1383380866D39FF5; p=99e54330ba9f910b02e6b08058f780479; ap=327550029; first_login_flag=1; ln_uact=mr_mao_hacker@163.com; ln_hurl=http://hdn.xnimg.cn/photos/hdn521/20140529/1055/h_main_9A3Z_e0c300019f6a195a.jpg; t=214ca9a28f70ca6aa0801404dda4f6789; societyguester=214ca9a28f70ca6aa0801404dda4f6789; id=327550029; xnsid=745033c5; ver=7.0; loginfrom=syshome"
}# 2. 通过headers里的报头信息（主要是Cookie信息），构建Request对象
urllib2.Request("http://www.renren.com/", headers = headers)# 3. 直接访问renren主页，服务器会根据headers报头信息（主要是Cookie信息），判断这是一个已经登录的用户，并返回相应的页面
response = urllib2.urlopen(request)# 4. 打印响应内容
print response.read()

但是这样做太过复杂，我们先需要在浏览器登录账户，并且设置保存密码，并且通过抓包才能获取这个Cookie，那有么有更简单方便的方法呢？

cookielib库和 HTTPCookieProcessor处理器

在Python处理Cookie，一般是通过cookielib模块和 urllib2模块的HTTPCookieProcessor处理器类一起使用。

cookielib模块：主要作用是提供用于存储cookie的对象

HTTPCookieProcessor处理器：主要作用是处理这些cookie对象，并构建handler对象。

cookielib 库

该模块主要的对象有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。

其实大多数情况下，我们只用CookieJar()，如果需要和本地文件交互，就用 MozillaCookjar() 或 LWPCookieJar()

我们来做几个案例：

1）获取Cookie，并保存到CookieJar()对象中

# urllib2_cookielibtest1.pyimport urllib2
import cookielib# 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=urllib2.HTTPCookieProcessor(cookiejar)# 通过 build_opener() 来构建opener
opener = urllib2.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
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]

我们使用以上方法将Cookie保存到cookiejar对象中，然后打印出了cookie中的值，也就是访问百度首页的Cookie值。

运行结果如下：

BAIDUID=4327A58E63A92B73FF7A297FB3B2B4D0:FG=1;BIDUPSID=4327A58E63A92B73FF7A297FB3B2B4D0;H_PS_PSSID=1429_21115_17001_21454_21409_21554_21398;PSTM=1480815736;BDSVRTM=0;BD_HOME=0

2. 访问网站获得cookie，并把获得的cookie保存在cookie文件中

# urllib2_cookielibtest2.pyimport cookielib
import urllib2# 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 = cookielib.MozillaCookieJar(filename)# 使用HTTPCookieProcessor()来创建cookie处理器对象，参数为CookieJar()对象
handler = urllib2.HTTPCookieProcessor(cookiejar)# 通过 build_opener() 来构建opener
opener = urllib2.build_opener(handler)# 创建一个请求，原理同urllib2的urlopen
response = opener.open("http://www.baidu.com")# 保存cookie到本地文件
cookiejar.save()

3. 从文件中获取cookies，做为请求的一部分去访问

# urllib2_cookielibtest2.pyimport cookielib
import urllib2# 创建MozillaCookieJar(有load实现)实例对象
cookiejar = cookielib.MozillaCookieJar()# 从文件中读取cookie内容到变量
cookie.load('cookie.txt')# 使用HTTPCookieProcessor()来创建cookie处理器对象，参数为CookieJar()对象
handler = urllib2.HTTPCookieProcessor(cookiejar)# 通过 build_opener() 来构建opener
opener = urllib2.build_opener(handler)response = opener.open("http://www.baidu.com")

利用cookielib和post登录人人网

import urllib
import urllib2
import cookielib# 1. 构建一个CookieJar对象实例来保存cookie
cookie = cookielib.CookieJar()# 2. 使用HTTPCookieProcessor()来创建cookie处理器对象，参数为CookieJar()对象
cookie_handler = urllib2.HTTPCookieProcessor(cookie)# 3. 通过 build_opener() 来构建opener
opener = urllib2.build_opener(cookie_handler)# 4. addheaders 接受一个列表，里面每个元素都是一个headers信息的元祖, opener将附带headers信息
opener.addheaders = [("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")]# 5. 需要登录的账户和密码
data = {"email":"mr_mao_hacker@163.com", "password":"alaxxxxxime"}  # 6. 通过urlencode()转码
postdata = urllib.urlencode(data)# 7. 构建Request请求对象，包含需要发送的用户名和密码
request = urllib2.Request("http://www.renren.com/PLogin.do", data = postdata)# 8. 通过opener发送这个请求，并获取登录后的Cookie值，
opener.open(request)                                              # 9. opener包含用户登录后的Cookie值，可以直接访问那些登录后才可以访问的页面
response = opener.open("http://www.renren.com/410043129/profile")  # 10. 打印响应内容
print response.read()

模拟登录要注意几点：

登录一般都会先有一个HTTP GET，用于拉取一些信息及获得Cookie，然后再HTTP POST登录。

HTTP POST登录的链接有可能是动态的，从GET返回的信息中获取。

password 有些是明文发送，有些是加密后发送。有些网站甚至采用动态加密的，同时包括了很多其他数据的加密信息，只能通过查看JS源码获得加密算法，再去破解加密，非常困难。

大多数网站的登录整体流程是类似的，可能有些细节不一样，所以不能保证其他网站登录成功。

这个测试案例中，为了想让大家快速理解知识点，我们使用的人人网登录接口是人人网改版前的隐藏接口(嘘....)，登录比较方便。

当然，我们也可以直接发送账号密码到登录界面模拟登录，但是当网页采用JavaScript动态技术以后，想封锁基于 HttpClient 的模拟登录就太容易了，甚至可以根据你的鼠标活动的特征准确地判断出是不是真人在操作。

所以，想做通用的模拟登录还得选别的技术，比如用内置浏览器引擎的爬虫(关键词：Selenium ，PhantomJS)，这个我们将在以后会学习到。