Python实现多线程抓取网页功能实例详解

本文实例讲述了Python实现多线程抓取网页功能。分享给大家供大家参考，具体如下：

最近，一直在做网络爬虫相关的东西。 看了一下开源C++写的larbin爬虫，仔细阅读了里面的设计思想和一些关键技术的实现。

1、larbin的URL去重用的很高效的bloom filter算法；
2、DNS处理，使用的adns异步的开源组件；
3、对于url队列的处理，则是用部分缓存到内存，部分写入文件的策略。
4、larbin对文件的相关操作做了很多工作
5、在larbin里有连接池，通过创建套接字，向目标站点发送HTTP协议中GET方法，获取内容，再解析header之类的东西
6、大量描述字，通过poll方法进行I/O复用，很高效
7、larbin可配置性很强
8、作者所使用的大量数据结构都是自己从最底层写起的，基本没用STL之类的东西
......

还有很多，以后有时间在好好写篇文章，总结下。

这两天，用python写了个多线程下载页面的程序，对于I/O密集的应用而言，多线程显然是个很好的解决方案。刚刚写过的线程池，也正好可以利用上了。其实用python爬取页面非常简单，有个urllib2的模块，使用起来很方便，基本两三行代码就可以搞定。虽然使用第三方模块，可以很方便的解决问题，但是对个人的技术积累而言没有什么好处，因为关键的算法都是别人实现的，而不是你自己实现的，很多细节的东西，你根本就无法了解。 我们做技术的，不能一味的只是用别人写好的模块或是api，要自己动手实现，才能让自己学习得更多。

我决定从socket写起，也是去封装GET协议，解析header，而且还可以把DNS的解析过程单独处理，例如DNS缓存一下，所以这样自己写的话，可控性更强，更有利于扩展。对于timeout的处理，我用的全局的5秒钟的超时处理，对于重定位（301or302）的处理是，最多重定位3次，因为之前测试过程中，发现很多站点的重定位又定位到自己，这样就无限循环了，所以设置了上限。具体原理，比较简单，直接看代码就好了。

自己写完之后，与urllib2进行了下性能对比，自己写的效率还是比较高的，而且urllib2的错误率稍高一些，不知道为什么。网上有人说urllib2在多线程背景下有些小问题，具体我也不是特别清楚。

先贴代码：

fetchPage.py  使用Http协议的Get方法，进行页面下载，并存储为文件

'''
Created on 2012-3-13
Get Page using GET method
Default using HTTP Protocol , http port 80
@author: xiaojay
'''
import socket
import statistics
import datetime
import threading
socket.setdefaulttimeout(statistics.timeout)
class Error404(Exception):
  '''Can not find the page.'''
  pass
class ErrorOther(Exception):
  '''Some other exception'''
  def __init__(self,code):
    #print 'Code :',code
    pass
class ErrorTryTooManyTimes(Exception):
  '''try too many times'''
  pass
def downPage(hostname ,filename , trytimes=0):
  try :
    #To avoid too many tries .Try times can not be more than max_try_times
    if trytimes >= statistics.max_try_times :
      raise ErrorTryTooManyTimes
  except ErrorTryTooManyTimes :
    return statistics.RESULTTRYTOOMANY,hostname+filename
  try:
    s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    #DNS cache
    if statistics.DNSCache.has_key(hostname):
      addr = statistics.DNSCache[hostname]
    else:
      addr = socket.gethostbyname(hostname)
      statistics.DNSCache[hostname] = addr
    #connect to http server ,default port 80
    s.connect((addr,80))
    msg = 'GET '+filename+' HTTP/1.0\r\n'
    msg += 'Host: '+hostname+'\r\n'
    msg += 'User-Agent:xiaojay\r\n\r\n'
    code = ''
    f = None
    s.sendall(msg)
    first = True
    while True:
      msg = s.recv(40960)
      if not len(msg):
        if f!=None:
          f.flush()
          f.close()
        break
      # Head information must be in the first recv buffer
      if first:
        first = False
        headpos = msg.index("\r\n\r\n")
        code,other = dealwithHead(msg[:headpos])
        if code=='200':
          #statistics.fetched_url += 1
          f = open('pages/'+str(abs(hash(hostname+filename))),'w')
          f.writelines(msg[headpos+4:])
        elif code=='301' or code=='302':
          #if code is 301 or 302 , try down again using redirect location
          if other.startswith("http") :
            hname, fname = parse(other)
            downPage(hname,fname,trytimes+1)#try again
          else :
            downPage(hostname,other,trytimes+1)
        elif code=='404':
          raise Error404
        else :
          raise ErrorOther(code)
      else:
        if f!=None :f.writelines(msg)
    s.shutdown(socket.SHUT_RDWR)
    s.close()
    return statistics.RESULTFETCHED,hostname+filename
  except Error404 :
    return statistics.RESULTCANNOTFIND,hostname+filename
  except ErrorOther:
    return statistics.RESULTOTHER,hostname+filename
  except socket.timeout:
    return statistics.RESULTTIMEOUT,hostname+filename
  except Exception, e:
    return statistics.RESULTOTHER,hostname+filename
def dealwithHead(head):
  '''deal with HTTP HEAD'''
  lines = head.splitlines()
  fstline = lines[0]
  code =fstline.split()[1]
  if code == '404' : return (code,None)
  if code == '200' : return (code,None)
  if code == '301' or code == '302' :
    for line in lines[1:]:
      p = line.index(':')
      key = line[:p]
      if key=='Location' :
        return (code,line[p+2:])
  return (code,None)
def parse(url):
  '''Parse a url to hostname+filename'''
  try:
    u = url.strip().strip('\n').strip('\r').strip('\t')
    if u.startswith('http://') :
      u = u[7:]
    elif u.startswith('https://'):
      u = u[8:]
    if u.find(':80')>0 :
      p = u.index(':80')
      p2 = p + 3
    else:
      if u.find('/')>0:
        p = u.index('/')
        p2 = p
      else:
        p = len(u)
        p2 = -1
    hostname = u[:p]
    if p2>0 :
      filename = u[p2:]
    else : filename = '/'
    return hostname, filename
  except Exception ,e:
    print "Parse wrong : " , url
    print e
def PrintDNSCache():
  '''print DNS dict'''
  n = 1
  for hostname in statistics.DNSCache.keys():
    print n,'\t',hostname, '\t',statistics.DNSCache[hostname]
    n+=1
def dealwithResult(res,url):
  '''Deal with the result of downPage'''
  statistics.total_url+=1
  if res==statistics.RESULTFETCHED :
    statistics.fetched_url+=1
    print statistics.total_url , '\t fetched :', url
  if res==statistics.RESULTCANNOTFIND :
    statistics.failed_url+=1
    print "Error 404 at : ", url
  if res==statistics.RESULTOTHER :
    statistics.other_url +=1
    print "Error Undefined at : ", url
  if res==statistics.RESULTTIMEOUT :
    statistics.timeout_url +=1
    print "Timeout ",url
  if res==statistics.RESULTTRYTOOMANY:
    statistics.trytoomany_url+=1
    print e ,"Try too many times at", url
if __name__=='__main__':
  print 'Get Page using GET method'

下面，我将利用上一篇的线程池作为辅助，实现多线程下的并行爬取，并用上面自己写的下载页面的方法和urllib2进行一下性能对比。

'''
Created on 2012-3-16
@author: xiaojay
'''
import fetchPage
import threadpool
import datetime
import statistics
import urllib2
'''one thread'''
def usingOneThread(limit):
  urlset = open("input.txt","r")
  start = datetime.datetime.now()
  for u in urlset:
    if limit <= 0 : break
    limit-=1
    hostname , filename = parse(u)
    res= fetchPage.downPage(hostname,filename,0)
    fetchPage.dealwithResult(res)
  end = datetime.datetime.now()
  print "Start at :\t" , start
  print "End at :\t" , end
  print "Total Cost :\t" , end - start
  print 'Total fetched :', statistics.fetched_url
'''threadpoll and GET method'''
def callbackfunc(request,result):
  fetchPage.dealwithResult(result[0],result[1])
def usingThreadpool(limit,num_thread):
  urlset = open("input.txt","r")
  start = datetime.datetime.now()
  main = threadpool.ThreadPool(num_thread)
  for url in urlset :
    try :
      hostname , filename = fetchPage.parse(url)
      req = threadpool.WorkRequest(fetchPage.downPage,args=[hostname,filename],kwds={},callback=callbackfunc)
      main.putRequest(req)
    except Exception:
      print Exception.message
  while True:
    try:
      main.poll()
      if statistics.total_url >= limit : break
    except threadpool.NoResultsPending:
      print "no pending results"
      break
    except Exception ,e:
      print e
  end = datetime.datetime.now()
  print "Start at :\t" , start
  print "End at :\t" , end
  print "Total Cost :\t" , end - start
  print 'Total url :',statistics.total_url
  print 'Total fetched :', statistics.fetched_url
  print 'Lost url :', statistics.total_url - statistics.fetched_url
  print 'Error 404 :' ,statistics.failed_url
  print 'Error timeout :',statistics.timeout_url
  print 'Error Try too many times ' ,statistics.trytoomany_url
  print 'Error Other faults ',statistics.other_url
  main.stop()
'''threadpool and urllib2 '''
def downPageUsingUrlib2(url):
  try:
    req = urllib2.Request(url)
    fd = urllib2.urlopen(req)
    f = open("pages3/"+str(abs(hash(url))),'w')
    f.write(fd.read())
    f.flush()
    f.close()
    return url ,'success'
  except Exception:
    return url , None
def writeFile(request,result):
  statistics.total_url += 1
  if result[1]!=None :
    statistics.fetched_url += 1
    print statistics.total_url,'\tfetched :', result[0],
  else:
    statistics.failed_url += 1
    print statistics.total_url,'\tLost :',result[0],
def usingThreadpoolUrllib2(limit,num_thread):
  urlset = open("input.txt","r")
  start = datetime.datetime.now()
  main = threadpool.ThreadPool(num_thread)
  for url in urlset :
    try :
      req = threadpool.WorkRequest(downPageUsingUrlib2,args=[url],kwds={},callback=writeFile)
      main.putRequest(req)
    except Exception ,e:
      print e
  while True:
    try:
      main.poll()
      if statistics.total_url >= limit : break
    except threadpool.NoResultsPending:
      print "no pending results"
      break
    except Exception ,e:
      print e
  end = datetime.datetime.now()
  print "Start at :\t" , start
  print "End at :\t" , end
  print "Total Cost :\t" , end - start
  print 'Total url :',statistics.total_url
  print 'Total fetched :', statistics.fetched_url
  print 'Lost url :', statistics.total_url - statistics.fetched_url
  main.stop()
if __name__ =='__main__':
  '''too slow'''
  #usingOneThread(100)
  '''use Get method'''
  #usingThreadpool(3000,50)
  '''use urllib2'''
  usingThreadpoolUrllib2(3000,50)

实验分析：

实验数据：larbin抓取下来的3000条url，经过Mercator队列模型（我用c++实现的，以后有机会发个blog）处理后的url集合，具有随机和代表性。使用50个线程的线程池。
实验环境：ubuntu10.04，网络较好，python2.6
存储：小文件，每个页面，一个文件进行存储
PS：由于学校上网是按流量收费的，做网络爬虫，灰常费流量啊！！！过几天，可能会做个大规模url下载的实验，用个几十万的url试试。

实验结果：

使用urllib2 ，usingThreadpoolUrllib2(3000,50)

Start at :    2012-03-16 22:18:20.956054
End at :    2012-03-16 22:22:15.203018
Total Cost :    0:03:54.246964
Total url : 3001
Total fetched : 2442
Lost url : 559

下载页面的物理存储大小：84088kb

使用自己的getPageUsingGet ，usingThreadpool(3000,50)

Start at :    2012-03-16 22:23:40.206730
End at :    2012-03-16 22:26:26.843563
Total Cost :    0:02:46.636833
Total url : 3002
Total fetched : 2484
Lost url : 518
Error 404 : 94
Error timeout : 312
Error Try too many times  0
Error Other faults  112

下载页面的物理存储大小：87168kb

小结： 自己写的下载页面程序，效率还是很不错的，而且丢失的页面也较少。但其实自己考虑一下，还是有很多地方可以优化的，比如文件过于分散，过多的小文件创建和释放定会产生不小的性能开销，而且程序里用的是hash命名，也会产生很多的计算，如果有好的策略，其实这些开销都是可以省略的。另外DNS，也可以不使用python自带的DNS解析，因为默认的DNS解析都是同步的操作，而DNS解析一般比较耗时，可以采取多线程的异步的方式进行，再加以适当的DNS缓存很大程度上可以提高效率。不仅如此，在实际的页面抓取过程中，会有大量的url ，不可能一次性把它们存入内存，而应该按照一定的策略或是算法进行合理的分配。 总之，采集页面要做的东西以及可以优化的东西，还有很多很多。

附：demo源码点击此处本站下载。

更多关于Python相关内容感兴趣的读者可查看本站专题：《Python进程与线程操作技巧总结》、《Python Socket编程技巧总结》、《Python数据结构与算法教程》、《Python函数使用技巧总结》、《Python字符串操作技巧汇总》、《Python入门与进阶经典教程》及《Python文件与目录操作技巧汇总》

希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。

# Python  # 多线程  # 抓取网页  # Python 爬虫学习笔记之多线程爬虫  # 使用Python多线程爬虫爬取电影天堂资源  # Python之多线程爬虫抓取网页图片的示例代码  # 基python实现多线程网页爬虫  # Python进阶篇之多线程爬取网页  # 都是  # 下载页面  # 很高  # 数据结构  # 我用  # 操作技巧  # 还有很多  # 很方便  # 开源  # 过程中  # 自己的  # 的是  # 进阶  # 写起  # 我也  # 是个  # 很好  # 会有  # 不可能 

相关文章： 潮流网站制作头像软件下载,适合母子的网名有哪些？  ,石家庄四十八中学官网？  5种Android数据存储方式汇总  较简单的网站制作软件有哪些,手机版网页制作用什么软件？  企业网站制作公司网页,推荐几家专业的天津网站制作公司？  网站制作报价单模板图片,小松挖机官方网站报价？  SAX解析器是什么，它与DOM在处理大型XML文件时有何不同？  Avalonia如何实现跨窗口通信 Avalonia窗口间数据传递  建站之星后台密码遗忘？如何快速找回？  浅析上传头像示例及其注意事项  教程网站设计制作软件,怎么创建自己的一个网站？  建站之星代理商如何保障技术支持与售后服务？  如何在Windows 2008云服务器安全搭建网站？  Swift开发中switch语句值绑定模式  如何在IIS7中新建站点？详细步骤解析  如何设置并定期更换建站之星安全管理员密码？  如何高效搭建专业期货交易平台网站？  如何用已有域名快速搭建网站？  Android自定义控件实现温度旋转按钮效果  IOS倒计时设置UIButton标题title的抖动问题  建站VPS选购需注意哪些关键参数？  如何彻底删除建站之星生成的Banner？  电脑免费海报制作网站推荐,招聘海报哪个网站多？  桂林网站制作公司有哪些,桂林马拉松怎么报名？  外汇网站制作流程,如何在工商银行网站上做外汇买卖？  高端建站三要素：定制模板、企业官网与响应式设计优化  制作企业网站建设方案,怎样建设一个公司网站？  官网自助建站系统：SEO优化+多语言支持，快速搭建专业网站  建站之星安装路径如何正确选择及配置？  如何通过PHP快速构建高效问答网站功能？  香港代理服务器配置指南：高匿IP选择、跨境加速与SEO优化技巧  建站之星导航如何优化提升用户体验？  成都网站制作价格表,现在成都广电的单独网络宽带有多少的，资费是什么情况呢？    如何选择高效可靠的多用户建站源码资源？  建站之星2.7模板：企业网站建设与h5定制设计专题  正规网站制作公司有哪些,目前国内哪家网页网站制作设计公司比较专业靠谱？口碑好？  建站之星如何助力企业快速打造五合一网站？  如何在Golang中使用encoding/gob序列化对象_存储和传输数据  如何高效配置IIS服务器搭建网站？  如何在Golang中实现微服务服务拆分_Golang微服务拆分与接口管理方法  淘宝制作网站有哪些,淘宝网官网主页？  如何配置WinSCP新建站点的密钥验证步骤？  如何选择CMS系统实现快速建站与SEO优化？  网页制作模板网站推荐,网页设计海报之类的素材哪里好？  ppt制作免费网站有哪些,ppt模板免费下载网站？  建站VPS推荐：2025年高性能服务器配置指南  贸易公司网站制作流程,出口贸易网站设计怎么做？  建站之星免费版是否永久可用？  标准网站视频模板制作软件,现在有哪个网站的视频编辑素材最齐全的，背景音乐、音效等？