详解Python之urllib爬虫、request模块和parse模块

文章目录

• urllib
• request模块
• • 访问URL
  • Request类
  • 其他类
• parse模块
• • 解析URL
  • 转义URL
• robots.txt文件

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urllib

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urllib是Python中用来处理URL的工具包，源码位于/Lib/下。它包含了几个模块：用于打开及读写的urls的request模块、由request模块引起异常的error模块、用于解析urls的parse模块、用于响应处理的response模块、分析robots.txt文件的robotparser模块。

注意版本差异。urllib有3个版本：Python2.X包含urllib、urllib2模块，Python3.X把urllib、urllib2以及urlparse合成到urllib包中，而urllib3是新增的第三方工具包。若遇到"No module named urllib2"等问题几乎都是Python版本不同导致的。

urllib3是一个功能强大、条例清晰、用于HTTP客户端的Python库。它提供了许多Python标准库里所没有的特性：压缩编码、连接池、线程安全、SSL/TLS验证、HTTP和SCOCKS代理等。可以通过pip进行安装：pip install urllib3

也可以通过GitHub下载最新代码：

git clone git://github.com/shazow/urllib3.git
python setup.py install

urllib3参考文档：https://urllib3.readthedocs.io/en/latest/

request模块

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urllib.request模块定义了身份认证、重定向、cookies等应用中打开url的函数和类。

再简单介绍下request包，该包用于高级的非底层的HTTP客户端接口，容错能力比request模块强大。request使用的是urllib3，它继承了urllib2的特性，支持HTTP连接保持和连接池，支持使用cookie保持会话、文件上传、自动解压缩、Unicode响应、HTTP(S)代理等。更多具体可参考文档http://requests.readthedocs.io。

下面将介绍urllib.request模块常用函数和类。

访问URL

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一、urlopen()

urllib.request.urlopen(url,data=None,[timeout,]*,cafile=None,capath=None,cadefault=false,context=None)

该函数用于抓取URL数据，十分重要。带有如上所示的参数，除了URL参数外（字符串或Request对象）其余参数都有默认值。

①URL参数

from urllib import requestwith request.urlopen("http://www.baidu.com") as f:
    print(f.status)
    print(f.getheaders())#运行结果如下200[('Bdpagetype', '1'), ('Bdqid', '0x8583c98f0000787e'), ('Cache-Control', 'private'), ('Content-Type', 'text/html;charset=utf-8'), ('Date', 'Fri, 19 Mar 2021 08:26:03 GMT'), ('Expires', 'Fri, 19 Mar 2021 08:25:27 GMT'), ('P3p', 'CP=" OTI DSP COR IVA OUR IND COM "'), ('P3p', 'CP=" OTI DSP COR IVA OUR IND COM "'), ('Server', 'BWS/1.1'), ('Set-Cookie', 'BAIDUID=B050D0981EE3A706D726852655C9FA21:FG=1; expires=Thu, 31-Dec-37 23:55:55 GMT; max-age=2147483647; path=/; domain=.baidu.com'), ('Set-Cookie', 'BIDUPSID=B050D0981EE3A706D726852655C9FA21; expires=Thu, 31-Dec-37 23:55:55 GMT; max-age=2147483647; path=/; domain=.baidu.com'), ('Set-Cookie', 'PSTM=1616142363; expires=Thu, 31-Dec-37 23:55:55 GMT; max-age=2147483647; path=/; domain=.baidu.com'), ('Set-Cookie', 'BAIDUID=B050D0981EE3A706FA20DF440C89F27F:FG=1; max-age=31536000; expires=Sat, 19-Mar-22 08:26:03 GMT; domain=.baidu.com; path=/; version=1; comment=bd'), ('Set-Cookie', 'BDSVRTM=0; path=/'), ('Set-Cookie', 'BD_HOME=1; path=/'), ('Set-Cookie', 'H_PS_PSSID=33272_33710_33690_33594_33600_33624_33714_33265; path=/; domain=.baidu.com'), ('Traceid', '161614236308368819309620754845011048574'), ('Vary', 'Accept-Encoding'), ('Vary', 'Accept-Encoding'), ('X-Ua-Compatible', 'IE=Edge,chrome=1'), ('Connection', 'close'), ('Transfer-Encoding', 'chunked')]

②data参数
如果向服务器发送数据，那么data参数必须是一个有数据的byes对象，否则为None。在Python3.2之后可以是一个iterable对象。若是，则headers中必须带有Content-Length参数。HTTP请求使用POST方法时，data必须有数据；使用GET方法时，data写None即可。

from urllib import parsefrom urllib import request
data = bytes(parse.urlencode({"pro":"value"}),encoding="utf8")response = request.urlopen("http://httpbin.org/post",data=data)print(response.read())#运行结果如下b'{\n  "args": {}, \n  "data": "", \n  "files": {}, \n  "form": {\n    "pro": "value"\n  }, \n  "headers": {\n    "Accept-Encoding": "identity", \n    "Content-Length": "9", \n    "Content-Type": "application/x-www-form-urlencoded", \n    "Host": "httpbin.org", \n    "User-Agent": "Python-urllib/3.9", \n    "X-Amzn-Trace-Id": "Root=1-60545f5e-7428b29435ce744004d98afa"\n  }, \n  "json": null, \n  "origin": "112.48.80.243", \n  "url": "http://httpbin.org/post"\n}\n'

对数据进行POST请求，需要转码bytes类型或者iterable类型。这里通过bytes()进行字节转换，考虑到第一个参数为字符串，所以需要利用parse模块（下面会讲）的urlencode()方法对上传的数据进行字符串转换，同时指定编码格式为utf8。测试网址httpbin.org可以提供HTTP测试，从返回的内容可以看出提交以表单form作为属性、以字典作为属性值。

③timeout参数
该参数是可选的，以秒为单位指定一个超时时间，若超过该时间则任何操作都会被阻止，如果没有指定，那么默认会取sock.GLOBAL_DEFAULT_TIMEOUT对应的值。该参数仅对http、https、ftp连接有效。

超时后会抛出urllib.error.URLError:异常，可以用try…except来处理异常。

from urllib import request
response = request.urlopen("http://httpbin.org/get",timeout=1)print(response.read())#运行结果如下b'{\n  "args": {}, \n  "headers": {\n    "Accept-Encoding": "identity", \n    "Host": "httpbin.org", \n    "User-Agent": "Python-urllib/3.9", \n    "X-Amzn-Trace-Id": "Root=1-605469dd-76a6d963171127c213d9a9ab"\n  }, \n  "origin": "112.48.80.243", \n  "url": "http://httpbin.org/get"\n}\n'

④返回对象的常用方法和属性
除了前三个urlopen()常用参数外，该函数返回用作context manager(上下文管理器)的类文件对象，并包含如下方法：

• geturl()：返回请求的URL，通常重定向后的URL照样能获取到
• info()：返回httplib.HTTPMessage对象，表示远程服务器返回的头信息
• getcode()：返回响应后的HTTP状态码
• status属性：返回响应后的HTTP状态码
• msg属性：请求结果

from urllib import request
response = request.urlopen("http://httpbin.org/get")print(response.geturl())print("===========")print(response.info())print("===========")print(response.getcode())print("===========")print(response.status)print("===========")print(response.msg)

运行结果：

附：状态码对应状态

• 1xx(informational)：请求已经收到，正在进行中。
• 2xx(successful)：请求成功接收，解析，完成。
• 3xx(Redirection)：需要重定向。
• 4xx(Client Error)：客户端问题，请求存在语法错误，网址未找到。
• 5xx(Server Error)：服务器问题。

二、build_opener()

urllib.request.build_opener([handler1 [handler2, ...]])

该函数不支持验证、cookie及其他HTTP高级功能。要支持这些功能必须使用build_opener()函数自定义OpenerDirector对象，称之为Opener。

build_opener()函数返回的是OpenerDirector实例，而且是按给定的顺序链接处理程序的。作为OpenerDirector实例，可以从OpenerDirector类的定义看出他具有addheaders、handlers、handle_open、add_handler()、open()、close()等属性或方法。open()方法与urlopen()函数的功能相同。

上述代码通过修改http报头进行HTTP高级功能操作，然后利用返回对象open()进行请求，返回结果与urlopen()一样，只是内存位置不同而已。

实际上urllib.request.urlopen()方法只是一个Opener，如果安装启动器没有使用urlopen启动，调用的就是OpenerDirector.open(）方法。那么如何设置默认全局启动器呢？就涉及下面的install_opener函数。

三、install_opener()

urllib.request.install_opener(opener)

安装OpenerDirector实例作为默认全局启动器。
首先导入request模块，实例化一个HTTPBasicAuthHandler对象，然后通过利用add_password()添加用户名和密码来创建一个认证处理器，利用urllib.request.build_opener()方法来调用该处理器以构建Opener，并使其作为默认全局启动器，这样Opener在发生请求时具备了认证功能。通过Opener的open()方法打开链接完成认证。

当然了，CSDN不需要账号密码也可以访问，读者还可以在其他网站上用自己的账号进行测试。

除了上述方法外，还有将路径转换为URL的pathname2url(path)、将URL转换为路径的url2pathname(path)，以及返回方案至代理服务器URL映射字典的getproxies()等方法。

Request类

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前面介绍的urlopen()方法可以满足一般基本URL请求，如果需要添加headers信息，就要考虑更为强大的Request类了。Request类是URL请求的抽象，包含了许多参数，并定义了一系列属性和方法。

一、定义

class urllib.request.Request(url,data=None,headers={},origin_req_host=None,unverifiable=False,method=None)

• 参数url是有效网址的字符串，同urlopen()方法中一样，data参数也是。
• headers是一个字典，可以通过add_header()以键值进行调用。通常用于爬虫爬取数据时或者Web请求时更改User-Agent标头值参数来进行请求。
• origin_req_host是原始请求主机，比如请求的是针对HTML文档中的图像的，则该请求主机是包含图像页面所在的主机。
• Unverifiable指示请求是否是无法验证的。
• method指示使用的是HTTP请求方法。常用的有GET、POST、PUT、DELETE等，

代码示例：

from urllib import requestfrom urllib import parse
data = parse.urlencode({"name":"baidu"}).encode('utf-8')headers = {'User-Agent':'wzlodq'}req = request.Request(url="http://httpbin.org/post",data=data,headers=headers,method="POST")response = request.urlopen(req)print(response.read())#运行结果如下b'{\n  "args": {}, \n  "data": "", \n  "files": {}, \n  "form": {\n    "name": "baidu"\n  }, \n  "headers": {\n    "Accept-Encoding": "identity", \n    "Content-Length": "10", \n    "Content-Type": "application/x-www-form-urlencoded", \n    "Host": "httpbin.org", \n    "User-Agent": "wzlodq", \n    "X-Amzn-Trace-Id": "Root=1-605491a4-1fcf3df01a8b3c3e22b5edce"\n  }, \n  "json": null, \n  "origin": "112.48.80.34", \n  "url": "http://httpbin.org/post"\n}\n'

注意data参数和前面一样需是字节流类型的，不同的是调用Request类进行请求。

二、属性方法

①Request.full_url
full_url属性包含setter、getter和deleter。如果原始请求URL片段存在，那么得到的full_url将返回原始请求的URL片段，通过添加修饰器@property将原始URL传递给构造函数。

②Request.type：获取请求对象的协议类型。
③Request.host：获取URL主机，可能含有端口的主机。
④Request.origin_req_host：发出请求的原始主机，没有端口。
⑤Request.get_method()：返回显示HTTP请求方法的字符串。

（插播反爬信息 ）博主CSDN地址：https://wzlodq.blog.csdn.net/

⑥Request.add_header(key,val)：向请求中添加标头。

from urllib import requestfrom urllib import parse
data = bytes(parse.urlencode({'name':'baidu'}),encoding='utf-8')req = request.Request('http://httpbin.org/post',data,method='POST')req.add_header('User-agent','test')response = request.urlopen(req)print(response.read().decode('utf-8'))

上述代码中，通过add_header()传入了User-Agent，在爬虫过程中，常常通过循环调用该方法来添加不同的User-Agent进行请求，避免服务器针对某一User-Agent的禁用。

其他类

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BaseHandler为所有注册处理程序的基类，并且只处理注册的简单机制，从定义上看，BaseHandler提供了一个添加基类的add_parent()方法，后面介绍的类都是继承该类操作的。

• HTTPErrorProcessor：用于HTTP错误响应过程。
• HTTPDefaultErrorHandler：用于处理HTTP响应错误。
• ProxyHandler：用于设置代理。
• HTTPRedirectHandler：用于设置重定向。
• HTTPCookieProcessor：用于处理cookie。
• HEEPBasicAuthHandler：用于管理认证。

parse模块

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parse模块用于分解URL字符串为各个组成部分，包括寻址方案、网络位置、路径等，也可将这些部分组成URL字符串，同时可以对“相对URL"进行转换等。

解析URL

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一、urllib.parse.urlparse(urlstring,scheme=’’,allow_fragments=True)
解析URL为6个部分，即返回一个6元组（tuple子类的实例），tuple类具有下标所示的属性：

属性	说明	对应下标指数	不存在时的取值
scheme	URL方案说明符 0	scheme参数
netloc	网络位置部分	1	空字符串
path	分层路径	2	空字符串
params	最后路径元素的参数	3	空字符串
query	查询组件	4	空字符串
fragment	片段标识符	5	空字符串
username	用户名		None
password	密码		None
hostname	主机名		None
port	端口号		None

最后组成的URL结构为scheme://netloc/path;parameters?query#fragment
举个栗子：

from urllib.parse import *res = urlparse('https://wzlodq.blog.csdn.net/article/details/113597816')print(res)print(res.scheme)print(res.netloc)print(res.path)print(res.params)print(res.query)print(res.username)print(res.password)print(res.hostname)print(res.port)print(res.geturl())print(tuple(res))print(res[0])print(res[1])print(res[2])

需要注意的是urlparse有时并不能很好地识别netloc，它会假定相对URL以路径分量开始，将其取值放在path中。

二、urllib.parse.urlunparse(parts)
是urlparse()的逆操作，即将urlparse()返回的原则构建一个URL。

三、urllib.parse.urlsplit(urlstring,scheme=’’.allow_fragments=True)
类似urlparse()，但不会分离参数，即返回的元组对象没有params元素，是一个五元组，对应下标指数也发生了改变。

from urllib.parse import *sp = urlsplit('https://wzlodq.blog.csdn.net/article/details/113597816')print(sp)#运行结果如下SplitResult(scheme='https', netloc='wzlodq.blog.csdn.net', path='/article/details/113597816', query='', fragment='')

四、urllib.parse.urlunsplit(parts)
类似urlunparse()，是urlsplit()的逆操作，不再赘述。

五、urllib.parse.urljoin(base,url,allow_fragments=True)
该函数主要组合基本网址(base)与另一个网址(url)以构建新的完整网址。
相对路径和绝对路径的url组合是不同的，而且相对路径是以最后部分路径进行替换处理的：

六、urllib.parse.urldefrag(url)
根据url进行分割，如果url包含片段标识符，就返回url对应片段标识符前的网址，fragment取片段标识符后的值。如果url没有片段标识符，那么fragment为空字符串。

转义URL

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URL转义可以避免某些字符引起歧义，通过引用特殊字符并适当编排非ASCII文本使其作为URL组件安全使用。同时也支持反转这些操作，以便从URL组件内容重新创建原始数据。

一、urllib.parse.quote(string,safe=’/’,encoding=None,errors=None)
使用%xx转义替换string中的特殊字符，其中字母、数字和字符’_.-‘不会进行转义。默认情况下，此函数用于转义URL的路径部分，可选的safe参数指定不应转义的其他ASCII字符——其默认值为’/’。

特别注意的是若string是bytes，encoding和errors就无法指定，否则报错TypeError。

二、urllib.parse.unquote(string,encoding=‘utf-8’,errors=‘replace’)
该函数时quote()的逆操作，即将%xx转义为等效的单字符。参数encoding和errors用来指定%xx编码序列解码为Unicode字符，同bytes.decode()方法。

三、urllib.parse.quote_plus(string,safe=’’,encoding=None,errors=None)
该函数时quote()的增强版，与之不同的是用+替换空格，而且如果原始URL有字符，那么+将被转义。

四、urllib.parse.unquote_plus(string,encoding=‘utf-8’,errors=‘replace’)
类似unquote()，不再赘述。

五、urllib.parse.urlencode(query,doseq=False,safe=’’,encoding=None,errors=None,quote_via=quote_plus)
该函数前面提到过，通常在使用HTTP进行POST请求传递的数据进行编码时使用。

robots.txt文件

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robotparser模块很简单，仅定义了3个类（RobotFileParser、RuleLine、Entry）。从__all__属性来看也就RobotFileParser一个类（用于处理有关特定用户代理是否可以发布robots.txt文件的网站上提前网址内容）。

robots文件类似一个协议文件，搜索引擎访问网站时查看的第一个文件，会告诉爬虫或者蜘蛛程序在服务器上可以查看什么文件。

RobotFileParser类有一个url参数，常用以下方法：

• set_url()：用来设置指向robots.txt文件的网址。
• read()：读取robots.txt网址，并将其提供给解析器。
• parse()：用来解析robots.txt文件。
• can_fetch()：用来判断是否可提前url。
• mtime()：返回上次抓取robots.txt文件的时间。
• modified()：将上次抓取robots.txt文件的时间设置为当前时间。

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