大数据上云那些事儿：（一）上云工具之爬虫(Scrapy)数据

2022-01-27 03:43:27

在如今互联网环境下，网络上的各种业务数据，如新闻，社交网站，交易，*公开数据，气象数据等各种各样的数据越来越多被应用到企业的数据运营中，以打通外部数据与内部数据的通道，使得两者激情碰撞出热烈的火花。这些数据一般都数据量巨大，是最适合用MaxCompute来进行分析和加工的一类数据，尤其可以利用MaxCompute的机器学习能力来完成一些数据挖掘的业务场景，本文就介绍如何利用开源的Scrapy爬虫框架来爬取新闻网站的数据到MaxCompute中。

一、 Scrapy简单介绍

Scrapy是一个用 Python 写的 Crawler Framework ，简单轻巧，并且非常方便。
Scrapy 使用 Twisted 这个异步网络库来处理网络通讯，架构清晰，并且包含了各种中间件接口，可以灵活的完成各种需求。整体架构如下图所示：

绿线是数据流向，首先从初始 URL 开始，Scheduler 会将其交给 Downloader 进行下载，下载之后会交给 Spider 进行分析，Spider 分析出来的结果有两种：一种是需要进一步抓取的链接，例如之前分析的“下一页”的链接，这些东西会被传回 Scheduler ；另一种是需要保存的数据，它们则被送到 Item Pipeline 那里，那是对数据进行后期处理（详细分析、过滤、存储等）的地方。另外，在数据流动的通道里还可以安装各种中间件，进行必要的处理。

二、Scrapy环境安装

系统环境要求：

Linux

软件环境要求：

已安装：Python 2.7 ( 下载地址：https://www.python.org/ftp/python/2.7.13/Python-2.7.13.tgz)
已安装：pip (可参考：https://pip.pypa.io/en/stable/installing/ 进行安装

Scrapy安装

执行安装命令：

pip install Scrapy

Scrapy校验

执行命令：

scrapy

执行结果：

ODPS Python安装

执行安装命令：

pip install pyodps

ODPS Python校验

执行命令：

python -c "from odps import ODPS"

执行结果：无报错，即为安装成功

三、创建Scrapy项目

在你想要创建Scrapy项目的目录下，执行：

scrapy startproject hr_scrapy_demo

看一下Scrapy创建项目后的目录结构：

hr_scrapy_demo /
    scrapy.cfg                # 全局配置文件
    hr_scrapy_demo /                # 项目下的Python模块，你可以从这里引用该Python模块
        __init__.py
        items.py              # 自定义的Items
        pipelines.py          # 自定义的Pipelines
        settings.py           # 自定义的项目级配置信息
        spiders/              # 自定义的spiders
            __init__.py

四、创建OdpsPipelines

在hr_scrapy_demo/pipelines.py中，我们可以自定义我们的数据处理pipelines，以下是我之前编写好的一个OdpsPipeline，该Pipeline可以用于将我们采集到的item保存到ODPS中，但也有几点需要说明：

ODPS中的表必须已经提前创建好。
Spider中采集到的item必须包含该表的所有字段，且名字必须一致，否则会抛出异常。
支持分区表和无分区表。

将下面代码替换掉你项目中的pipelines.py


# -*- coding: utf-8 -*-

# Define your item pipelines here
#
# Don't forget to add your pipeline to the ITEM_PIPELINES setting
# See: http://doc.scrapy.org/en/latest/topics/item-pipeline.html

from odps import ODPS
import logging

logger = logging.getLogger('OdpsPipeline')
class OdpsPipeline(object):
    collection_name = 'odps'
    records = []

    def __init__(self, odps_endpoint, odps_project,accessid,accesskey,odps_table,odps_partition=None,buffer=1000):
        self.odps_endpoint = odps_endpoint
        self.odps_project = odps_project
        self.accessid = accessid
        self.accesskey = accesskey
        self.odps_table = odps_table
        self.odps_partition = odps_partition
        self.buffer = buffer

    @classmethod
    def from_crawler(cls, crawler):
        return cls(
            odps_endpoint=crawler.settings.get('ODPS_ENDPOINT'),
            odps_project=crawler.settings.get('ODPS_PROJECT'),
            accessid=crawler.settings.get('ODPS_ACCESSID'),
            accesskey=crawler.settings.get('ODPS_ACCESSKEY'),
            odps_table=crawler.settings.get('ODPS_TABLE'),
            odps_partition=crawler.settings.get('ODPS_PARTITION'),
            buffer=crawler.settings.get('WRITE_BUFFER')
        )

    def open_spider(self, spider):
        self.odps = ODPS(self.accessid,self.accesskey,project=self.odps_project,endpoint=self.odps_endpoint)
        self.table = self.odps.get_table(self.odps_table)
        if(self.odps_partition is not None and self.odps_partition != ""):
            self.table.create_partition(self.odps_partition,if_not_exists=True)
    
    def close_spider(self, spider):
        self.write_to_odps()
    
    '''
        将数据写入odps
    '''
    def write_to_odps(self):
        if(len(self.records) is None or len(self.records) == 0):
            return
        if(self.odps_partition is None or self.odps_partition == ""):
            with self.table.open_writer() as writer:
                writer.write(self.records)
                logger.info("write to odps {0} records. ".format(len(self.records)))
                self.records = []
        else:
            with self.table.open_writer(partition=self.odps_partition) as writer:
                writer.write(self.records)
                logger.info("write to odps {0} records. ".format(len(self.records)))
                self.records = []
    
    def isPartition(self,name):
        for pt in self.table.schema.partitions:
            if(pt.name == name):
                return True
        return False
        
    def process_item(self, item, spider):
        cols = []
        for col in self.table.schema.columns:
            if(self.isPartition(col.name)):
                continue
            c = None
            for key in item.keys():
                if(col.name == key):
                    c = item[key]
                    break
            if(c is None):
                raise Exception("{0} column not found in item.".format(col.name))
            cols.append(c)
        self.records.append(self.table.new_record(cols))
        #logger.info("records={0} : buffer={1}".format(len(self.records),self.buffer))
        if( len(self.records) >= int(self.buffer)):
            self.write_to_odps()
        return item

注册Pipeline 到hr_scrapy_demo/setting.py，修改ITEM_PIPELINES的值为：

# Configure item pipelines
# See http://scrapy.readthedocs.org/en/latest/topics/item-pipeline.html
ITEM_PIPELINES = {
    'hr_scrapy_demo.pipelines.OdpsPipeline': 300,
}
#300代表Pipeline的优先级，可以同时存在多个pipeline，依据该数值从小到大依次执行pipeline

五、配置ODPS 基本信息

hr_scrapy_demo/setting.py中，添加参数如下：

ODPS_PROJECT = 'your odps project name'
ODPS_ACCESSID = 'accessid'
ODPS_ACCESSKEY = 'accesskey'
ODPS_ENDPOINT = 'http://service.odps.aliyun.com/api'
#注：如果爬虫运行在ECS上，可将ODPS_ENDPOINT修改为内网地址：
#ODPS_ENDPOINT = 'http:// odps-ext.aliyun-inc.com/api'

六、创建自己的Spiders

Spider主要用于采集网站数据，并解析网站数据转换为相应的items，再交由Pipelines进行处理。针对每个需要采集的网站，我们都需要单独创建对应的Spider。
以下是一个Spider示例，以采集南方新闻网的要闻信息为依据。


# -*- coding:utf-8 -*-  
import scrapy
import logging

logger = logging.getLogger('NanfangSpider')

class NanfangSpider(scrapy.Spider):
    name = "nanfang"
    
    '''
        设置你要采集的其实网址，可以是多个.
        此处以南方新闻网-要闻-首页为例.
    '''
    start_urls = [
            'http://www.southcn.com/pc2016/yw/node_346416.htm'
            ]
    
    '''
        [ODPS配置信息]
        ODPS_TABLE：ODPS表名
        ODPS_PARTITION：ODPS表的分区值（可选）
        WRITE_BUFFER：写入缓存（默认1000条）
    '''
    custom_settings = {
        'ODPS_TABLE':'hr_scrapy_nanfang_news',
        #'ODPS_PARTITION':'pt=20170209',
        'WRITE_BUFFER':'1000'
    }
    
    '''
        ODPS Demo DDL:
        drop table if exists hr_scrapy_nanfang_news;
        create table hr_scrapy_nanfang_news
        (
            title string,
            source string,
            times string,
            url string,
            editor string,
            content string
        );
    '''
    
    '''
        对start_urls的url的解析方法，返回结果为item.
        关于具体解析API可参考：https://doc.scrapy.org/en/latest/intro/tutorial.html
    '''
    def parse(self, response):
    
        #查找网页中DIV元素，且其class=j-link，并对其进行遍历
        for quote in response.css("div.j-link"):
            #查找该DIV中的所有<a>超链接，并获取其href
            href = quote.css("a::attr('href')").extract_first()
            
            #进入该href链接，此处跳转到方法：parse_details，对其返回HTML进行再次处理。
            yield scrapy.Request(response.urljoin(href),callback=self.parse_details)
        
        #查找下一页的连接，此处用xpath方式获取，因css语法简单，无法获取
        nexthref = response.xpath(u'//div[@id="displaypagenum"]//center/a[last()][text()="\u4e0b\u4e00\u9875"]/@href').extract_first()
        
        #如找到下一页，则跳转到下一页，并继续由parse对返回HTML进行处理。
        if(nexthref is not None):
            yield scrapy.Request(response.urljoin(nexthref),callback=self.parse)
        
    '''
        新闻详情页处理方法
    '''
    def parse_details(self, response):
        #找到正文
        main_div = response.css("div.main")
        
        #因新闻详情也可能有分页，获取下一页的链接
        next_href = main_div.xpath(u'//div[@id="displaypagenum"]/center/a[last()][text()="\u4e0b\u4e00\u9875"]/@href').extract_first()
        
        #获取正文内容，仅取DIV内所有<p>元素下的文本。
        content = main_div.xpath('//div[@class="content"]//p//text()').extract()
        content = "\n".join(content)
        
        if(next_href is None):
            #最后一页，则获取所有内容，返回item
            title = main_div.css('div.m-article h2::text').extract_first()
            source = main_div.css('div.meta span[id="pubtime_baidu"]::text').extract_first()
            times = main_div.css('div.meta span[id="source_baidu"]::text').extract_first()
            url = response.url
            editor = main_div.css('div.m-editor::text').extract_first()
            item = {}
            if('item' in response.meta):
                item = response.meta['item']
            item['title'] = title
            item['source'] = source
            item['times'] = times
            item['url'] = url
            item['editor'] = editor
            if('content' in item):
                item['content'] += '\n'+content
            else:
                item['content'] = content
            yield item
            
        else:
            #非最后一页 ，则取出当前页content，并拼接，然后跳转到下一页
            request = scrapy.Request(response.urljoin(next_href),
                                 callback=self.parse_details)
            item = {}
            if('item' in response.meta and 'content' in response.meta['item']):
                item = response.meta['item']
                item['content'] += '\n'+content
            else:
                item['content'] = content
            request.meta['item'] = item
            yield request

七、运行Scrapy

切换到你的工程目录下，执行以下命令：

Scrapy crawl nanfang –loglevel INFO
执行结果如下图所示：

八、验证爬取结果

待数据采集完成之后，登陆DATA IDE查看采集内容：

本文演示仅为一个简单的案例，实际生产还需考虑多线程处理，网站校验，分布式爬取等。

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