多线程实现爬虫

    xiaoxiao2021-12-14  20

    转载:http://www.jb51.net/article/57207.htm

    这篇文章写的很好适合于刚入门的

    说到爬虫,使用Java本身自带的URLConnection可以实现一些基本的抓取页面的功能,但是对于一些比较高级的功能,比如重定向的处理,HTML标记的去除,仅仅使用URLConnection还是不够的。

    在这里我们可以使用HttpClient这个第三方jar包。

    接下来我们使用HttpClient简单的写一个爬去百度的Demo:

    import java.io.FileOutputStream; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import org.apache.commons.httpclient.HttpClient; import org.apache.commons.httpclient.HttpStatus; import org.apache.commons.httpclient.methods.GetMethod; /**  *  * @author CallMeWhy  *  */ public class Spider {  private static HttpClient httpClient = new HttpClient();  /**   * @param path   *            目标网页的链接   * @return 返回布尔值,表示是否正常下载目标页面   * @throws Exception   *             读取网页流或写入本地文件流的IO异常   */  public static boolean downloadPage(String path) throws Exception {   // 定义输入输出流   InputStream input = null;   OutputStream output = null;   // 得到 post 方法   GetMethod getMethod = new GetMethod(path);   // 执行,返回状态码   int statusCode = httpClient.executeMethod(getMethod);   // 针对状态码进行处理   // 简单起见,只处理返回值为 200 的状态码   if (statusCode == HttpStatus.SC_OK) {    input = getMethod.getResponseBodyAsStream();    // 通过对URL的得到文件名    String filename = path.substring(path.lastIndexOf('/') + 1)      + ".html";    // 获得文件输出流    output = new FileOutputStream(filename);    // 输出到文件    int tempByte = -1;    while ((tempByte = input.read()) > 0) {     output.write(tempByte);    }    // 关闭输入流    if (input != null) {     input.close();    }    // 关闭输出流    if (output != null) {     output.close();    }    return true;   }   return false;  }  public static void main(String[] args) {   try {    // 抓取百度首页,输出    Spider.downloadPage("http://www.baidu.com");   } catch (Exception e) {    e.printStackTrace();   }  } }

    但是这样基本的爬虫是不能满足各色各样的爬虫需求的。

    先来介绍宽度优先爬虫。

    宽度优先相信大家都不陌生,简单说来可以这样理解宽度优先爬虫。

    我们把互联网看作一张超级大的有向图,每一个网页上的链接都是一个有向边,每一个文件或没有链接的纯页面则是图中的终点:

    宽度优先爬虫就是这样一个爬虫,爬走在这个有向图上,从根节点开始一层一层往外爬取新的节点的数据。

    宽度遍历算法如下所示:

    (1) 顶点 V 入队列。 (2) 当队列非空时继续执行,否则算法为空。 (3) 出队列,获得队头节点 V,访问顶点 V 并标记 V 已经被访问。 (4) 查找顶点 V 的第一个邻接顶点 col。 (5) 若 V 的邻接顶点 col 未被访问过,则 col 进队列。 (6) 继续查找 V 的其他邻接顶点 col,转到步骤(5),若 V 的所有邻接顶点都已经被访问过,则转到步骤(2)。

    按照宽度遍历算法,上图的遍历顺序为:A->B->C->D->E->F->H->G->I,这样一层一层的遍历下去。

    而宽度优先爬虫其实爬取的是一系列的种子节点,和图的遍历基本相同。

    我们可以把需要爬取页面的URL都放在一个TODO表中,将已经访问的页面放在一个Visited表中:

    则宽度优先爬虫的基本流程如下:

    (1) 把解析出的链接和 Visited 表中的链接进行比较,若 Visited 表中不存在此链接, 表示其未被访问过。 (2) 把链接放入 TODO 表中。 (3) 处理完毕后,从 TODO 表中取得一条链接,直接放入 Visited 表中。 (4) 针对这个链接所表示的网页,继续上述过程。如此循环往复。

    下面我们就来一步一步制作一个宽度优先的爬虫。

    首先,对于先设计一个数据结构用来存储TODO表, 考虑到需要先进先出所以采用队列,自定义一个Quere类:

    import java.util.LinkedList; /**  * 自定义队列类 保存TODO表  */ public class Queue {  /**   * 定义一个队列,使用LinkedList实现   */  private LinkedList<Object> queue = new LinkedList<Object>(); // 入队列  /**   * 将t加入到队列中   */  public void enQueue(Object t) {   queue.addLast(t);  }  /**   * 移除队列中的第一项并将其返回   */  public Object deQueue() {   return queue.removeFirst();  }  /**   * 返回队列是否为空   */  public boolean isQueueEmpty() {   return queue.isEmpty();  }  /**   * 判断并返回队列是否包含t   */  public boolean contians(Object t) {   return queue.contains(t);  }  /**   * 判断并返回队列是否为空   */  public boolean empty() {   return queue.isEmpty();  } }

    还需要一个数据结构来记录已经访问过的 URL,即Visited表。

    考虑到这个表的作用,每当要访问一个 URL 的时候,首先在这个数据结构中进行查找,如果当前的 URL 已经存在,则丢弃这个URL任务。

    这个数据结构需要不重复并且能快速查找,所以选择HashSet来存储。

    综上,我们另建一个SpiderQueue类来保存Visited表和TODO表:

    import java.util.HashSet; import java.util.Set; /**  * 自定义类 保存Visited表和unVisited表  */ public class SpiderQueue {  /**   * 已访问的url集合,即Visited表   */  private static Set<Object> visitedUrl = new HashSet<>();  /**   * 添加到访问过的 URL 队列中   */  public static void addVisitedUrl(String url) {   visitedUrl.add(url);  }  /**   * 移除访问过的 URL   */  public static void removeVisitedUrl(String url) {   visitedUrl.remove(url);  }  /**   * 获得已经访问的 URL 数目   */  public static int getVisitedUrlNum() {   return visitedUrl.size();  }  /**   * 待访问的url集合,即unVisited表   */  private static Queue unVisitedUrl = new Queue();  /**   * 获得UnVisited队列   */  public static Queue getUnVisitedUrl() {   return unVisitedUrl;  }  /**   * 未访问的unVisitedUrl出队列   */  public static Object unVisitedUrlDeQueue() {   return unVisitedUrl.deQueue();  }  /**   * 保证添加url到unVisitedUrl的时候每个 URL只被访问一次   */  public static void addUnvisitedUrl(String url) {   if (url != null && !url.trim().equals("") && !visitedUrl.contains(url)     && !unVisitedUrl.contians(url))    unVisitedUrl.enQueue(url);  }  /**   * 判断未访问的 URL队列中是否为空   */  public static boolean unVisitedUrlsEmpty() {   return unVisitedUrl.empty();  } }

    上面是一些自定义类的封装,接下来就是一个定义一个用来下载网页的工具类,我们将其定义为DownTool类:

    package controller; import java.io.*; import org.apache.commons.httpclient.*; import org.apache.commons.httpclient.methods.*; import org.apache.commons.httpclient.params.*; public class DownTool {  /**   * 根据 URL 和网页类型生成需要保存的网页的文件名,去除 URL 中的非文件名字符   */  private String getFileNameByUrl(String url, String contentType) {   // 移除 "http://" 这七个字符   url = url.substring(7);   // 确认抓取到的页面为 text/html 类型   if (contentType.indexOf("html") != -1) {    // 把所有的url中的特殊符号转化成下划线    url = url.replaceAll("[\\?/:*|<>\"]", "_") + ".html";   } else {    url = url.replaceAll("[\\?/:*|<>\"]", "_") + "."      + contentType.substring(contentType.lastIndexOf("/") + 1);   }   return url;  }  /**   * 保存网页字节数组到本地文件,filePath 为要保存的文件的相对地址   */  private void saveToLocal(byte[] data, String filePath) {   try {    DataOutputStream out = new DataOutputStream(new FileOutputStream(      new File(filePath)));    for (int i = 0; i < data.length; i++)     out.write(data[i]);    out.flush();    out.close();   } catch (IOException e) {    e.printStackTrace();   }  }  // 下载 URL 指向的网页  public String downloadFile(String url) {   String filePath = null;   // 1.生成 HttpClinet对象并设置参数   HttpClient httpClient = new HttpClient();   // 设置 HTTP连接超时 5s   httpClient.getHttpConnectionManager().getParams()     .setConnectionTimeout(5000);   // 2.生成 GetMethod对象并设置参数   GetMethod getMethod = new GetMethod(url);   // 设置 get请求超时 5s   getMethod.getParams().setParameter(HttpMethodParams.SO_TIMEOUT, 5000);   // 设置请求重试处理   getMethod.getParams().setParameter(HttpMethodParams.RETRY_HANDLER,     new DefaultHttpMethodRetryHandler());   // 3.执行GET请求   try {    int statusCode = httpClient.executeMethod(getMethod);    // 判断访问的状态码    if (statusCode != HttpStatus.SC_OK) {     System.err.println("Method failed: "       + getMethod.getStatusLine());     filePath = null;    }    // 4.处理 HTTP 响应内容    byte[] responseBody = getMethod.getResponseBody();// 读取为字节数组    // 根据网页 url 生成保存时的文件名    filePath = "temp\\"      + getFileNameByUrl(url,        getMethod.getResponseHeader("Content-Type")          .getValue());    saveToLocal(responseBody, filePath);   } catch (HttpException e) {    // 发生致命的异常,可能是协议不对或者返回的内容有问题    System.out.println("请检查你的http地址是否正确");    e.printStackTrace();   } catch (IOException e) {    // 发生网络异常    e.printStackTrace();   } finally {    // 释放连接    getMethod.releaseConnection();   }   return filePath;  } }

    在这里我们需要一个HtmlParserTool类来处理Html标记:

    package controller; import java.util.HashSet; import java.util.Set; import org.htmlparser.Node; import org.htmlparser.NodeFilter; import org.htmlparser.Parser; import org.htmlparser.filters.NodeClassFilter; import org.htmlparser.filters.OrFilter; import org.htmlparser.tags.LinkTag; import org.htmlparser.util.NodeList; import org.htmlparser.util.ParserException; import model.LinkFilter; public class HtmlParserTool {  // 获取一个网站上的链接,filter 用来过滤链接  public static Set<String> extracLinks(String url, LinkFilter filter) {   Set<String> links = new HashSet<String>();   try {    Parser parser = new Parser(url);    parser.setEncoding("gb2312");    // 过滤 <frame >标签的 filter,用来提取 frame 标签里的 src 属性    NodeFilter frameFilter = new NodeFilter() {     private static final long serialVersionUID = 1L;     @Override     public boolean accept(Node node) {      if (node.getText().startsWith("frame src=")) {       return true;      } else {       return false;      }     }    };    // OrFilter 来设置过滤 <a> 标签和 <frame> 标签    OrFilter linkFilter = new OrFilter(new NodeClassFilter(      LinkTag.class), frameFilter);    // 得到所有经过过滤的标签    NodeList list = parser.extractAllNodesThatMatch(linkFilter);    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {     Node tag = list.elementAt(i);     if (tag instanceof LinkTag)// <a> 标签     {      LinkTag link = (LinkTag) tag;      String linkUrl = link.getLink();// URL      if (filter.accept(linkUrl))       links.add(linkUrl);     } else// <frame> 标签     {      // 提取 frame 里 src 属性的链接, 如 <frame src="test.html"/>      String frame = tag.getText();      int start = frame.indexOf("src=");      frame = frame.substring(start);      int end = frame.indexOf(" ");      if (end == -1)       end = frame.indexOf(">");      String frameUrl = frame.substring(5, end - 1);      if (filter.accept(frameUrl))       links.add(frameUrl);     }    }   } catch (ParserException e) {    e.printStackTrace();   }   return links;  } }

    最后我们来写个爬虫类调用前面的封装类和函数:

    package controller; import java.util.Set; import model.LinkFilter; import model.SpiderQueue; public class BfsSpider {  /**   * 使用种子初始化URL队列   */  private void initCrawlerWithSeeds(String[] seeds) {   for (int i = 0; i < seeds.length; i++)    SpiderQueue.addUnvisitedUrl(seeds[i]);  }  // 定义过滤器,提取以 http://www.xxxx.com开头的链接  public void crawling(String[] seeds) {   LinkFilter filter = new LinkFilter() {    public boolean accept(String url) {     if (url.startsWith("http://www.baidu.com"))      return true;     else      return false;    }   };   // 初始化 URL 队列   initCrawlerWithSeeds(seeds);   // 循环条件:待抓取的链接不空且抓取的网页不多于 1000   while (!SpiderQueue.unVisitedUrlsEmpty()     && SpiderQueue.getVisitedUrlNum() <= 1000) {    // 队头 URL 出队列    String visitUrl = (String) SpiderQueue.unVisitedUrlDeQueue();    if (visitUrl == null)     continue;    DownTool downLoader = new DownTool();    // 下载网页    downLoader.downloadFile(visitUrl);    // 该 URL 放入已访问的 URL 中    SpiderQueue.addVisitedUrl(visitUrl);    // 提取出下载网页中的 URL    Set<String> links = HtmlParserTool.extracLinks(visitUrl, filter);    // 新的未访问的 URL 入队    for (String link : links) {     SpiderQueue.addUnvisitedUrl(link);    }   }  }  // main 方法入口  public static void main(String[] args) {   BfsSpider crawler = new BfsSpider();   crawler.crawling(new String[] { "http://www.baidu.com" });  } }

    运行可以看到,爬虫已经把百度网页下所有的页面都抓取出来了:

    以上就是java使用HttpClient工具包和宽度爬虫进行抓取内容的操作的全部内容,稍微复杂点,小伙伴们要仔细琢磨下哦,希望对大家能有所帮助

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