多線程爬蟲實現(上)

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爬蟲主要運行時間消耗是請求網頁時的io阻塞,因此開啓多線程,讓不一樣請求的等待同時進行,能夠大大提升爬蟲運行效率。python

本文基於多線程(這裏開啓了10個線程),使用github的api,抓取fork cpython項目的全部5千多個項目信息,將數據存儲到json文件中。git

抓取github的這個內容,在上一篇文章中展現了不使用多線程的版本,這裏就直接在那個的基礎上進行改進。github

爬蟲所需技術編程

  • requests庫請求網頁,獲取json格式數據,解析字典提取咱們要的信息,存儲json文件
  • 使用threading爲網頁請求部分設計多線程
  • 使用兩個隊列,分別存儲待抓取url和解析後的結果數據
  • 擁有github帳戶,須要在代碼中填入帳號和密碼
  • 瞭解裝飾器(這裏只是計算運行時間,不瞭解也不要緊)

爬蟲代碼以下json

import requests
import time
from threading import Thread
from queue import Queue
import json

def run_time(func):
    def wrapper(*args, **kw):
        start = time.time()
        func(*args, **kw)
        end = time.time()
        print('running', end-start, 's')
    return wrapper


class Spider():

    def __init__(self):
        self.qurl = Queue()
        self.data = list()
        self.email = '' # 登陸github用的郵箱
        self.password = '' # 登陸github用的密碼
        self.page_num = 171
        self.thread_num = 10

    def produce_url(self):
        baseurl = 'https://api.github.com/repos/python/cpython/forks?page={}'
        for i in range(1, self.page_num + 1):
            url = baseurl.format(i)
            self.qurl.put(url) # 生成URL存入隊列,等待其餘線程提取

    def get_info(self):
        while not self.qurl.empty(): # 保證url遍歷結束後能退出線程
            url = self.qurl.get() # 從隊列中獲取URL
            print('crawling', url)
            req = requests.get(url, auth = (self.email, self.password))
            data = req.json()
            for datai in data:
                result = {
                    'project_name': datai['full_name'],
                    'project_url': datai['html_url'],
                    'project_api_url': datai['url'],
                    'star_count': datai['stargazers_count']
                }
                self.data.append(result)

    @run_time
    def run(self):
        self.produce_url()

        ths = []
        for _ in range(self.thread_num):
            th = Thread(target=self.get_info)
            th.start()
            ths.append(th)
        for th in ths:
            th.join()

        s = json.dumps(self.data, ensure_ascii=False, indent=4)
        with open('github_thread.json', 'w', encoding='utf-8') as f:
            f.write(s)

        print('Data crawling is finished.')

if __name__ == '__main__':
    Spider().run()
複製代碼

讀者只須要在Spider__init__中,指定本身的github郵箱和密碼,便可運行爬蟲。api

爬蟲說明以下bash

1.run_time函數是一個計算程序運行時間的裝飾器,做用於Spider對象的run函數多線程

2.Spiderapp

  • __init__初始化一些常量
  • produce_url用於生產全部URL,存儲到Queue隊列qurl中。5千多個元素分佈在171個頁面之中,將這171個URL存入隊列中等待請求解析。其實這裏不須要多線程之間通訊,因此使用list代替Queue隊列也是能夠的。
  • get_info網頁的請求與解析,以後開啓多線程就是多個這個函數同時運行。函數邏輯:只要qurl中還有元素,就每次從qurl中提取一個url進行請求解析,將結果存入data列表中。當隊列中沒有元素了即退出循環(爬蟲結束)。
  • run調用函數,運行爬蟲。首先調用produce_url產生待爬URL隊列。而後開啓指定數量的線程,每一個線程都從qurl不斷提取URL進行解析,將數據存入data列表中。等到URL隊列被解析結束,將data中的數據存儲入json文件中

爬蟲結果

抓取結果展現以下

這個程序開啓10個線程抓取171個頁面用了33秒。在這篇文章中不使用多線程則使用了333秒。爲了能更清晰地體會多線程運行效率的改進,讀者能夠自行嘗試修改上面代碼中的self.page_numself.thread_num

我這裏作了一個實驗,self.page_num值設爲20,即總共抓取20頁

  • 開2個線程運行 18.51 秒
  • 開5個線程運行 7.49 秒
  • 開10個線程運行 3.97 秒
  • 開20個線程運行 2.11 秒

一個問題

最後留一個問題給讀者思考:在前面的這篇文章中,咱們也實現了一個多線程爬蟲,爲何當時的代碼那麼簡單,而如今卻複雜了這麼多呢?

後續

多線程爬蟲的下一篇文章會實如今翻頁、抓取二級頁面時使用多線程。

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