[開源 .NET 跨平臺 Crawler 數據採集爬蟲框架: DotnetSpider] [一] 初衷與架構設計

時間 2019-11-19

標籤開源跨平臺 crawler 數據採集爬蟲框架 dotnetspider 初衷架構設計欄目網絡爬蟲简体版

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[DotnetSpider 系列目錄]

爲何要造輪子

同窗們能夠去各大招聘網站查看一下爬蟲工程師的要求，大可能是招JAVA、PYTHON，甚至於還有NODEJS，C++；再或者去開源中國查詢C#的爬蟲項目，僅有幾個很是簡單或是幾年沒有更新的項目。html

而單純性能上.NET對比JAVA，PYTHON並無處於弱勢，反而有開發上的優點（得益於世界上最強大的IDE)。爬蟲性能瓶頸大可能是在併發下載（網速）、IP池，那麼爲何.NET沒有一個強大的爬蟲框架呢？說真的我不知道，可能爬蟲框架核心上比較簡單，也可能.NET的開發人員沒有別的語言的開發人員勤奮，或是.NET的開源氛圍沒有別的語言高。直到.NET要出開源版的消息傳來，我以爲是時候開發一個跨平臺，跨語言的爬蟲框架了。但一開始是比較忐忑的，以爲本身水平不夠去徹底從新設計一個新的框架出來，所以參考了JAVA的一個輕量級爬蟲框架webmagic，並加入了我本身的理解和改進。若是設計或寫得很差請你們指正海涵mysql

框架設計

因爲我是參考的webmagic，因此總體架構上沒有什麼大的變化，設計圖以下(圖片是直接從webmagic上拿的)git

Scheduler：負責URL的調度、去重，能夠實現如Queue, PriorityQueueScheduler, RedisScheduler(可用於分佈式)等等
Downloader: 負責下載HTML，能夠實現如HttpDownloader, 瀏覽器的Downloader(WebDriver), FiddlerDownloader，本地文件Downloader等等
PageProcesser: 負責HTML解析、目標URL的選擇
Pipeline: 負責數據的存儲, 已實現文件存儲, MySql存儲, MySqlFile存儲(腳本)，MSSQL存儲，MongoDb存儲, 更多存儲期待您的貢獻

優勢

數據對象是經過Json結構來解析的：能夠實現類中屬性是類的狀況(較少此種狀況, 並且數據Pipeline僅限MongoDB時才能存儲此種類型數據）
支持Json文件定義爬蟲：最終實現跨語言調用
自動建立數據庫、數據表
支持 .NET CORE，能夠跨平臺
支持ADSL撥號換IP：若是全部爬蟲統一部署, 能夠實現單臺機器同時運行多個任務撥號互不影響、或者一個路由下面多個電腦下多個任務撥號互不影響
支持自定義代理池

基本使用

基本使用只須要引用DotnetSpider2.Core(Nuget中獲取)github

DotnetSpider實現一個完整爬蟲是須要4個模塊的：Scheduler、Downloader、PageProcessor、Pipeline。因爲Downloader和Scheduler都是有基本實現的，所以只須要實現PageProcessor和Pipeline就能夠實現一個基本爬蟲了，這種方式也是最自由的方式。web

徹底自定義的例子以下：sql

        public static void Main(string[] args)
        {
            // Custmize processor and pipeline 徹底自定義頁面解析和數據管道
            BaseUsage.CustmizeProcessorAndPipeline();
            Console.WriteLine("Press any key to continue...");
            Console.Read();
         }

        public static void CustmizeProcessorAndPipeline()
        {
            // Config encoding, header, cookie, proxy etc... 定義採集的 Site 對象, 設置 Header、Cookie、代理等
            var site = new Site { EncodingName = "UTF-8", RemoveOutboundLinks = true };
            for (int i = 1; i < 5; ++i)
            {
                // Add start/feed urls. 添加初始採集連接
                site.AddStartUrl("http://" + $"www.youku.com/v_olist/c_97_g__a__sg__mt__lg__q__s_1_r_0_u_0_pt_0_av_0_ag_0_sg__pr__h__d_1_p_{i}.html");
            }

            Spider spider = Spider.Create(site,
                // use memoery queue scheduler. 使用內存調度
                new QueueDuplicateRemovedScheduler(),
                // use custmize processor for youku 爲優酷自定義的 Processor
                new YoukuPageProcessor())
                // use custmize pipeline for youku 爲優酷自定義的 Pipeline
                .AddPipeline(new YoukuPipeline())
                // dowload html by http client
                .SetDownloader(new HttpClientDownloader())
                // 1 thread
                .SetThreadNum(1);

            spider.EmptySleepTime = 3000;

            // Start crawler 啓動爬蟲
            spider.Run();
        }

        public class YoukuPipeline : BasePipeline
        {
            private static long count = 0;

            public override void Process(ResultItems resultItems)
            {
                foreach (YoukuVideo entry in resultItems.Results["VideoResult"])
                {
                    count++;
                    Console.WriteLine($"[YoukuVideo {count}] {entry.Name}");
                }

                // Other actions like save data to DB. 能夠自由實現插入數據庫或保存到文件
            }
        }

        public class YoukuPageProcessor : BasePageProcessor
        {
            protected override void Handle(Page page)
            {
                // 利用 Selectable 查詢並構造本身想要的數據對象
                var totalVideoElements = page.Selectable.SelectList(Selectors.XPath("//div[@class='yk-pack pack-film']")).Nodes();
                List<YoukuVideo> results = new List<YoukuVideo>();
                foreach (var videoElement in totalVideoElements)
                {
                    var video = new YoukuVideo();
                    video.Name = videoElement.Select(Selectors.XPath(".//img[@class='quic']/@alt")).GetValue();
                    results.Add(video);
                }
                
                // Save data object by key. 以自定義KEY存入page對象中供Pipeline調用
                page.AddResultItem("VideoResult", results);

                // Add target requests to scheduler. 解析須要採集的URL
                foreach (var url in page.Selectable.SelectList(Selectors.XPath("//ul[@class='yk-pages']")).Links().Nodes())
                {
                    page.AddTargetRequest(new Request(url.GetValue(), null));
                }
            }
        }

        public class YoukuVideo
        {
            public string Name { get; set; }
        }

配置式爬蟲

配置式爬蟲須要額外引用DotnetSpider2.Extension(Nuget中獲取)數據庫

大部分狀況下只須要配置式來實現一個採集任務。相對於基本使用方式，配置式爬式只須要短短的幾行代碼就能夠實現一個爬蟲。但凡事有利就有弊，配置式爬的自由度相對低了一些。瀏覽器

使用配置式爬蟲的步驟以下：cookie

定義數據實體類，經過添加Attribute來定義數據的存儲規則、數據從頁面的解析規則
定義爬蟲任務的定義，繼承EntitySpiderBuilder
在Maink中實例化定義好的爬蟲任務，並調用Run方法

完整代碼以下, 感覺一下就好，後面章節會詳細介紹如何實現:架構

    public class JdSkuSampleSpider : EntitySpiderBuilder
    {
        protected override EntitySpider GetEntitySpider()
        {
            EntitySpider context = new EntitySpider(new Site
            {
                //HttpProxyPool = new HttpProxyPool(new KuaidailiProxySupplier("快代理API"))
            });
            context.SetThreadNum(1);
            context.SetIdentity("JD_sku_store_test_" + DateTime.Now.ToString("yyyy_MM_dd_hhmmss"));
            // dowload html by http client
            context.SetDownloader(new HttpClientDownloader());
            // save data to mysql.
            context.AddEntityPipeline(new MySqlEntityPipeline("Database='test';Data Source=localhost;User ID=root;Password=1qazZAQ!;Port=3306"));
            context.AddStartUrl("http://list.jd.com/list.html?cat=9987,653,655&page=2&JL=6_0_0&ms=5#J_main", new Dictionary<string, object> { { "name", "手機" }, { "cat3", "655" } });
            context.AddEntityType(typeof(Product));
            return context;
        }

        [Schema("test", "sku", TableSuffix.Today)]
        [EntitySelector(Expression = "//li[@class='gl-item']/div[contains(@class,'j-sku-item')]")]
        [Indexes(Index = new[] { "category" }, Unique = new[] { "category,sku", "sku" })]
        [TargetUrlsSelector(XPaths = new[] { "//span[@class=\"p-num\"]" }, Patterns = new[] { @"&page=[0-9]+&" })]
        public class Product : ISpiderEntity
        {
            [StoredAs("sku", DataType.String, 25)]
            [PropertySelector(Expression = "./@data-sku")]
            public string Sku { get; set; }

            [StoredAs("category", DataType.String, 20)]
            [PropertySelector(Expression = "name", Type = SelectorType.Enviroment)]
            public string CategoryName { get; set; }

            [StoredAs("cat3", DataType.String, 20)]
            [PropertySelector(Expression = "cat3", Type = SelectorType.Enviroment)]
            public int CategoryId { get; set; }

            [StoredAs("url", DataType.Text)]
            [PropertySelector(Expression = "./div[1]/a/@href")]
            public string Url { get; set; }

            [StoredAs("commentscount", DataType.String, 32)]
            [PropertySelector(Expression = "./div[5]/strong/a")]
            public long CommentsCount { get; set; }

            [StoredAs("shopname", DataType.String, 100)]
            [PropertySelector(Expression = ".//div[@class='p-shop']/@data-shop_name")]
            public string ShopName { get; set; }

            [StoredAs("name", DataType.String, 50)]
            [PropertySelector(Expression = ".//div[@class='p-name']/a/em")]
            public string Name { get; set; }

            [StoredAs("venderid", DataType.String, 25)]
            [PropertySelector(Expression = "./@venderid")]
            public string VenderId { get; set; }

            [StoredAs("jdzy_shop_id", DataType.String, 25)]
            [PropertySelector(Expression = "./@jdzy_shop_id")]
            public string JdzyShopId { get; set; }

            [StoredAs("run_id", DataType.Date)]
            [PropertySelector(Expression = "Monday", Type = SelectorType.Enviroment)]
            public DateTime RunId { get; set; }

            [PropertySelector(Expression = "Now", Type = SelectorType.Enviroment)]
            [StoredAs("cdate", DataType.Time)]
            public DateTime CDate { get; set; }
        }
    }

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        JdSkuSampleSpider spiderBuilder = new JdSkuSampleSpider();
        spiderBuilder.Run();
    }
}