教你如何用Java简单爬取WebMagic

一、Java爬虫——WebMagic

1.1 WebMagic总体架构图

1.2 WebMagic核心组件

1.2.1 Downloader

该组件负责从互联网上下载页面。WebMagic默认使用Apache HttpClient作为下载工具。

1.2.2 PageProcessor

该组件负责解析页面，根据我们的业务进行抽取信息。WebMagic使用Jsoup作为HTML解析工具，并基于其开发了解析Xpath的工具Xsoup。

1.2.3 Scheduler

该组件负责管理待抓取的URL，以及去重的工作。WebMagic默认使用JDK内存队列管理URL，通过集合进行去重。

支持使用Redis进行分布式管理。

1.2.4 Pipeline

该组件负责抽取结果的处理，包括计算、持久化到文件、数据库等等。

1.2.5 数据流转对象

1. Request

Request是对URL地址的一层封装，一个Request对应一个URL地址。

它是PageProcessor与Downloader交互的载体，也是PageProcessor控制Downloader唯一方式。

除了URL本身外，它还包含一个Key-Value结构的字段extra。你可以在extra中保存一些特殊的属性，然后在其他地方读取，以完成不同的功能。例如附加上一个页面的一些信息等。

2. Page

Page代表了从Downloader下载到的一个页面——可能是HTML，也可能是JSON或者其他文本格式的内容。

Page是WebMagic抽取过程的核心对象，它提供一些方法可供抽取、结果保存等。

3. ResultItems

ResultItems相当于一个Map，底层使用了LinkedHashMap进行存储，它保存PageProcessor处理的结果，供Pipeline使用。它的API与Map很类似，值得注意的是它有一个字段skip，若设置为true，则不被Pipeline处理，跳过。

1.2.6 Spider——WebMagic核心引擎

Spider是WebMagic内部流程的核心。Downloader、PageProcessor、Scheduler、Pipeline都是Spider的一个属性，这些属性是可以自由设置的，通过设置这个属性可以实现不同的功能。Spider也是WebMagic操作的入口，它封装了爬虫的创建、启动、停止、多线程等功能。

1.3 练习Demo

需求是爬取一篇厦门限行文章，文章来源：http://xm.bendibao.com/traffic/2018116/54311.shtm，具体需求如下：

1.删除文章中超链接

2.文章中的图片下载至本地

3.删除文章末尾：温馨提示...

1.3.1 定制Downloader

为预防页面失效，定制一个Downloader，当链接地址不存在时，打印日志。

public class MyHttpClientDownloader extends HttpClientDownloader {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

    /**
     * 提示页面获取状态码
     */
    @Override
    protected Page handleResponse(Request request, String charset, HttpResponse httpResponse, Task task) throws IOException {
        Page page = super.handleResponse(request, charset, httpResponse, task);
        if(httpResponse.getStatusLine().getStatusCode()!= ConstantsField.PAGE_STATUS_200){
            page.setDownloadSuccess(false);
            logger.warn("页面获取状态码错误，正在重试！");
        }
        return page;
    }
}

1.3.2 定制PageProcessor

该页面处理器实现了对页面的抽取，符合上面的需求。

将处理完成的数据添加进入：Page对象，并设置键分别为：imgList与content。

public class XmPageProcessor implements PageProcessor {

    /**
     * 抓取网站的相关配置，包括编码、抓取间隔、重试次数等
     */
    private Site site = Site.me().setCycleRetryTimes(3).setSleepTime(1000);

    /**
     * 核心：编写抽取逻辑
     */
    @Override
    public void process(Page page) {
        // 抽取页面文本数据
        Selectable selectable = page.getHtml().css(ConstantsField.PAGE_CSS_CONTENT);

        //处理图片
        List<String> pImgList = selectable.xpath(ConstantsField.XPATH_IMG).all();
        List<String> imgUrl = new ArrayList<>();
        if(pImgList.size()>0){
            Pattern compile = Pattern.compile(ConstantsField.REX_IMG_SRC);
            for (String img : pImgList) {
                Matcher matcher = compile.matcher(img);
                while (matcher.find()){
                    imgUrl.add(matcher.group(1));
                }
            }
        }
        if(imgUrl.size()>0){
            page.putField("imgList",imgUrl);
        }else {
            page.putField("imgList",null);
        }

        //对内容转换为StringBuilder
        String content = selectable.toString();
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(content);

        //处理超链接
        StringBuilder newString = dealLink(stringBuilder);

        //处理末尾
        int startIndex = newString.indexOf(ConstantsField.END_CONTENT);
        if(startIndex>0) {
            newString.delete(startIndex, stringBuilder.length());
            newString.append("</div>");
        }

        page.putField("content",newString.toString());
    }

    @Override
    public Site getSite() {
        return site;
    }

    /**
     * 处理超链接
     */
    private static StringBuilder dealLink(StringBuilder stringBuilder){
        StringBuilder newString = new StringBuilder(stringBuilder);
        int aIndex = newString.indexOf("<a href");
        while (aIndex != -1){
            int pStart = newString.lastIndexOf("<p>", aIndex);
            int pEnd = (newString.indexOf("</p>", aIndex) + 4);
            newString.delete(pStart,pEnd);
            aIndex = newString.indexOf("<a href");
        }
        return newString;
    }
}

1.3.3 定制Pipeline

Pipeline是处理结果的地方，这里我们对结果进行存储文件的处理。网站文本存储为：stm格式，图片文本存储为其网站源文件的格式。

public class MyFilePipeline extends FilePersistentBase implements Pipeline {

    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

    private StringBuilder filepath;

    private MyFilePipeline() {
        this.setPath(ConstantsField.DEFAULT_SAVE_LOCATION);
    }

    public MyFilePipeline(String path) {
        if(path!=null){
            this.setPath(path);
        }else {
            new MyFilePipeline();
        }
        filepath = new StringBuilder().append(this.path).
                append(PATH_SEPERATOR).append(ConstantsField.FILE_NAME)
                .append(ConstantsField.FILE_POSTFIX);

    }

    @Override
    public void process(ResultItems resultItems, Task task) {
        //文件内容覆盖
        try(PrintWriter printWriter = new PrintWriter(new FileWriter(getFile(filepath.toString()),false))) {
            printWriter.write(resultItems.get("content").toString());
            logger.info("文件生成成功，存储地址为："+filepath);

            //下载图片
            List<String> imgList = resultItems.get("imgList");
            if(imgList!=null&&imgList.size()>0){
                boolean dowload = DownloadImgUtils.download(imgList, this.getPath());
                if(dowload){
                    logger.info("图片下载成功，存储地址为：" + this.getPath());
                }
            }

        } catch (IOException e) {
            logger.error("输出文件出错：" + e.getCause().toString());
        }
    }
}

这里实现了网页存储为stm格式与图片存储，图片存储使用了如下工具类DownloadImgUtils：

public class DownloadImgUtils {

    /**
     * 下载图片
     * @param imgList 图片列表
     * @param savePath 保存地址
     * @return 成功返回true
     */
    public static boolean download(List<String> imgList, String savePath) throws IOException {
        URL url;
        DataInputStream dataInputStream = null;
        FileOutputStream fileOutputStream = null;
        File file;
        try {
            for (String imgUrl : imgList) {
                //截取文件名
                Pattern pat=Pattern.compile(ConstantsField.REX_IMG_SUFFIX);
                Matcher mc=pat.matcher(imgUrl);
                while(mc.find()) {
                    String fileName= mc.group();
                    file = new File(savePath + fileName);
                    file.createNewFile();
                    fileOutputStream = new FileOutputStream(savePath + fileName);
                }

                url = new URL(imgUrl);
                dataInputStream = new DataInputStream(url.openStream());

                ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int length;
                while ((length = dataInputStream.read(buffer))>0){
                    outputStream.write(buffer,0,length);
                }
                fileOutputStream.write(outputStream.toByteArray());
            }
            return true;
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            dataInputStream.close();
            fileOutputStream.close();
        }

        return false;
    }
}

1.3.4 启动类

public class WebMagicApplication {

    private String url;
    private String saveUrl;

    /**
     * 无参构造使用默认值
     */
    public WebMagicApplication() {
        this.url = ConstantsField.XM_BDB_URL;
        this.saveUrl = ConstantsField.DEFAULT_SAVE_LOCATION;
    }

    public WebMagicApplication(String url, String saveUrl) {
        this.url = url;
        this.saveUrl = saveUrl;
    }

    public void start(){
        Spider.create(new XmPageProcessor()).addUrl(this.url).addPipeline(new MyFilePipeline(this.saveUrl)).setDownloader(new MyHttpClientDownloader()).run();
    }

    public static void main(String[] args) {
        WebMagicApplication webMagicApplication = new WebMagicApplication("http://xm.bendibao.com/traffic/2018116/5431122.shtm","C:\\");
        webMagicApplication.start();
    }
}

这里启动类可以使用带参构造或无参构造，无参构造默认使用URL与存储地址为ConstantsField类中的XM_BDB_URL属性和DEFAULT_SAVE_LOCATION。

练习中的ConstantsField具体如下：

public final class ConstantsField {
    /**
     * 爬取的CSS的文本
     */
    public static final String PAGE_CSS_CONTENT = "div.content";

    /**
     * 结束文本起始位置
     */
    public static final String END_CONTENT = "<div id=\"adInArticle\"></div>";

    /**
     * 厦门本地宝URL
     */
    public static final String XM_BDB_URL = "http://xm.bendibao.com/traffic/2018116/54311.shtm";

    /**
     * 默认文件保存地址
     */
    public static final String DEFAULT_SAVE_LOCATION = "C:\\";

    /**
     * 文件名
     */
    public static final String FILE_NAME = "2021厦门限行最新消息（持续更新）";

    /**
     * 文件后缀
     */
    public static final String FILE_POSTFIX = ".stm";

    /**
     * 页面访问状态码
     */
    public static final int PAGE_STATUS_200 = 200;

    /**
     * 正则匹配src
     */
    public static final String REX_IMG_SRC = "src\\s*=\\s*\"?(.*?)(\"|>|\\s+)";

    /**
     * 正则匹配文件后缀
     */
    public static final String REX_IMG_SUFFIX = "[\\w]+[\\.](jpeg|jpg|png)";

    /**
     * 处理图片XPATH
     */
    public static final String XPATH_IMG = "//*[@id=\"bo\"]/*/img";
}

1.3.5 源码地址

练习Demo源码地址： https://gitee.com/Xiaoxinnolabi/web-magic/settings
WebMagic中文文档： http://webmagic.io/docs/zh/
WebMagic源码地址： https://github.com/code4craft/webmagic/

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