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golang爬虫的基本组成部分和编写方法

随着互联网的普及与信息化的加速发展，越来越多的数据被存放在互联网上，因此网络爬虫已经成为许多人不可或缺的工具。其中，golang爬虫由于其简洁、高效和可扩展性，成为了许多程序员首选的爬虫编写语言。

本文将介绍golang爬虫的基本组成部分和编写方法。

一、golang爬虫的基本组成部分

  1. URL管理器（UrlManager）

URL管理器主要负责管理需要爬取的URL队列，以及去重等相关操作。其主要包含以下功能：

  • 添加URL：将需要爬取的URL添加到队列中；
  • 获取URL：从URL队列中获取待爬取的URL；
  • 存储URL：将已爬过的URL存储下来；
  • 去重：防止重复爬取同一个URL。
  1. 网页下载器（Downloader）

网页下载器主要负责将URL对应的网页下载到本地。它可以根据URL的不同特点，采用不同的下载方式，如HTTP、HTTPS、FTP等。在golang中，可通过使用第三方库，如net/http来进行网页下载。

  1. 网页解析器（Parser）

网页解析器主要负责对下载下来的网页进行解析，获取需要的数据并保存。golang中，可通过正则表达式、html5解析器、goquery等方法进行网页解析。

  1. 存储器（Storage）

存储器主要负责将已经解析下来的数据进行存储，一般有数据库存储和本地文件存储两种方式。golang中可以使用第三方库如GORM、orm等进行数据存储。

二、golang爬虫的编写方法

  1. 创建URL管理器

URL管理器主要用来管理待爬取/已爬取的URL，提供添加URL、获取URL、判断URL是否存在等操作。

type UrlManager struct {
    Urls map[string]bool
}
// 新建URL管理器
func NewUrlManager() *UrlManager {
    return &UrlManager{Urls: make(map[string]bool)}
}
// 添加URL到管理器队列
func (um *UrlManager) AddUrl(url string) bool {
    if um.Urls[url] {
        // URL已经存在
        return false
    }
    um.Urls[url] = true
    return true
}
// 添加URL列表到管理器队列
func (um *UrlManager) AddUrls(urls []string) bool {
    added := false
    for _, url := range urls {
        if um.AddUrl(url) {
            added = true
        }
    }
    return added
}
// 判断URL是否存在
func (um *UrlManager) HasUrl(url string) bool {
    return um.Urls[url]
}
// 获取待爬取的URL
func (um *UrlManager) GetUrl() string {
    for url := range um.Urls {
        delete(um.Urls, url)
        return url
    }
    return ""
}
// 获取URL数量
func (um *UrlManager) UrlCount() int {
    return len(um.Urls)
}
  1. 创建网页下载器

网页下载器主要用来下载指定的URL对应的网页内容，并将其返回。

type Downloader struct {
    client *http.Client
}
// 新建网页下载器
func NewDownloader() *Downloader {
    return &Downloader{client: &http.Client{}}
}
// 网页下载
func (d *Downloader) Download(url string) ([]byte, error) {
    req, err := http.NewRequest("GET", url, nil)
    req.Header.Set("User-Agent", "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.110 Safari/537.36")
    resp, err := d.client.Do(req)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    defer resp.Body.Close()
    // 读取响应正文内容
    contents, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    return contents, nil
}
  1. 创建网页解析器

网页解析器主要用来解析下载下来的网页内容，并提取需要的数据。下面是以goquery为例的解析器示例：

type Parser struct{}
// 新建网页解析器
func NewParser() *Parser {
    return &Parser{}
}
// 网页解析
func (parser *Parser) Parse(content []byte) []string {
    doc, err := goquery.NewDocumentFromReader(bytes.NewReader(content))
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    var urls []string
    doc.Find("a").Each(func(i int, s *goquery.Selection) {
        href, exists := s.Attr("href")
        if exists && !strings.HasPrefix(href, "javascript") && len(href) > 1 {
            // 绝对路径和相对路径都考虑
            u, err := url.Parse(href)
            if err != nil {
                return
            }
            if u.IsAbs() {
                urls = append(urls, href)
                return
            }
            // 补全相对路径,例如：./abc --> http://example.com/abc
            base, _ := url.Parse(contentUrl)
            urls = append(urls, base.ResolveReference(u).String())
        }
    })
    return urls
}
  1. 创建存储器

存储器主要用来将解析后的数据存储到本地或数据库中，此处以MySQL数据库为例：

type Storage struct {
    db *gorm.DB
}
//新建数据存储器
func NewStorage() *Storage{
    db, _ := gorm.Open("mysql", "root:password@tcp(localhost:3306)/mydb?charset=utf8&parseTime=True&loc=Local")
    return &Storage{db:db}
}
// 保存数据到数据库
func (storage *Storage) SaveData(data []string) {
    for _, item := range data {
        storage.db.Create(&MyModel{Name: item})
    }
}
  1. 爬虫控制器

爬虫控制器主要实现爬虫的调度与协调功能。其主要流程为：

  • 初始化URL管理器、网页下载器、网页解析器、存储器；
  • 将待爬取的URL添加到URL管理器队列中；
  • 循环获取待爬取的URL；
  • 判断URL是否已被爬取过，若已爬取过，则跳过该URL；
  • 下载URL对应的网页；
  • 解析网页，并取出数据；
  • 将数据存储到数据库中；
  • 将URL添加到已爬取的URL列表中。
func Run() {
    // 初始化URL管理器、网页下载器、网页解析器、存储器
    urlManager := NewUrlManager()
    downLoader := NewDownloader()
    parser := NewParser()
    storage := NewStorage()
    // 添加待爬取的URL
    urlManager.AddUrl("http://example.com")
    // 爬虫运行
    for urlManager.UrlCount() > 0 {
        // 获取待爬取的URL
        url := urlManager.GetUrl()
        // 判断URL是否已爬取过
        if downLoader.IsCrawled(url) {
            continue
        }
        // 下载网页
        contents, err := downLoader.Download(url)
        if err != nil {
            continue
        }
        // 解析网页
        urls := parser.Parse(contents)
        // 存储数据
        storage.SaveData(urls)
        // 将URL添加到已爬取过的URL列表
        downLoader.AddCrawled(url)
        // 将解析出来的URL添加到URL队列中
        urlManager.AddUrls(urls)
    }
}
  1. 完整代码
package main
import (
    "bytes"
    "github.com/PuerkitoBio/goquery"
    "github.com/jinzhu/gorm"
    _ "github.com/jinzhu/gorm/dialects/mysql"
    "io/ioutil"
    "log"
    "net/http"
    "net/url"
    "strings"
)
type UrlManager struct {
    Urls map[string]bool
}
// 新建URL管理器
func NewUrlManager() *UrlManager {
    return &UrlManager{Urls: make(map[string]bool)}
}
// 添加URL到管理器队列
// 添加URL到管理器队列
func (um *UrlManager) AddUrl(url string) bool {
    if um.Urls[url] {
        // URL已经存在
        return false
    }
    um.Urls[url] = true
    return true
}
// 添加URL列表到管理器队列
func (um *UrlManager) AddUrls(urls []string) bool {
    added := false
    for _, url := range urls {
        if um.AddUrl(url) {
            added = true
        }
    }
    return added
}
// 判断URL是否存在
func (um *UrlManager) HasUrl(url string) bool {
    return um.Urls[url]
}
// 获取待爬取的URL
func (um *UrlManager) GetUrl() string {
    for url := range um.Urls {
        delete(um.Urls, url)
        return url
    }
    return ""
}
// 获取URL数量
func (um *UrlManager) UrlCount() int {
    return len(um.Urls)
}
type Downloader struct {
    client *http.Client
    crawledUrls map[string]bool
}
// 新建网页下载器
func NewDownloader() *Downloader {
    return &Downloader{client: &http.Client{}, crawledUrls: make(map[string]bool)}
}
// 网页下载
func (d *Downloader) Download(url string) ([]byte, error) {
    req, err := http.NewRequest("GET", url, nil)
    req.Header.Set("User-Agent", "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.110 Safari/537.36")
    resp, err := d.client.Do(req)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    defer resp.Body.Close()
    // 读取响应正文内容
    contents, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    return contents, nil
}
// 判断URL是否已爬取
func (d *Downloader) IsCrawled(url string) bool {
    return d.crawledUrls[url]
}
// 将URL添加到已爬取列表中
func (d *Downloader) AddCrawled(url string) {
    d.crawledUrls[url] = true
}
type Parser struct{}
// 新建网页解析器
func NewParser() *Parser {
    return &Parser{}
}
// 网页解析
func (parser *Parser) Parse(content []byte,contentUrl string) []string {
    doc, err := goquery.NewDocumentFromReader(bytes.NewReader(content))
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    var urls []string
    doc.Find("a").Each(func(i int, s *goquery.Selection) {
        href, exists := s.Attr("href")
        if exists && !strings.HasPrefix(href, "javascript") && len(href) > 1 {
            // 绝对路径和相对路径都考虑
            u, err := url.Parse(href)
            if err != nil {
                return
            }
            if u.IsAbs() {
                urls = append(urls, href)
                return
            }
            // 补全相对路径
            base, _ := url.Parse(contentUrl)
            urls = append(urls, base.ResolveReference(u).String())
        }
    })
    return urls
}

type MyModel struct {
    gorm.Model
    Name string
}
type Storage struct {
    db *gorm.DB
}

//新建数据存储器
func NewStorage() *Storage{
    db, _ := gorm.Open("mysql", "root:password@tcp(localhost:3306)/mydb?charset=utf8&parseTime=True&loc=Local")
    db.AutoMigrate(&MyModel{})
    return &Storage{db:db}
}

// 保存数据到数据库
func (storage *Storage) SaveData(data []string) {
    for _, item := range data {
        storage.db.Create(&MyModel{Name: item})
    }
}
func Run() {
    // 初始化URL管理器、网页下载器、网页解析器、存储器
    urlManager := NewUrlManager()
    downLoader := NewDownloader()
    parser := NewParser()
    storage := NewStorage()
    // 添加待爬取的URL
    urlManager.AddUrl("http://example.com")
    // 爬虫运行
    for urlManager.UrlCount() > 0 {
        // 获取待爬取的URL
        url := urlManager.GetUrl()
        // 判断URL是否已爬取过
        if downLoader.IsCrawled(url) {
            continue
        }
        // 下载网页
        contents, err := downLoader.Download(url)
        if err != nil {
            continue
        }
        // 解析网页
        urls := parser.Parse(contents,url)
        // 存储数据
        storage.SaveData(urls)
        // 将URL添加到已爬取过的URL列表
        downLoader.AddCrawled(url)
        // 将解析出来的URL添加到URL队列中
        urlManager.AddUrls(urls)
    }
}

func main(){
    Run()
}

三、总结

golang爬虫具有简洁、高效和可扩展性的特点，并且由于其天然的并发优势，可以大大提高爬取数据速度。本文通过介绍golang爬虫的基本组成和编写方法，希望能够对读者有所帮助，也欢迎读者们在实践中积累更多的经验。

以上就是golang爬虫的基本组成部分和编写方法的详细内容，更多请关注其它相关文章！