零基础写java网络爬虫
說到爬蟲,使用Java本身自帶的URLConnection可以實現(xiàn)一些基本的抓取頁面的功能,但是對于一些比較高級的功能,比如重定向的處理,HTML標記的去除,僅僅使用URLConnection還是不夠的。
在這里我們可以使用HttpClient這個第三方jar包。
接下來我們使用HttpClient簡單的寫一個爬去百度的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*??????????? 目標網頁的鏈接* @return 返回布爾值,表示是否正常下載目標頁面* @throws Exception*???????????? 讀取網頁流或寫入本地文件流的IO異常*/public static boolean downloadPage(String path) throws Exception {// 定義輸入輸出流InputStream input = null;OutputStream output = null;// 得到 post 方法GetMethod getMethod = new GetMethod(path);// 執(zhí)行,返回狀態(tài)碼int statusCode = httpClient.executeMethod(getMethod);// 針對狀態(tài)碼進行處理// 簡單起見,只處理返回值為 200 的狀態(tài)碼if (statusCode == HttpStatus.SC_OK) {input = getMethod.getResponseBodyAsStream();// 通過對URL的得到文件名String filename = path.substring(path.lastIndexOf('/') + 1)+ ".html";// 獲得文件輸出流output = new FileOutputStream(filename);// 輸出到文件int tempByte = -1;while ((tempByte = input.read()) > 0) {output.write(tempByte);}// 關閉輸入流if (input != null) {input.close();}// 關閉輸出流if (output != null) {output.close();}return true;}return false;}public static void main(String[] args) {try {// 抓取百度首頁,輸出Spider.downloadPage("<a target=_blank href="http://www.baidu.com/" style="color: rgb(0, 102, 153); text-decoration: none;">http://www.baidu.com</a>");} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}} }
但是這樣基本的爬蟲是不能滿足各色各樣的爬蟲需求的。
先來介紹寬度優(yōu)先爬蟲。
寬度優(yōu)先相信大家都不陌生,簡單說來可以這樣理解寬度優(yōu)先爬蟲。
我們把互聯(lián)網看作一張超級大的有向圖,每一個網頁上的鏈接都是一個有向邊,每一個文件或沒有鏈接的純頁面則是圖中的終點:
寬度優(yōu)先爬蟲就是這樣一個爬蟲,爬走在這個有向圖上,從根節(jié)點開始一層一層往外爬取新的節(jié)點的數(shù)據(jù)。
寬度遍歷算法如下所示:
(1) 頂點 V 入隊列。
(2) 當隊列非空時繼續(xù)執(zhí)行,否則算法為空。
(3) 出隊列,獲得隊頭節(jié)點 V,訪問頂點 V 并標記 V 已經被訪問。
(4) 查找頂點 V 的第一個鄰接頂點 col。
(5) 若 V 的鄰接頂點 col 未被訪問過,則 col 進隊列。
(6) 繼續(xù)查找 V 的其他鄰接頂點 col,轉到步驟(5),若 V 的所有鄰接頂點都已經被訪問過,則轉到步驟(2)。
按照寬度遍歷算法,上圖的遍歷順序為:A->B->C->D->E->F->H->G->I,這樣一層一層的遍歷下去。
而寬度優(yōu)先爬蟲其實爬取的是一系列的種子節(jié)點,和圖的遍歷基本相同。
我們可以把需要爬取頁面的URL都放在一個TODO表中,將已經訪問的頁面放在一個Visited表中:
則寬度優(yōu)先爬蟲的基本流程如下:
(1) 把解析出的鏈接和 Visited 表中的鏈接進行比較,若 Visited 表中不存在此鏈接, 表示其未被訪問過。
(2) 把鏈接放入 TODO 表中。
(3) 處理完畢后,從 TODO 表中取得一條鏈接,直接放入 Visited 表中。
(4) 針對這個鏈接所表示的網頁,繼續(xù)上述過程。如此循環(huán)往復。
下面我們就來一步一步制作一個寬度優(yōu)先的爬蟲。
首先,對于先設計一個數(shù)據(jù)結構用來存儲TODO表,?考慮到需要先進先出所以采用隊列,自定義一個Quere類:
import java.util.LinkedList; /*** 自定義隊列類 保存TODO表*/ public class Queue {/*** 定義一個隊列,使用LinkedList實現(xiàn)*/private LinkedList<Object> queue = new LinkedList<Object>(); // 入隊列/*** 將t加入到隊列中*/public void enQueue(Object t) {queue.addLast(t);}/*** 移除隊列中的第一項并將其返回*/public Object deQueue() {return queue.removeFirst();}/*** 返回隊列是否為空*/public boolean isQueueEmpty() {return queue.isEmpty();}/*** 判斷并返回隊列是否包含t*/public boolean contians(Object t) {return queue.contains(t);}/*** 判斷并返回隊列是否為空*/public boolean empty() {return queue.isEmpty();} }
還需要一個數(shù)據(jù)結構來記錄已經訪問過的 URL,即Visited表。
考慮到這個表的作用,每當要訪問一個 URL 的時候,首先在這個數(shù)據(jù)結構中進行查找,如果當前的 URL 已經存在,則丟棄這個URL任務。
這個數(shù)據(jù)結構需要不重復并且能快速查找,所以選擇HashSet來存儲。
綜上,我們另建一個SpiderQueue類來保存Visited表和TODO表:
import java.util.HashSet; import java.util.Set; /*** 自定義類 保存Visited表和unVisited表*/ public class SpiderQueue {/*** 已訪問的url集合,即Visited表*/private static Set<Object> visitedUrl = new HashSet<>();/*** 添加到訪問過的 URL 隊列中*/public static void addVisitedUrl(String url) {visitedUrl.add(url);}/*** 移除訪問過的 URL*/public static void removeVisitedUrl(String url) {visitedUrl.remove(url);}/*** 獲得已經訪問的 URL 數(shù)目*/public static int getVisitedUrlNum() {return visitedUrl.size();}/*** 待訪問的url集合,即unVisited表*/private static Queue unVisitedUrl = new Queue();/*** 獲得UnVisited隊列*/public static Queue getUnVisitedUrl() {return unVisitedUrl;}/*** 未訪問的unVisitedUrl出隊列*/public static Object unVisitedUrlDeQueue() {return unVisitedUrl.deQueue();}/*** 保證添加url到unVisitedUrl的時候每個 URL只被訪問一次*/public static void addUnvisitedUrl(String url) {if (url != null && !url.trim().equals("") && !visitedUrl.contains(url)&& !unVisitedUrl.contians(url))unVisitedUrl.enQueue(url);}/*** 判斷未訪問的 URL隊列中是否為空*/public static boolean unVisitedUrlsEmpty() {return unVisitedUrl.empty();} }
上面是一些自定義類的封裝,接下來就是一個定義一個用來下載網頁的工具類,我們將其定義為DownTool類:
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 {/*** 根據(jù) URL 和網頁類型生成需要保存的網頁的文件名,去除 URL 中的非文件名字符*/private String getFileNameByUrl(String url, String contentType) {// 移除 "http://" 這七個字符url = url.substring(7);// 確認抓取到的頁面為 text/html 類型if (contentType.indexOf("html") != -1) {// 把所有的url中的特殊符號轉化成下劃線url = url.replaceAll("[\\?/:*|<>\"]", "_") + ".html";} else {url = url.replaceAll("[\\?/:*|<>\"]", "_") + "."+ contentType.substring(contentType.lastIndexOf("/") + 1);}return url;}/*** 保存網頁字節(jié)數(shù)組到本地文件,filePath 為要保存的文件的相對地址*/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();}}// 下載 URL 指向的網頁public String downloadFile(String url) {String filePath = null;// 1.生成 HttpClinet對象并設置參數(shù)HttpClient httpClient = new HttpClient();// 設置 HTTP連接超時 5shttpClient.getHttpConnectionManager().getParams().setConnectionTimeout(5000);// 2.生成 GetMethod對象并設置參數(shù)GetMethod getMethod = new GetMethod(url);// 設置 get請求超時 5sgetMethod.getParams().setParameter(HttpMethodParams.SO_TIMEOUT, 5000);// 設置請求重試處理getMethod.getParams().setParameter(HttpMethodParams.RETRY_HANDLER,new DefaultHttpMethodRetryHandler());// 3.執(zhí)行GET請求try {int statusCode = httpClient.executeMethod(getMethod);// 判斷訪問的狀態(tài)碼if (statusCode != HttpStatus.SC_OK) {System.err.println("Method failed: "+ getMethod.getStatusLine());filePath = null;}// 4.處理 HTTP 響應內容byte[] responseBody = getMethod.getResponseBody();// 讀取為字節(jié)數(shù)組// 根據(jù)網頁 url 生成保存時的文件名filePath = "temp\\"+ getFileNameByUrl(url,getMethod.getResponseHeader("Content-Type").getValue());saveToLocal(responseBody, filePath);} catch (HttpException e) {// 發(fā)生致命的異常,可能是協(xié)議不對或者返回的內容有問題System.out.println("請檢查你的http地址是否正確");e.printStackTrace();} catch (IOException e) {// 發(fā)生網絡異常e.printStackTrace();} finally {// 釋放連接getMethod.releaseConnection();}return filePath;} }在這里我們需要一個HtmlParserTool類來處理Html標記:
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 {// 獲取一個網站上的鏈接,filter 用來過濾鏈接public static Set<String> extracLinks(String url, LinkFilter filter) {Set<String> links = new HashSet<String>();try {Parser parser = new Parser(url);parser.setEncoding("gb2312");// 過濾 <frame >標簽的 filter,用來提取 frame 標簽里的 src 屬性NodeFilter frameFilter = new NodeFilter() {private static final long serialVersionUID = 1L;@Overridepublic boolean accept(Node node) {if (node.getText().startsWith("frame src=")) {return true;} else {return false;}}};// OrFilter 來設置過濾 <a> 標簽和 <frame> 標簽OrFilter linkFilter = new OrFilter(new NodeClassFilter(LinkTag.class), frameFilter);// 得到所有經過過濾的標簽NodeList list = parser.extractAllNodesThatMatch(linkFilter);for (int i = 0; i < list.size(); i++) {Node tag = list.elementAt(i);if (tag instanceof LinkTag)// <a> 標簽{LinkTag link = (LinkTag) tag;String linkUrl = link.getLink();// URLif (filter.accept(linkUrl))links.add(linkUrl);} else// <frame> 標簽{// 提取 frame 里 src 屬性的鏈接, 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;} }最后我們來寫個爬蟲類調用前面的封裝類和函數(shù):
package controller; import java.util.Set; import model.LinkFilter; import model.SpiderQueue; public class BfsSpider {/*** 使用種子初始化URL隊列*/private void initCrawlerWithSeeds(String[] seeds) {for (int i = 0; i < seeds.length; i++)SpiderQueue.addUnvisitedUrl(seeds[i]);}// 定義過濾器,提取以 <a target=_blank href="http://www.xxxx.com/" style="color: rgb(0, 102, 153); text-decoration: none;">http://www.xxxx.com</a>開頭的鏈接public void crawling(String[] seeds) {LinkFilter filter = new LinkFilter() {public boolean accept(String url) {if (url.startsWith("<a target=_blank href="http://www.baidu.com/" style="color: rgb(0, 102, 153); text-decoration: none;">http://www.baidu.com</a>"))return true;elsereturn false;}};// 初始化 URL 隊列initCrawlerWithSeeds(seeds);// 循環(huán)條件:待抓取的鏈接不空且抓取的網頁不多于 1000while (!SpiderQueue.unVisitedUrlsEmpty()&& SpiderQueue.getVisitedUrlNum() <= 1000) {// 隊頭 URL 出隊列String visitUrl = (String) SpiderQueue.unVisitedUrlDeQueue();if (visitUrl == null)continue;DownTool downLoader = new DownTool();// 下載網頁downLoader.downloadFile(visitUrl);// 該 URL 放入已訪問的 URL 中SpiderQueue.addVisitedUrl(visitUrl);// 提取出下載網頁中的 URLSet<String> links = HtmlParserTool.extracLinks(visitUrl, filter);// 新的未訪問的 URL 入隊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[] { "<a target=_blank href="http://www.baidu.com/" style="color: rgb(0, 102, 153); text-decoration: none;">http://www.baidu.com</a>" });} }運行可以看到,爬蟲已經把百度網頁下所有的頁面都抓取出來了:
以上就是java使用HttpClient工具包和寬度爬蟲進行抓取內容的操作的全部內容,稍微復雜點,小伙伴們要仔細琢磨下哦,希望對大家能有所幫助
總結
以上是生活随笔為你收集整理的零基础写java网络爬虫的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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