使用java实现网络爬虫

时间:2022-02-03 20:38:41

之前学习j2ee的搭建,基本完成了。

接下来想学习下爬虫技术。要研究一项技术,首先得知道它的原理。

那么网络爬虫的原理是什么呢?

网络爬虫是一个自动提取网页的程序,它为搜索引擎从万维网上下载网页,是搜索引擎的重要组成。传统爬虫从一个或若干初始网页的URL开始,获得初始网页上的

URL,在抓取网页的过程中,不断从当前页面上抽取新的URL放入队列,直到满足系统的一定停止条件。 

接下来我会一边研究网络爬虫的实现,一边记录产生的问题和解决方案。加油吧^_^!!

这里在网上找了个demo,先给大家看看:以下是利用Java模拟的一个程序,提取新浪页面上的链接,存放在一个文件里:

package testspider;

/**
 * Descriptions
 *
 * @version 2017年3月31日
 * @since JDK1.6
 *
 */
import java.io.BufferedReader;  
import java.io.FileWriter;  
import java.io.IOException;  
import java.io.InputStreamReader;  
import java.io.PrintWriter;  
import java.net.MalformedURLException;  
import java.net.URL;  
import java.net.URLConnection;  
import java.util.regex.Matcher;  
import java.util.regex.Pattern;  
  
public class WebSpider {  
    public static void main(String[] args) {  
        URL url = null;  
        URLConnection urlconn = null;  
        BufferedReader br = null;  
        PrintWriter pw = null;  
        String regex = "http://[\\w+\\.?/?]+\\.[A-Za-z]+";  
        Pattern p = Pattern.compile(regex);  
        try {  
            url = new URL("http://www.sina.com.cn/");  
            urlconn = url.openConnection();  
            pw = new PrintWriter(new FileWriter("f:/url.txt"), true);//这里我们把收集到的链接存储在了E盘底下的一个叫做url的txt文件中  
            br = new BufferedReader(new InputStreamReader(  
                    urlconn.getInputStream()));  
            String buf = null;  
            while ((buf = br.readLine()) != null) {  
                Matcher buf_m = p.matcher(buf);  
                while (buf_m.find()) {  
                    pw.println(buf_m.group());  
                }  
            }  
            System.out.println("获取成功!");  
        } catch (MalformedURLException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } finally {  
            try {  
                br.close();  
            } catch (IOException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
            pw.close();  
        }  
    }  
}  

建立一个java project把代码直接放到里面,运行之后会抓取新浪的所有URL存放在本地的F:/url.txt中

使用java实现网络爬虫

随便选择一条url访问,比如http://beacon.sina.com.cn/a.gif

是可以得到图片的,这只是爬虫的简单实现,接下来我会深入研究它的实现。

网络爬虫:

开发工具:eclipse JDK1.6

从网上找的demo并没有用到服务器。所以我也不用服务器了。也不涉及数据库。把爬到的信息存储在本地目录下。

首先,建一个java工程。第一个类根据URL获取对应网页内容。

package webspilder;

import java.io.IOException;

import org.apache.http.HttpEntity;
import org.apache.http.HttpResponse;
import org.apache.http.client.ClientProtocolException;
import org.apache.http.client.HttpClient;
import org.apache.http.client.methods.HttpGet;
import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;
import org.apache.http.util.EntityUtils;
    
@SuppressWarnings("deprecation")
public class DownloadPage  
{  
    
     /**  
      * 根据URL抓取网页内容  
      *   
      * @param url  
      * @return  
      */
     public static String getContentFormUrl(String url)  
     {  
         /* 实例化一个HttpClient客户端 */
         @SuppressWarnings({"resource"})
		 HttpClient client = new DefaultHttpClient();  
         HttpGet getHttp = new HttpGet(url);  
    
         String content = null;  
    
         HttpResponse response;  
         try
         {  
             /*获得信息载体*/
             response = client.execute(getHttp);  
             HttpEntity entity = response.getEntity();  
    
             VisitedUrlQueue.addElem(url);  
    
             if (entity != null)  
             {  
                 /* 转化为文本信息 */
                 content = EntityUtils.toString(entity);  
    
                 /* 判断是否符合下载网页源代码到本地的条件 */
                 if (FunctionUtils.isCreateFile(url)) 
                	 //&& FunctionUtils.isHasGoalContent(content) != -1
                 {  
                     FunctionUtils.createFile(FunctionUtils  
                             .getGoalContent(content), url);  
                 }  
             }  
    
         } catch (ClientProtocolException e)  
         {  
             e.printStackTrace();  
         } catch (IOException e)  
         {  
             e.printStackTrace();  
         } finally  
         {  
             client.getConnectionManager().shutdown();  
         }  
             
         return content;  
     }  
    
}


第二个类用正则表达式匹配URL,下载文件并保存在本地。如果有数据库,则可以保存在数据库。

package webspilder;


import java.io.BufferedWriter;  
import java.io.File;  
import java.io.FileOutputStream;  
import java.io.IOException;  
import java.io.OutputStreamWriter;  
import java.util.regex.Matcher;  
import java.util.regex.Pattern;  
    
public class FunctionUtils  
{  
    
    /**  
     * 匹配超链接的正则表达式  
     */
    private static String pat = "http://([\\w*\\.]*[\\w*])";  
    private static Pattern pattern = Pattern.compile(pat);  
    
    private static BufferedWriter writer = null;  
    
    /**  
     * 爬虫搜索深度  
     */
    public static int depth = 0;  
    
    /**  
     * 以"/"来分割URL,获得超链接的元素  
     *   
     * @param url  
     * @return  
     */
    public static String[] divUrl(String url)  
    {  
        return url.split("/");  
    }  
    
    /**  
     * 判断是否创建文件  
     *   
     * @param url  
     * @return  
     */
    public static boolean isCreateFile(String url)  
    {  
        Matcher matcher = pattern.matcher(url);  
    
        return matcher.matches();  
    }  
    
    /**  
     * 创建对应文件  
     *   
     * @param content  
     * @param urlPath  
     */
    public static void createFile(String content, String urlPath)  
    {  
        /* 分割url */
        String[] elems = divUrl(urlPath);  
        StringBuffer path = new StringBuffer();  
    
        File file = null;  
        for (int i = 1; i < elems.length; i++)  
        {  
            if (i != elems.length - 1)  
            {  
    
                path.append(elems[i]);  
                path.append(File.separator);  
                file = new File("D:" + File.separator + path.toString());  
    
            }  
    
            if (i == elems.length - 1)  
            {  
                Pattern pattern = Pattern.compile("[\\w*\\.]*[\\w*]");  
                Matcher matcher = pattern.matcher(elems[i]);  
                if ((matcher.matches()))  
                {  
                    if (!file.exists())  
                    {  
                        file.mkdirs();  
                    }  
                    String fileName = elems[i];  
                    file = new File("D:" + File.separator + path.toString()  
                            + File.separator + fileName + ".html");  
                    System.out.println("文件存储路径为:"+"D:" + File.separator + path.toString()  
                             + fileName + ".html");
                    try
                    {  
                        file.createNewFile();  
                        writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(  
                                new FileOutputStream(file)));  
                        writer.write(content);  
                        writer.flush();  
                        writer.close();  
                        System.out.println("创建文件成功");  
                    } catch (IOException e)  
                    {  
                        e.printStackTrace();  
                    }  
                    
                }  
            }  
    
        }  
    }  
    
    /**  
     * 获取页面的超链接并将其转换为正式的A标签  
     *   
     * @param href  
     * @return  
     */
    public static String getHrefOfInOut(String href)  
    {  
        /* 内外部链接最终转化为完整的链接格式 */
        String resultHref = null;  
    
        /* 判断是否为外部链接 */
        if (href.startsWith("http://"))  
        {  
            resultHref = href;  
        } else
        {  
            /* 如果是内部链接,则补充完整的链接地址,其他的格式忽略不处理,如:a href="#" */
            if (href.startsWith("/"))  
            {  
                resultHref = "http://www.oschina.net" + href;  
            }  
        }  
    
        return resultHref;  
    }  
    
    /**  
     * 截取网页网页源文件的目标内容  
     *   
     * @param content  
     * @return  
     */
    public static String getGoalContent(String content)  
    {  
        int sign = content.indexOf("<html");  
        String signContent = content.substring(sign);  
    
        int start = signContent.indexOf("<html");  
        int end = signContent.indexOf("</html>");  
    
        return signContent.substring(start , end+7);  
    }  
    
    /**  
     * 检查网页源文件中是否有目标文件  
     *   
     * @param content  
     * @return  
     */
    public static int isHasGoalContent(String content)  
    {  
        return content.indexOf("<");  
    }  
    
}


获取该URL取得页面中,其他页面的超链接,用于深度爬虫和广度爬虫。

package webspilder;


public class HrefOfPage  
{  
    /**  
     * 获得页面源代码中超链接  
     */
    public static void getHrefOfContent(String content)  
    {  
        System.out.println("开始");  
        String[] contents = content.split("<a href=\"");  
        for (int i = 1; i < contents.length; i++)  
        {  
            int endHref = contents[i].indexOf("\"");  
    
            String aHref = FunctionUtils.getHrefOfInOut(contents[i].substring(  
                    0, endHref));  
    
            if (aHref != null)  
            {  
                String href = FunctionUtils.getHrefOfInOut(aHref);  
    
                if (!UrlQueue.isContains(href)  
                        && href.indexOf("/code/explore") != -1  
                        && !VisitedUrlQueue.isContains(href))  
                {  
                    UrlQueue.addElem(href);  
                }  
            }  
        }  
    
        System.out.println(UrlQueue.size() + "--抓取到的连接数");  
        System.out.println(VisitedUrlQueue.size() + "--已处理的页面数");  
    
    }  
    
}


存储未访问过的URL,广度爬虫时避免重复。

package webspilder;

public class UrlDataHanding implements Runnable  
{  
    /**  
     * 下载对应页面并分析出页面对应的URL放在未访问队列中。  
     * @param url  
     */
    public void dataHanding(String url)  
    {  
            HrefOfPage.getHrefOfContent(DownloadPage.getContentFormUrl(url));  
    }  
            
    public void run()  
    {  
        while(!UrlQueue.isEmpty())  
        {  
           dataHanding(UrlQueue.outElem());  
        }  
    }  
}


存储访问过的URL,广度爬虫时避免重复。

package webspilder;

import java.util.HashSet;  

/**  
* 已访问url队列  
* @author HHZ  
*  
*/
public class VisitedUrlQueue  
{  
    public static HashSet<String> visitedUrlQueue = new HashSet<String>();  
    
    public synchronized static void addElem(String url)  
    {  
        visitedUrlQueue.add(url);  
    }  
    
    public synchronized static boolean isContains(String url)  
    {  
        return visitedUrlQueue.contains(url);  
    }  
    
    public synchronized static int size()  
    {  
        return visitedUrlQueue.size();  
    }  
}
------------------2017.12.11补充类start-----------------------------------
package webspilder;

/**
 * Descriptions
 *
 * @version 2017年3月31日
 * @author 
 * @since JDK1.6
 *
 */
import java.util.LinkedList;  

public class UrlQueue  
{  
    /**超链接队列*/
    public static LinkedList<String> urlQueue = new LinkedList<String>();  
        
    /**队列中对应最多的超链接数量*/
    public static final int MAX_SIZE = 10000;  
        
    public synchronized static void addElem(String url)  
    {  
        urlQueue.add(url);  
    }  
        
    public synchronized static String outElem()  
    {  
        return urlQueue.removeFirst();  
    }  
        
    public synchronized static boolean isEmpty()  
    {  
        return urlQueue.isEmpty();  
    }  
        
    public  static int size()  
    {  
        return urlQueue.size();  
    }  
        
    public  static boolean isContains(String url)  
    {  
        return urlQueue.contains(url);  
    }  
    
}

------------------2017.12.11补充类end-----------------------------------

主函数,运行此函数,开始爬虫

package webspilder;

import java.sql.SQLException;  

import webspilder.UrlDataHanding;  
import webspilder.UrlQueue;  
    
public class Test  
{  
  public static void main(String[] args) throws SQLException  
  {  
      String url = "http://baidu.com";  
      String url1 = "http://www.sina.com.cn";  
      String url2 = "http://finance.qq.com";  
      String url3 = "http://www.mi.com";  
          
          
      UrlQueue.addElem(url);  
      UrlQueue.addElem(url1);  
      UrlQueue.addElem(url2);  
      UrlQueue.addElem(url3);  
          
      UrlDataHanding[] url_Handings = new UrlDataHanding[10];  
          
          for(int i = 0 ; i < 10 ; i++)  
          {  
              url_Handings[i] = new UrlDataHanding();  
              new Thread(url_Handings[i]).start();  
          }  
    
  }  
}


本文爬取百度,新浪,QQ财经和小米的网页。成功后保存在本地的D盘:

运行效果截图:

使用java实现网络爬虫使用java实现网络爬虫

我保存成html文件了,大家也可以保存成txt文件。然后查看电脑D盘:

使用java实现网络爬虫使用java实现网络爬虫

发现文件已经保存成功。这其中遇到的问题主要是正则表达式的书写,这个很重要大家要注意。

到这里只是把对应网站的页面抓取了下来,那么怎样从对应页面中获取自己想要的数据呢?

这里使用了java 的jsoup技术。

问题

你有一个HTML文档要从中提取数据,并了解这个HTML文档的结构。

方法

HTML解析成一个Document之后,就可以使用类似于DOM的方法进行操作。示例代码:

File input = new File("/tmp/input.html");

Document doc = Jsoup.parse(input, "UTF-8", "http://example.com/");

 

Element content = doc.getElementById("content");

Elements links = content.getElementsByTag("a");

for (Element link : links) {

  String linkHref = link.attr("href");

  String linkText = link.text();

}


我们把上面接取的baidu.con.html用jsoup解析成document对象,然后使用DOM的方法接取我们想要的数据。

比如,我们想要网站中<input>标签的内容,那就用DOM方法自己获取把!!

最后用jsoup写了一个简单例子:

package webspilder;

import java.io.File;
import java.io.IOException;

import org.jsoup.Jsoup;
import org.jsoup.nodes.Document;
import org.jsoup.nodes.Element;
import org.jsoup.select.Elements;

/**
 * Descriptions
 *
 * @version 2017年4月1日
 * @author 
 * @since JDK1.6
 *
 */
public class Jsouptemp {
	//从本地文件中获取
    public static void getHrefByLocal()
    {
        File input = new File("D:\\www.mi.com.html");
        Document doc = null;
        try {
            doc = Jsoup.parse(input,"UTF-8","http://www.oschina.net/"); //这里后面加了网址是为了解决后面绝对路径和相对路径的问题
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        Elements links = doc.select("a[href]");
        for(Element link:links){
            String linkHref = link.attr("href");
            String linkText = link.text();
            System.out.println(linkText+":"+linkHref);
        }
    } 
    public static void main(String[] args) {
    	getHrefByLocal();
	}
}

得到小米官网包含的a标签链接:

使用java实现网络爬虫


基本就到这里啦!拜了个拜!^_^