利用爬虫技术自动化采集汽车之家的车型参数数据

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导语

汽车之家是一个专业的汽车网站，提供了丰富的汽车信息，包括车型参数、图片、视频、评测、报价等。如果我们想要获取这些信息，我们可以通过浏览器手动访问网站，或者利用爬虫技术自动化采集数据。本文将介绍如何使用Python编写一个简单的爬虫程序，实现对汽车之家的车型参数数据的自动化采集，并使用亿牛云爬虫代理服务来提高爬虫的稳定性和效率。

概述

爬虫技术是一种通过编程模拟浏览器访问网页，解析网页内容，提取所需数据的技术。爬虫程序通常需要完成以下几个步骤：

发送HTTP请求，获取网页源代码
解析网页源代码，提取所需数据
存储或处理提取的数据

在实际的爬虫开发中，我们还需要考虑一些其他的问题，例如：

如何避免被网站反爬机制识别和封禁
如何提高爬虫的速度和效率
如何处理异常和错误

为了解决这些问题，我们可以使用一些工具和服务来辅助我们的爬虫开发，例如：

使用requests库来发送HTTP请求，简化网络编程
使用BeautifulSoup库或者XPath语法来解析网页源代码，方便数据提取
使用pandas库或者csv模块来存储或处理提取的数据，支持多种数据格式
使用亿牛云爬虫代理服务来隐藏真实IP地址，防止被网站封禁
使用多线程或者协程来并发发送HTTP请求，提高爬虫的速度和效率
使用try-except语句或者logging模块来处理异常和错误，增加爬虫的稳定性和可维护性

正文

下面我们将使用Python编写一个简单的爬虫程序，实现对汽车之家的车型参数数据的自动化采集。我们以"奥迪A4L"为例，获取其所有在售车型的基本参数、动力参数、底盘转向参数、安全装备参数和外部配置参数。

1. 导入所需库和模块

首先，我们需要导入以下几个库和模块：

# 导入requests库，用于发送HTTP请求
import requests

# 导入BeautifulSoup库，用于解析网页源代码
from bs4 import BeautifulSoup

# 导入pandas库，用于存储或处理提取的数据
import pandas as pd

# 导入time模块，用于控制爬虫速度
import time

# 导入random模块，用于生成随机数
import random

# 导入threading模块，用于实现多线程爬虫
import threading

# 导入queue模块，用于实现线程间通信
import queue

# 导入logging模块，用于记录日志信息
import logging

2. 定义全局变量和常量

接下来，我们需要定义一些全局变量和常量，用于存储或控制爬虫程序的运行状态：

# 定义奥迪A4L的车型参数页面的URL
URL = 'https://www.autohome.com.cn/3170/#levelsource=000000000_0&pvareaid=101594'

# 定义亿牛云爬虫代理的域名、端口、用户名、密码
PROXY_HOST = 'www.16yun.cn'
PROXY_PORT = '8020'
PROXY_USER = '16YUN'
PROXY_PASS = '16IP'

# 定义爬虫代理的HTTP头部
PROXY_HEADERS = {
    'Proxy-Authorization': 'Basic ' + base64.b64encode((PROXY_USER + ':' + PROXY_PASS).encode()).decode()
}

# 定义爬虫请求的HTTP头部UserAgent
HEADERS = {
    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/92.0.4515.159 Safari/537.36'
}

# 定义爬虫请求的超时时间（秒）
TIMEOUT = 10

# 定义爬虫请求的重试次数
RETRY = 3

# 定义爬虫请求的最小间隔时间（秒）
MIN_DELAY = 1

# 定义爬虫请求的最大间隔时间（秒）
MAX_DELAY = 3

# 定义爬虫线程的数量
THREADS = 10

# 定义车型参数数据的列名
COLUMNS = ['车型', '基本参数', '动力参数', '底盘转向参数', '安全装备参数', '外部配置参数']

# 定义车型参数数据的空列表，用于存储提取的数据
DATA = []

# 定义车型URL的队列，用于实现线程间通信
QUEUE = queue.Queue()

# 定义日志格式和级别
logging.basicConfig(format='%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s', level=logging.INFO)

3. 定义发送HTTP请求的函数

然后，我们需要定义一个函数，用于发送HTTP请求，获取网页源代码：

def get_html(url):
    # 初始化重试次数
    retry = RETRY
    
    # 循环发送HTTP请求，直到成功或达到重试次数上限
    while retry > 0:
        try:
            # 使用requests库发送HTTP请求，设置代理和超时时间
            response = requests.get(url, headers=HEADERS, proxies={'http': f'http://{PROXY_USER}:{PROXY_PASS}@{PROXY_HOST}:{PROXY_PORT}'}, timeout=TIMEOUT)
            
            # 判断HTTP响应状态码是否为200，即成功
            if response.status_code == 200:
                # 返回网页源代码
                return response.text
            
            # 否则，记录错误信息，并减少重试次数
            else:
                logging.error(f'请求失败，状态码：{response.status_code}，URL：{url}')
                retry -= 1
        
        # 捕获异常，并记录错误信息，并减少重试次数
        except Exception as e:
            logging.error(f'请求异常，异常信息：{e}，URL：{url}')
            retry -= 1
    
    # 如果重试次数为0，说明请求失败，返回空值
    if retry == 0:
        logging.error(f'请求失败，重试次数用尽，URL：{url}')
        return None

4. 定义解析网页源代码的函数

接着，我们需要定义一个函数，用于解析网页源代码，提取所需数据：

def parse_html(html):
    # 使用BeautifulSoup库解析网页源代码，指定解析器为lxml
    soup = BeautifulSoup(html, 'lxml')
    
    # 使用XPath语法提取车型名称
    car_name = soup.select_one('//div[@class="subnav-title-name"]/a/text()')
    
    # 使用XPath语法提取车型参数表格
    car_table = soup.select_one('//div[@id="config_data"]/div/table')
    
    # 判断车型名称和车型参数表格是否存在
    if car_name and car_table:
        # 初始化车型参数数据的字典，用于存储提取的数据
        car_data = {}
        
        # 将车型名称添加到车型参数数据的字典中，作为第一个键值对
            
        # 使用XPath语法提取车型参数表格的所有行
        car_rows = car_table.select('//tr')

        # 遍历车型参数表格的所有行
        for car_row in car_rows:
            # 使用XPath语法提取每一行的第一个单元格，即参数类别
            car_category = car_row.select_one('//th/text()')

            # 使用XPath语法提取每一行的第二个单元格，即参数值
            car_value = car_row.select_one('//td/div/text()')

             # 判断参数类别和参数值是否存在
            if car_category and car_value:
               # 将参数类别和参数值添加到车型参数数据的字典中，作为键值对
               car_data[car_category] = car_value

         # 返回车型参数数据的字典
         return car_data

    # 否则，记录错误信息，并返回空值
    else:
      logging.error('解析失败，无法提取车型名称或车型参数表格')
      return None

5. 定义存储或处理提取的数据的函数

然后，我们需要定义一个函数，用于存储或处理提取的数据：

def save_data(data):
    # 判断数据是否存在
    if data:
        # 将数据添加到车型参数数据的空列表中
        DATA.append(data)

        # 记录信息，显示数据已保存
        logging.info(f'数据已保存，车型：{data["车型"]}')
    
    # 否则，记录错误信息，显示数据为空
    else:
        logging.error('数据为空，无法保存')

6. 定义爬虫线程的类

接着，我们需要定义一个类，用于实现爬虫线程的功能：

class SpiderThread(threading.Thread):
    # 重写初始化方法，传入线程名称和队列对象
    def __init__(self, name, queue):
        # 调用父类的初始化方法
        super().__init__()

        # 设置线程名称
        self.name = name

        # 设置队列对象
        self.queue = queue
    
    # 重写运行方法，实现爬虫逻辑
    def run(self):
        # 记录信息，显示线程开始运行
        logging.info(f'线程{self.name}开始运行')

        # 循环从队列中获取车型URL，直到队列为空
        while not self.queue.empty():
            # 从队列中获取车型URL，并移除该元素
            url = self.queue.get()

            # 记录信息，显示正在处理该URL
            logging.info(f'线程{self.name}正在处理{url}')

            # 调用发送HTTP请求的函数，获取网页源代码
            html = get_html(url)

            # 判断网页源代码是否存在
            if html:
                # 调用解析网页源代码的函数，提取所需数据
                data = parse_html(html)

                # 调用存储或处理提取的数据的函数，保存或处理数据
                save_data(data)
            
            # 否则，记录错误信息，显示网页源代码为空
            else:
                logging.error(f'网页源代码为空，无法处理{url}')
            
            # 生成一个随机数，作为爬虫请求的间隔时间
            delay = random.randint(MIN_DELAY, MAX_DELAY)

            # 记录信息，显示爬虫请求的间隔时间
            logging.info(f'线程{self.name}等待{delay}秒')

            # 使用time模块暂停爬虫请求的间隔时间
            time.sleep(delay)
        
        # 记录信息，显示线程结束运行
        logging.info(f'线程{self.name}结束运行')

7. 定义主函数

最后，我们需要定义一个主函数，用于启动爬虫程序：

def main():
    # 记录信息，显示爬虫程序开始运行
    logging.info('爬虫程序开始运行')

    # 调用发送HTTP请求的函数，获取车型参数页面的网页源代码
    html = get_html(URL)

    # 判断网页源代码是否存在
    if html:
        # 使用BeautifulSoup库解析网页源代码，指定解析器为lxml
        soup = BeautifulSoup(html, 'lxml')

        # 使用XPath语法提取所有在售车型的URL列表
        car_urls = soup.select('//div[@id="config_data"]/div/div/ul/li/a/@href')

        # 判断车型URL列表是否存在
        if car_urls:
            # 遍历车型URL列表
            for car_url in car_urls:
                # 将车型URL添加到车型URL的队列中
                QUEUE.put(car_url)
            
            # 初始化一个空列表，用于存储爬虫线程对象
            threads = []

            # 遍历爬虫线程的数量范围
            for i in range(THREADS):
                # 创建一个爬虫线程对象，并传入线程名称和队列对象
                thread = SpiderThread(f'线程{i+1}', QUEUE)

                # 将爬虫线程对象添加到爬虫线程对象的空列表中
                threads.append(thread)
            
            # 遍历爬虫线程对象的空列表
            for thread in threads:
                # 启动爬虫线程
                thread.start()
            
            # 遍历爬虫线程对象的空列表
            for thread in threads:
                # 等待爬虫线程结束
                thread.join()
            
            # 记录信息，显示所有爬虫线程已结束
            logging.info('所有爬虫线程已结束')
        
        # 否则，记录错误信息，显示车型URL列表为空
        else:
            logging.error('车型URL列表为空，无法继续爬取')
    
    # 否则，记录错误信息，显示网页源代码为空
    else:
        logging.error('网页源代码为空，无法继续爬取')
    
    # 判断车型参数数据的空列表是否存在
    if DATA:
        # 使用pandas库创建一个数据框对象，传入车型参数数据的空列表和列名
        df = pd.DataFrame(DATA, columns=COLUMNS)

        # 使用pandas库将数据框对象保存为CSV文件，指定文件名和编码格式
        df.to_csv('car_data.csv', encoding='utf-8-sig', index=False)

        # 记录信息，显示数据已导出为CSV文件
        logging.info('数据已导出为CSV文件')
    
    # 否则，记录错误信息，显示数据为空
    else:
        logging.error('数据为空，无法导出')
    
    # 记录信息，显示爬虫程序结束运行
    logging.info('爬虫程序结束运行')