MiddleWare,顾名思义,中间件。主要处理请求(例如添加代理IP、添加请求头等)和处理响应

本篇文章主要讲述下载器中间件的概念,以及如何使用中间件和自定义中间件。

MiddleWare分类

依旧是那张熟悉的架构图。

从图中看,中间件主要分为两类:

  • Downloader MiddleWare:下载器中间件
  • Spider MiddleWare:Spider中间件
  • 本篇文主要介绍下载器中间件,先看官方的定义:

    下载器中间件是介于Scrapy的request/response处理的钩子框架。 是用于全局修改Scrapy request和response的一个轻量、底层的系统。

    如架构图中所描述的一样, 下载器中间件位于engine和下载器之间。engine将未处理的请求发送给下载器的时候,会经过下载器中间件,这时候在中间件里可以包装请求 ,例如修改请求头信息(设置UA、cookie等)和添加代理IP。

    当下载器将网站的响应发送给engine的时候,也会经过下载器中间件,这里我们就可以对响应内容进行处理。

    内置下载器中间件

    Scrapy内置了很多下载器中间件供开发者使用。当我们启动一个Scrapy爬虫时,Scrapy会自动帮助我们启用这些中间件。如图:

    图中就是在启动Scrapy程序时控制台打印的日志信息,我们发现Scrapy帮我们启用了很多下载器中间件和Spider中间件。

    这里,先看看这些内置的中间件是如何发挥作用的?

    RetryMiddleware

    其实,这些内置中间件是和settings中的配置配套使用的。这里就拿RetryMiddleware为例。它的作用主要是:当请求失败时,可以根据 RETRY_ENABLED RETRY_TIMES 配置来启用重试策略以及决定重试次数。就酱!!

    那么问题又来了,这么多中间件,我去哪里找这个settings配置和中间件的对应关系啊??

    这里我的方法有两种:

  • 去官方文档,上篇文章有链接
  • 看源码注释,在scrapy包下的都有中间件对应的py文件
  • 注释里面写的明明白白,代码中获取的参数也一览无余。

    自定义中间件

    有时候,内置的中间件满足不了自己的需求,所以我们就要自力更生,自定义中间件。所有的中间件都在 middlewares.py 中进行定义。

    我们打开middlewares.py,发现里面已经自动生成了一个下载器中间件和Spider中间件。

    先看自生成的下载器中间件模板:

    可以看到里面主要有五个方法:

  • from_crawler :类方法,用于初始化中间件
  • process_request :每个request通过下载中间件时,都会调用该方法,对应架构图步骤4
  • process_response :处理下载器返回的响应内容,对应架构图步骤7
  • process_exception :当下载器或者处理请求异常时,调用此方法
  • spider_opened :内置的信号量回调方法,这里先不关注,先不关注!
  • 这里主要关注3,顺带了解一下4、5。

    process_request()

    此方法有两个参数:

  • request:spider发起的需要处理的request
  • spider:该request对应的spider,暂定信号量细讲这个对象
  • def process_request(self, request, spider):
            # Called for each request that goes through the downloader middleware.
            # Must either:
            # - return None: continue processing this request
            # - or return a Response object
            # - or return a Request object
            # - or raise IgnoreRequest: process_exception() methods of
            #   installed downloader middleware will be called
            return None
    

    这里主要是为了让大家看注释,看注释的目的是为了告诉大家:此方法必须返回值

  • None:基本上用的都是这个返回值。表示这个请求可以进去下一个中间件进行处理了。
  • request:停止调用process_request方法,并重新将request放回队列重新调度
  • response:不会调用其他的 process_request,直接返回response,执行process_response。
  • 还有一个是raise抛出异常,其实基本上返回值都用None,其他的目前可以仅做了解,有兴趣的可以自己探索一下。

    process_response()

    此方法有三个参数:

  • request:response所对应的request
  • response:被处理的response
  • spider:response所对应的spider
  • def process_response(self, request, response, spider):
            # Called with the response returned from the downloader.
            # Must either;
            # - return a Response object
            # - return a Request object
            # - or raise IgnoreRequest
            return response
    

    一样是看注释,返回值有两个:

  • response:下载器返回的响应内容,在各个中间件的process_response处理
  • request:停止调用process_response方法,响应不会到达spider,并重新将request放回队列重新调度
  • 这里记住,只要return response就行。

    process_exception()

    def process_exception(self, request, exception, spider):
            # Called when a download handler or a process_request()
            # (from other downloader middleware) raises an exception.
            # Must either:
            # - return None: continue processing this exception
            # - return a Response object: stops process_exception() chain
            # - return a Request object: stops process_exception() chain
    

    此方法就是当上面两个方法抛出异常的时候就会进入此方法,返回值有三个,意思和上面的差不多,用None就行。

    启用和禁用中间件

    自定义的中间件,有时候会和内置中间件功能重复,也担心功能上互相覆盖。所以这里我们可以选择,在配置中关掉内置中间件。

    我个人比较喜欢自定义User-Agent中间件,但是Scrapy内置UserAgentMiddleware中间件,这就冲突了。如果内置中间件执行优先级低,后执行的话,则内置的UA就会覆盖自定义的UA。所以,我们需要关掉这个内置中UA中间件。

    DOWNLOADER_MIDDLEWARES参数用来设置下载器中间件。其中,Key为中间件路径,Value为中间件执行优先级,数字越小,越先执行,当Value为None时,表示禁用。

    # settings.py
    DOWNLOADER_MIDDLEWARES = {
        # 禁用默认的useragent插件
        'scrapy.downloadermiddleware.useragent.UserAgentMiddleware': None,
        # 启用自定义的中间件
        'ScrapyDemo.middlewares.VideospiderDownloaderMiddleware': 543,
    

    这样,内置的UA中间件则被禁用。

    调用优先级

    其次我们要明确的是:中间件是链式调用,一个请求会根据中间件的优先级,先后经过每个中间件,响应也是

    上面也说了,每个中间件都会设置一个执行优先级,数字越小越先执行。例如中间件1的优先级设置为200,中间件2的优先级设置为300。

    当spider发起一个请求时,request会先经过中间件1的process_request进行处理,然后到达中间件2的此方法进行处理,当经过所有的中间件的此方法处理之后,最后到达下载器进行网站请求,然后返回响应内容。

    process_response就是逆序处理,先到达中间件2的此方法,再到达中间件1,最后响应返回spider中,由开发者处理。

    这里我们自定义一个下载器中间件,来添加User-Agent。

    自定义中间件

    在middlewares.py中定义一个中间件:

    class CustomUserAgentMiddleWare(object):
        def process_request(self, request, spider):
            request.headers['User-Agent'] = 'Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/92.0.4515.107 Safari/537.36'
            return None
        def process_response(self, request, response, spider):
            print(request.headers['User-Agent'])
            return response
    

    启用中间件

    为了直观,我们不修改settings.py全局配置,依旧使用代码内局部配置。

    import scrapy
    class DouLuoDaLuSpider(scrapy.Spider):
        name = 'DouLuoDaLu'
        allowed_domains = ['v.qq.com']
        start_urls = ['https://v.qq.com/detail/m/m441e3rjq9kwpsc.html']
        custom_settings = {
            'DOWNLOADER_MIDDLEWARES': {
                # 禁用默认的useragent插件
                'scrapy.downloadermiddleware.useragent.UserAgentMiddleware': None,
                # 启用自定义的中间件
                'ScrapyDemo.middlewares.CustomUserAgentMiddleWare': 400
        def parse(self, response):
    

    这里首先禁用了默认的UA中间件,然后启用了自定义的UA中间件。并且我在最后一行打上断点,Debug看UA是否设置成功。

    Debug模式启动程序,这里先把自定义的UA中间件禁用。

    如图,request的UA是Scrapy。我们将注释去掉,启动UA中间件,再次启动程序测试。

    如图,request的UA已经变成我在中间件中设置的UA了。

    设置代理IP

    依旧是在process_request方法中设置代理IP。

    代码如下:

    request.meta["proxy"] = 'http://ip:port'
    

    下载器中间件主要的功能还是包装请求,我个人自定义下载器中间件都是用来动态设置UA和实时检测更换代理IP。至于其他的场景需求,内置的下载器中间件基本上够用。

    当然,不去学习下载器中间件这一块的知识同样可以开发Scrapy爬虫,但是下载器中间件会让你的爬虫更加完美。

    本来想把下载器中间件和Spider中间件写在一篇中,但是知识点太碎,不好排版,而且还容易混淆,所以Spider中间件就留在下一篇写,期待下一次相遇。

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