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[Scrapy教學1]快速入門Scrapy框架的5個執行模組及架構

python_scrapy_architecture

一般想要自動化蒐集網頁上的資料時，普遍都會使用像BeautifulSoup或Selenium套件開發Python網頁爬蟲來取得，但是，如果所要爬取的資料量較大，擁有複雜的邏輯處理及效率的要求，這時候就會建議使用Scrapy框架，來幫助開發人員建立一個維護性較好的Python網頁爬蟲。

而要使用Scrapy框架來開發大型的Python網頁爬蟲專案前，本文就先來帶大家瞭解一下Scrapy框架的以下三個基本觀念：

  • Scrapy框架是什麼
  • Scrapy框架模組
  • Scrapy框架執行執行流程

一、Scrapy框架是什麼

Srapy是一個網頁爬蟲「框架」，擁有完整的Python網頁爬蟲開發功能，也提供開發人員能夠進行客製化，並且，有一定的專案架構及執行流程，所以在未來的維護上較為容易。

另外，Scrapy框架是基於Twisted非同步網路框架所建立的，執行效率也非常的好，適用於大型的Python網頁爬蟲專案。而Scrapy框架與常應用於網頁爬蟲的BeautifulSoup及Selenium套件比較，可以參考BeautifulSoup vs Selenium vs Scrapy三大Python網頁爬蟲實作工具的比較文章。

二、Scrapy框架模組

Scrapy框架是由以下5個主要模組結合而成，各自有負責的職責，來達成有效率的非同步Python網頁爬蟲，其中每個模組的功能說明如下：

  • SPIDERS(爬蟲程式)：撰寫Python網頁爬蟲程式碼的地方，向ENGINE(引擎)發送網頁請求，以及將ENGINE(引擎)所接收的回應結果進行解析與爬取。
  • ENGINE(引擎)：Scrapy框架的核心模組，就像汽車的引擎一樣，負責控制各個模組、傳遞請求及資料。
  • SCHEDULER(調度器)：將ENGINE(引擎)所接收的SPIDERS(爬蟲程式)請求進行列隊，也就是排隊的意思，來調度請求的順序。
  • DOWNLOADER(下載器)：負責下載ENGINE(引擎)接收到SCHEDULER(調度器)調度請求的網頁HTML原始碼，提供回應結果給ENGINE(引擎)。
  • ITEM PIPELINE(資料模型管道)：將SPIDERS(爬蟲程式)所取得的資料進行後續處理，像是資料清理、存入資料庫(例：MySQL)或存入檔案文件(例：CSV、JSON)等。

三、Scrapy框架執行流程

對Scrapy框架的5個主要模組有一個基本的認識後，各個模組間的關係及執行流程又是什麼呢?先來看一下Scrapy框架官方文件的流程圖：

python_scrapy_architecture

取自Scrapy官方文件

1.ENGINE(引擎)接收SPIDERS(爬蟲程式)所發送的一至多個請求。

2.ENGINE(引擎)將請求傳遞給SCHEDULER(調度器)進行列隊。

3.ENGINE(引擎)向SCHEDULER(調度器)提取下一個所要發送的請求。

4.ENGINE(引擎)將請求傳遞給DOWNLOADER(下載器)。

5.DOWNLOADER(下載器)將ENGINE(引擎)傳遞的請求網頁HTML原始碼下載下來，並且回應結果給ENGINE(引擎)。

6.ENGINE(引擎)將回應的結果傳遞給SPIDERS(爬蟲程式)。

7.SPIDERS(爬蟲程式)進行結果的解析及資料的爬取，組成ITEMS，傳遞給ENGINE(引擎)或發送新的請求。

8.ENGINE(引擎)判斷SPIDERS(爬蟲程式)所傳遞過來的如果是ITEMS(資料)，就會傳遞給ITEM PIPELINES(資料模型管道)，進行後續的資料清理及儲存等。反之，如果傳遞過來的是新的請求，也就是相當於第一個步驟，接著，傳遞給SCHEDULER(調度器)，以此類推，重覆這樣的流程，直到SCHEDULER(調度器)沒有請求為止。

筆者將Scrapy框架的執行流程，經過簡化後，重新繪製如下圖，對於學習來說會比較清楚明瞭：

python_scrapy_architecture

四、小結

本文簡單介紹了Scrapy是一個功能完整與快速的Python網頁爬蟲框架，包含5個主要模組，各司其職，藉由ENGINE(引擎)來進行整合，並且依照一定的執行流程，來達成非同步的網頁資料爬取，適用於大型且複雜的Python網頁爬蟲專案，希望接下來的系列教學內容能夠幫助大家對Scrapy框架有一個基本的認識，如果有想要補充的內容或任何想法，歡迎在底下留言和我交流唷 :)

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