如何使用Node.js高效地从Web爬取数据

这篇文章主要介绍如何使用Node.js高效地从Web爬取数据，文中介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们一定要看完！

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由于Javascript有了巨大的改进，并且引入了称为NodeJS的运行时，因此它已成为最流行和使用最广泛的语言之一。 无论是Web应用程序还是移动应用程序，Javascript现在都具有正确的工具。本文讲解怎样用 Node.js 高效地从 Web 爬取数据。

前提条件

本文主要针对具有一定 JavaScript 经验的程序员。如果你对 Web 抓取有深刻的了解，但对 JavaScript 并不熟悉，那么本文仍然能够对你有所帮助。

  • ✅ 会 JavaScript

  • ✅ 会用 DevTools 提取元素选择器

  • ✅ 会一些 ES6 （可选）

你将学到

通过本文你将学到：

  • 学到更多关于 Node.js 的东西

  • 用多个 HTTP 客户端来帮助 Web 抓取的过程

  • 利用多个经过实践考验过的库来爬取 Web

了解 Node.js

Javascript 是一种简单的现代编程语言，最初是为了向浏览器中的网页添加动态效果。当加载网站后，Javascript 代码由浏览器的 Javascript 引擎运行。为了使 Javascript 与你的浏览器进行交互，浏览器还提供了运行时环境（document、window等）。

这意味着 Javascript 不能直接与计算机资源交互或对其进行操作。例如在 Web 服务器中，服务器必须能够与文件系统进行交互，这样才能读写文件。

Node.js 使 Javascript 不仅能够运行在客户端，而且还可以运行在服务器端。为了做到这一点，其创始人 Ryan Dahl 选择了Google Chrome 浏览器的 v8 Javascript Engine，并将其嵌入到用 C++ 开发的 Node 程序中。所以 Node.js 是一个运行时环境，它允许 Javascript 代码也能在服务器上运行。

与其他语言（例如 C 或 C++）通过多个线程来处理并发性相反，Node.js 利用单个主线程并并在事件循环的帮助下以非阻塞方式执行任务。

要创建一个简单的 Web 服务器非常简单，如下所示：

const http = require('http');
const PORT = 3000;

const server = http.createServer((req, res) => {
  res.statusCode = 200;
  res.setHeader('Content-Type', 'text/plain');
  res.end('Hello World');
});

server.listen(port, () => {
  console.log(`Server running at PORT:${port}/`);
});

如果你已安装了 Node.js，可以试着运行上面的代码。 Node.js 非常适合 I/O 密集型程序。

HTTP 客户端：访问 Web

HTTP 客户端是能够将请求发送到服务器，然后接收服务器响应的工具。下面提到的所有工具底的层都是用 HTTP 客户端来访问你要抓取的网站。

Request

Request 是 Javascript 生态中使用最广泛的 HTTP 客户端之一，但是 Request 库的作者已正式声明弃用了。不过这并不意味着它不可用了，相当多的库仍在使用它，并且非常好用。用 Request 发出 HTTP 请求是非常简单的：

const request = require('request')
request('https://www.reddit.com/r/programming.json', function (
  error,
  response,
  body
) {
  console.error('error:', error)
  console.log('body:', body)
})

你可以在 Github 上找到 Request 库，安装它非常简单。你还可以在 https://github.com/request/re... 找到弃用通知及其含义。

Axios

Axios 是基于 promise 的 HTTP 客户端，可在浏览器和 Node.js 中运行。如果你用 Typescript，那么 axios 会为你覆盖内置类型。通过 Axios 发起 HTTP 请求非常简单，默认情况下它带有 Promise 支持，而不是在 Request 中去使用回调：

const axios = require('axios')

axios
    .get('https://www.reddit.com/r/programming.json')
    .then((response) => {
        console.log(response)
    })
    .catch((error) => {
        console.error(error)
    });

如果你喜欢 Promises API 的 async/await 语法糖，那么你也可以用，但是由于顶级 await 仍处于 stage 3 ，所以我们只好先用异步函数来代替：

async function getForum() {
    try {
        const response = await axios.get(
            'https://www.reddit.com/r/programming.json'
        )
        console.log(response)
    } catch (error) {
        console.error(error)
    }
}

你所要做的就是调用 getForum！可以在 https://github.com/axios/axios 上找到Axios库。

Superagent

与 Axios 一样，Superagent 是另一个强大的 HTTP 客户端，它支持 Promise 和 async/await 语法糖。它具有像 Axios 这样相当简单的 API，但是 Superagent 由于存在更多的依赖关系并且不那么流行。

用 promise、async/await 或回调向 Superagent 发出HTTP请求看起来像这样：

const superagent = require("superagent")
const forumURL = "https://www.reddit.com/r/programming.json"

// callbacks
superagent
    .get(forumURL)
    .end((error, response) => {
        console.log(response)
    })

// promises
superagent
    .get(forumURL)
    .then((response) => {
        console.log(response)
    })
    .catch((error) => {
        console.error(error)
    })

// promises with async/await
async function getForum() {
    try {
        const response = await superagent.get(forumURL)
        console.log(response)
    } catch (error) {
        console.error(error)
    }
}

可以在 https://github.com/visionmedi... 找到 Superagent。

正则表达式：艰难的路

在没有任何依赖性的情况下，最简单的进行网络抓取的方法是，使用 HTTP 客户端查询网页时，在收到的 HTML 字符串上使用一堆正则表达式。正则表达式不那么灵活，而且很多专业人士和业余爱好者都难以编写正确的正则表达式。

让我们试一试，假设其中有一个带有用户名的标签，我们需要该用户名，这类似于你依赖正则表达式时必须执行的操作

const htmlString = ''
const result = htmlString.match(/

在 Javascript 中，match()  通常返回一个数组，该数组包含与正则表达式匹配的所有内容。第二个元素（在索引1中）将找到我们想要的 标记的 textContent 或 innerHTML。但是结果中包含一些不需要的文本（ “Username: “），必须将其删除。

如你所见，对于一个非常简单的用例，步骤和要做的工作都很多。这就是为什么应该依赖 HTML 解析器的原因，我们将在后面讨论。

Cheerio：用于遍历 DOM 的核心 JQuery

Cheerio 是一个高效轻便的库，它使你可以在服务器端使用 JQuery 的丰富而强大的 API。如果你以前用过 JQuery，那么将会对 Cheerio 感到很熟悉，它消除了 DOM 所有不一致和与浏览器相关的功能，并公开了一种有效的 API 来解析和操作 DOM。

const cheerio = require('cheerio')
const $ = cheerio.load('Hello world')

$('h3.title').text('Hello there!')
$('h3').addClass('welcome')

$.html()
// Hello there!

如你所见，Cheerio 与 JQuery 用起来非常相似。

但是，尽管它的工作方式不同于网络浏览器，也就这意味着它不能：

  • 渲染任何解析的或操纵 DOM 元素

  • 应用 CSS 或加载外部资源

  • 执行 JavaScript

因此，如果你尝试爬取的网站或 Web 应用是严重依赖 Javascript 的（例如“单页应用”），那么 Cheerio 并不是最佳选择，你可能不得不依赖稍后讨论的其他选项。

为了展示 Cheerio 的强大功能，我们将尝试在 Reddit 中抓取 r/programming 论坛，尝试获取帖子名称列表。

首先，通过运行以下命令来安装 Cheerio 和 axios：npm install cheerio axios。

然后创建一个名为 crawler.js 的新文件，并复制粘贴以下代码：

const axios = require('axios');
const cheerio = require('cheerio');

const getPostTitles = async () => {
    try {
        const { data } = await axios.get(
            'https://old.reddit.com/r/programming/'
        );
        const $ = cheerio.load(data);
        const postTitles = [];

        $('div > p.title > a').each((_idx, el) => {
            const postTitle = $(el).text()
            postTitles.push(postTitle)
        });

        return postTitles;
    } catch (error) {
        throw error;
    }
};

getPostTitles()
.then((postTitles) => console.log(postTitles));

getPostTitles() 是一个异步函数，将对旧的 reddit 的 r/programming 论坛进行爬取。首先，用带有 axios HTTP 客户端库的简单 HTTP GET 请求获取网站的 HTML，然后用 cheerio.load() 函数将 html 数据输入到 Cheerio 中。

然后在浏览器的 Dev Tools 帮助下，可以获得可以定位所有列表项的选择器。如果你使用过 JQuery，则必须非常熟悉 $('div> p.title> a')。这将得到所有帖子，因为你只希望单独获取每个帖子的标题，所以必须遍历每个帖子，这些操作是在 each() 函数的帮助下完成的。

要从每个标题中提取文本，必须在 Cheerio 的帮助下获取 DOM元素（ el 指代当前元素）。然后在每个元素上调用 text() 能够为你提供文本。

现在，打开终端并运行 node crawler.js，然后你将看到大约存有标题的数组，它会很长。尽管这是一个非常简单的用例，但它展示了 Cheerio 提供的 API 的简单性质。

如果你的用例需要执行 Javascript 并加载外部源，那么以下几个选项将很有帮助。

JSDOM：Node 的 DOM

JSDOM 是在 Node.js 中使用的文档对象模型的纯 Javascript 实现，如前所述，DOM 对 Node 不可用，但是 JSDOM 是最接近的。它或多或少地模仿了浏览器。

由于创建了 DOM，所以可以通过编程与要爬取的 Web 应用或网站进行交互，也可以模拟单击按钮。如果你熟悉 DOM 操作，那么使用 JSDOM 将会非常简单。

const { JSDOM } = require('jsdom')
const { document } = new JSDOM(
    'Hello world'
).window
const heading = document.querySelector('.title')
heading.textContent = 'Hello there!'
heading.classList.add('welcome')

heading.innerHTML
// Hello there!

代码中用 JSDOM 创建一个 DOM，然后你可以用和操纵浏览器 DOM 相同的方法和属性来操纵该 DOM。

为了演示如何用 JSDOM 与网站进行交互，我们将获得 Reddit r/programming 论坛的第一篇帖子并对其进行投票，然后验证该帖子是否已被投票。

首先运行以下命令来安装 jsdom 和 axios：npm install jsdom axios

然后创建名为 crawler.js的文件，并复制粘贴以下代码：

const { JSDOM } = require("jsdom")
const axios = require('axios')

const upvoteFirstPost = async () => {
  try {
    const { data } = await axios.get("https://old.reddit.com/r/programming/");
    const dom = new JSDOM(data, {
      runScripts: "dangerously",
      resources: "usable"
    });
    const { document } = dom.window;
    const firstPost = document.querySelector("div > div.midcol > div.arrow");
    firstPost.click();
    const isUpvoted = firstPost.classList.contains("upmod");
    const msg = isUpvoted
      ? "Post has been upvoted successfully!"
      : "The post has not been upvoted!";

    return msg;
  } catch (error) {
    throw error;
  }
};

upvoteFirstPost().then(msg => console.log(msg));

upvoteFirstPost() 是一个异步函数，它将在 r/programming 中获取第一个帖子，然后对其进行投票。axios 发送 HTTP GET 请求获取指定 URL 的HTML。然后通过先前获取的 HTML 来创建新的 DOM。 JSDOM 构造函数把HTML 作为第一个参数，把 option 作为第二个参数，已添加的 2 个 option 项执行以下功能：

  • runScripts：设置为 dangerously 时允许执行事件 handler 和任何 Javascript 代码。如果你不清楚将要运行的脚本的安全性，则最好将 runScripts 设置为“outside-only”，这会把所有提供的 Javascript 规范附加到 “window” 对象，从而阻止在 inside 上执行的任何脚本。

  • resources：设置为“usable”时，允许加载用