网页抓取教程：如何用代理服务器实现高效匿名数据采集？

前言

网页抓取通常指的是从网站收集数据的自动化过程。从高层面来看，你基本上是创建一个机器人，访问一个网站，检测你感兴趣的数据显示，然后将其存储到适当的数据结构中，以便稍后轻松分析和访问。

但是，如果你担心你在互联网上的匿名性，你可能在抓取网页时需要多加小心。因为你的 IP 地址是公开的，网站所有者可以追踪到它，并且有可能会阻止它。

所以，如果你想尽可能保持匿名，并防止被阻止访问某个网站，你在抓取网页时应该考虑使用代理。

代理，也称为代理服务器，是专门的服务器，让你不直接访问你正在抓取的网站。相反，你将通过代理服务器路由你的抓取请求。

这样，你的 IP 地址会隐藏在你所使用的代理服务器的 IP 地址后面。这可以帮助你尽可能保持匿名，并且不会被阻止，因此您可以随时进行抓取。

在本教程中，你将掌握网页抓取和代理的基本知识，并看到一个使用 Node.js 和代理抓取网站的实际工作示例。之后，我们将讨论为何你可能考虑使用现有的抓取解决方案（如 ScraperAPI）而不是自己编写网页抓取工具。最后，我们将为你提供一些技巧，帮助你克服在抓取网页时可能遇到的一些最常见问题。

网页抓取

网页抓取是从网站中提取数据的过程。它自动化了原本需要手动进行的信息收集过程，使该过程更节省时间且减少出错的可能性。

通过这种方式，你可以快速高效地收集大量数据。之后，你就可以分析、存储和使用这些数据。

你可能抓取网站的主要原因是获取现有的 API 无法提供的数据，或者数据量太大无法手动收集。

这在需要从多个页面提取信息或数据分散在不同网站上时特别有用。

有许多实际应用在他们的商业模式中利用了网络抓取的强大功能。大多数帮助我们跟踪产品价格和折扣、查找最便宜的航班和酒店，甚至为求职者收集的应用程序，都使用网络抓取技术来收集为我们提供价值的数据。

网页代理

就像是你正在向一个网站发送请求。通常，你的请求从你的机器（带有你的 IP 地址）发送到托管你要访问的网站的服务器。这意味着服务器“知道”你的 IP 地址，并且可以根据你的地理位置、你发送到网站的流量以及许多其他因素来阻止你。

但是，当你通过代理发送请求时，请求会通过另一台服务器路由，将你的原始 IP 地址隐藏在代理服务器的 IP 地址后面。这不仅有助于保持匿名性，还在避免 IP 阻止中起着至关重要的作用，这是网页抓取中常见的问题。

通过使用不同的 IP 地址，代理允许你分散你的请求，使它们看起来像是来自不同的用户。这减少了被阻止的可能性，并增加了成功抓取所需数据的机会。

代理类型

代理服务器主要有四种类型：数据中心型、住宅型、轮换型和移动型。

它们各有优缺点，因此，你将根据这些优缺点为不同的用途和成本使用它们。

1. 数据中心代理是最常见和最具成本效益的代理，由第三方数据中心提供。它们提供高速和可靠性，但更容易被检测到并且更频繁地被网站阻止。
2. 住宅代理 通过真实的住宅 IP 地址路由你的请求。由于它们表现为普通的用户连接，因此它们不太可能被阻止 但通常更昂贵。
3. 轮换代理 会在每次请求后或在设定的 period 内自动更改 IP 地址。这特别适用于大规模的抓取项目，因为它显著降低了被检测和阻止的可能性。
4. 移动代理使用与移动设备相关的 IP 地址。它们对于抓取针对移动设备优化的网站或应用程序非常有效并且不太可能被阻止，但它们通常需要更高的成本。
5. ISP 代理是一种较新的代理类型，将数据中心代理的可靠性与住宅 IP 的合法性结合在一起。它们使用互联网服务提供商的 IP 地址，但托管在数据中心，提供性能和检测避免之间的平衡。

示例网页抓取项目

让我们通过一个实际的网页抓取项目示例，来展示如何设置一个基本的抓取器，集成代理，并使用像 ScraperAPI 这样的抓取服务。

设置

在你开始实际的抓取过程之前，设置你的开发环境是至关重要的。

在这个例子中，我们将使用 Node.js，因为它具有异步处理能力，非常适合网页抓取。我们将使用 Axios 来发送 HTTP 请求，以及 Cheerio 来解析和操作 HTML（这是 HTTP 请求的响应中包含的）。

首先，确保在你的系统上安装了 Node.js。

然后，为你的项目创建一个新的目录并初始化它：

mkdir my-web-scraping-project
cd my-web-scraping-project
npm init -y

最后，安装 Axios 和 Cheerio：

npm install axios cheerio

简单的网页抓取脚本

你的环境设置好了，让我们创建一个简单的网页抓取脚本。我们将抓取一个示例网站以收集著名的引言及其作者。

创建一个名为 sample-scraper.js 的 JavaScript 文件，并在其中编写所有代码。导入你需要发送 HTTP 请求和操作 HTML 的包：

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

接下来，创建一个包装函数，该函数将包含从网页中抓取数据所需的所有逻辑。该函数接受你要抓取的网站的 URL 作为参数，并返回页面上找到的所有报价。

// 从网页抓取数据的函数
async function scrapeWebsite(url) {
    try {
        // 向网页发送一个 GET 请求
        const response = await axios.get(url);
        
        // 将 HTML 加载到 cheerio 中
        const $ = cheerio.load(response.data);
        
        // 提取所有具有“quote”类的元素
        const quotes = [];
        $('div.quote').each((index, element) => {
            // 从带有“text”类的 span 中提取文本
            const quoteText = $(element).find('span.text').text().trim(); 
            // 假设有一个关于作者的小标签
            const author = $(element).find('small.author').text().trim(); 
            quotes.push({ quote: quoteText, author: author });
        });

        // 输出引文
        console.log("Quotes found on the webpage:");
        quotes.forEach((quote, index) => {
            console.log(`${index + 1}: "${quote.quote}" - ${quote.author}`);
        });

    } catch (error) {
        console.error(`An error occurred: ${error.message}`);
    }
}

注意： 所有的名言都存储在一个单独的 div 元素中，类名为 quote。每个名言都有其 文本和作者 – 文本存储在 span 元素中，类名为 text，作者在 small 元素中，类名为 author。

指定您要抓取的网站的 URL，并调用scrapeWebsite()函数：

// 想要抓取的网站的 URL
const url = 'https://example.com';

// 调用函数以抓取网站内容
scrapeWebsite(url);

在终端中运行脚本：

node sample-scraper.js

整合代理

要使用代理 axios，需要在请求配置中指定代理设置。 axios.get() 方法可以包含 proxy 配置，使请求能够通过指定的代理服务器路由。 proxy 对象包含代理的主机、端口和可选的认证详细信息：

// 使用代理配置向网页发送 GET 请求
const response = await axios.get(url, {
    proxy: {
        host: proxy.host,
        port: proxy.port,
        auth: {
            username: proxy.username, // 可选：如果您的代理需要身份验证，请包含此项
            password: proxy.password, // 可选：如果您的代理需要身份验证，请包含此项
        },
    },
});

注意： 需要将这些占位符替换为您的实际代理详细信息。

除了这个更改，整个脚本保持不变：

// 从网页抓取数据的函数
async function scrapeWebsite(url) {
    try {
       // 使用代理配置向网页发送 GET 请求
        const response = await axios.get(url, {
            proxy: {
                host: proxy.host,
                port: proxy.port,
                auth: {
                    username: proxy.username, // 可选：如果您的代理需要身份验证，请包含此项
                    password: proxy.password, // 可选：如果您的代理需要身份验证，请包含此项
                },
            },
        });
        
        // 将 HTML 加载到 cheerio 中
        const $ = cheerio.load(response.data);
        
        // 提取所有具有'quote'类的元素
        const quotes = [];
        $('div.quote').each((index, element) => {
            // 从带有“text”类的 span 标签中提取文本
            const quoteText = $(element).find('span.text').text().trim(); 
            // 假设有一个关于作者的小标签
            const author = $(element).find('small.author').text().trim(); 
            quotes.push({ quote: quoteText, author: author });
        });

        // 输出引文
        console.log("Quotes found on the webpage:");
        quotes.forEach((quote, index) => {
            console.log(`${index + 1}: "${quote.quote}" - ${quote.author}`);
        });

    } catch (error) {
        console.error(`An error occurred: ${error.message}`);
    }
}

使用无头浏览器进行高级抓取

对于具有复杂 JavaScript 交互的网站，您可能需要使用无头浏览器而不是简单的 HTTP 请求。像 Puppeteer 或 Playwright 这样的工具允许你自动化真正的浏览器，执行 JavaScript 并与其动态内容进行交互。

这是一个使用 Puppeteer 的简单示例：

const puppeteer = require('puppeteer');

async function scrapeWithPuppeteer(url) {
    const browser = await puppeteer.launch();
    const page = await browser.newPage();
    await page.goto(url, { waitUntil: 'networkidle2' });
    
    // 使用 page.evaluate 提取数据
    const quotes = await page.evaluate(() => {
        const results = [];
        document.querySelectorAll('div.quote').forEach(quote => {
            results.push({
                text: quote.querySelector('span.text').textContent,
                author: quote.querySelector('small.author').textContent
            });
        });
        return results;
    });
    
    console.log(quotes);
    await browser.close();
}

无头浏览器也可以配置使用代理，这使得它们成为抓取复杂网站的强大工具，同时保持匿名性。

整合一个抓取服务

使用像 ScraperAPI 这样的抓取服务有几个优点，因为它被设计用来解决你在抓取网站时可能会遇到的所有主要问题：

• 自动处理常见的网页抓取障碍，例如验证码、JavaScript 渲染和 IP 封禁。
• 自动处理代理 – 代理配置、轮换等。
• 与其建立自己的抓取基础设施，不如利用 ScraperAPI 的预构建解决方案。这节省了大量开发时间和资源，这些资源可以更好地用于分析抓取的数据。
• ScraperAPI 提供多种自定义选项，例如 地理位置定位、自定义头部信息和异步抓取。你可以根据特定的抓取需求个性化服务。
• 使用像 ScraperAPI 这样的抓取 API 通常比自己构建和维护抓取基础设施更具有成本效益。定价基于使用情况，使你可以根据需要扩展或缩减。
• ScraperAPI 允许你扩展你的抓取工作通过同时处理数百万个请求。

为了将 ScraperAPI 代理应用到你已经创建的抓取脚本中，你只需要在axios配置中进行一些调整。

首先，确保您已经创建了一个免费的 ScraperAPI 账户。这样，您将拥有你自己的 API 密钥，这在后续步骤中是需要的。

获取 API 密钥后，将其用作上一节中代理配置中的密码：axios代理配置

// 使用 ScraperAPI 代理配置向网页发送 GET 请求
axios.get(url, {
    method: 'GET',
    proxy: {
        host: 'proxy-server.scraperapi.com',
        port: 8001,
        auth: {
            username: 'scraperapi',
            password: 'YOUR_API_KEY' // 输入你的 API key
        },
        protocol: 'http'
    }
});

上面的代码，将你的所有请求都将通过 ScraperAPI 代理服务器路由。

但是，要充分利用抓取服务的潜力，你必须通过服务的仪表板进行配置 – ScraperAPI 也不例外。

它有一个用户友好的控制面板，可以在其中设置网络抓取过程来最好地满足你的需求。你可以启用代理或异步模式、JavaScript 渲染、设置请求发送的区域、设置您自己的 HTTP 头、超时时间等。

最好的地方是，ScraperAPI 会自动生成一个脚本，包含所有抓取器设置，这样你就可以轻松地将抓取器集成到你的代码库中。

网页抓取中使用代理的最佳实践

每个代理提供商及其配置都可能不同。因此，了解选择哪种代理服务以及如何正确配置它是非常重要的。

这里我整理了一些技巧和窍门看一下：

定期更换代理

实施一个代理轮换策略，在一定数量的请求之后或在定期间隔更改 IP 地址。这种方法可以模拟人类浏览行为，使网站更难将你的活动标记为可疑。

处理速率限制

许多网站实施了速率限制，以防止过度抓取。为了避免触发这些限制，可以：

• 引入延迟：在请求之间添加随机延迟以模拟人类行为。
• 监控响应代码：跟踪 HTTP 响应代码以检测是否被限制请求速率。如果你收到 429（请求过多）响应，请暂停一段时间后再试。
• 实现指数退避：不要使用固定延迟，而是实现指数退避，即在每次请求失败后增加等待时间，这在处理速率限制方面更有效。

使用优质代理

选择高质量的代理对于成功的网页抓取至关重要。高质量的代理，尤其是住宅代理，更不可能被目标网站检测和封禁。这就是为什么了解如何使用住宅代理对于你的业务至关重要，使你能够在避免网站封禁的同时找到有价值的线索。使用高质量代理的组合可以显著增加成功抓取的机会，避免中断。

优质的代理服务通常提供来自不同地区的广泛 IP 地址 ，使你能够绕过地理限制并访问本地化内容。

可靠的代理服务可以提供更快的响应时间和更高的正常运行时间，这对于抓取大量数据至关重要。

切忌，避免使用没有认证的公开代理，通常称为开放代理。这些代理通常速度慢，容易被检测到，会被封禁，并且可能带来安全威胁。它们可能来自被黑设备或配置错误的服务器，因此不可靠且可能危险。

随着你的抓取需求增长，拥有一个强大的代理服务使您能够在无需管理自己的基础设施的情况下扩展你的业务。

使用一个值得信赖的代理服务通常会伴随着客户支持和维护，这可以节省你在代理相关问题排除上的时间和精力。

处理验证码和其他挑战

验证码和反机器人机制是你在抓取网页时遇到的最常见的障碍之一。

网站使用CAPTCHAs来通过尝试区分真实人类和自动化机器人来防止自动访问。他们通过要求用户解决各种谜题、识别扭曲的对象等来实现这一点。这可能会使你自动抓取数据变得非常困难。

尽管有许多手动和自动的验证码解决工具在线上提供，处理验证码的最佳策略是避免触发它们。通常，当检测到非人类行为时，验证码会被触发。例如，从一个 IP 地址发送大量流量，使用相同的 HTTP 配置，这绝对是一个红旗！

所以，抓取网站时，尽量模仿人类行为：

• 在请求之间添加延迟，并尽可能均匀地分布它们。
• 使用代理服务定期在多个 IP 地址之间轮换。
• 随机化 HTTP 头和用户代理。
• 适当地维护和使用 Cookies，因为许多网站会跟踪用户会话。
• 考虑实现浏览器指纹随机化以避免追踪。

除了验证码，网站通常使用复杂的反机器人措施来检测和阻止抓取。

一些网站使用JavaScript 来检测机器人。像 Puppeteer 这样的工具可以模拟真实的浏览器环境，使抓取器执行 JavaScript 并绕过这些挑战。

网站有时会添加隐藏的表单字段或链接，只有机器人会与之互动。因此，尽量避免点击隐藏元素或填写具有隐藏字段的表单。

先进的反机器人系统会追踪到用户行为，例如鼠标移动或在页面上停留的时间。使用浏览器自动化工具模拟这些行为可以帮助绕过这些检查。

但是处理验证码和反机器人措施的最简单和最有效的方法无疑是使用像 ScraperAPI 这样的服务。

通过 ScraperAPI 的 API 发送您的抓取请求可以确保你有最大的机会不会被阻止。当 API 收到请求时，它会使用先进的机器学习技术来确定最佳请求配置，以防止触发验证码和其他反机器人措施。

结语

随着网站在反抓取措施上变得更加复杂，使用代理在保持抓取项目成功中变得越来越重要。

代理帮助你保持匿名，防止 IP 被屏蔽，并使你能够在不受到速率限制或地理限制阻碍的情况下扩展你的抓取工作。

在本教程中，我们探讨了网络抓取的基础知识和代理在这一过程中的关键作用。我们讨论了代理如何帮助保持匿名性，避免 IP 阻止，并分发请求以模拟自然用户行为。我们还涵盖了不同类型的代理，每种代理都有其自身的优点和理想的应用场景。

我们展示了如何设置一个基本的网页抓取器并将代理集成到你的抓取脚本中。我们还探讨了使用像 ScraperAPI 这样的专用抓取服务的好处，这可以简化大规模网页抓取相关的许多挑战。

最后，我们讨论了仔细选择合适的代理类型、定期轮换代理、处理速率限制以及在必要时利用抓取服务的重要性。这样，你可以确保你的网络抓取项目高效、可靠且可持续。

请记住，虽然网页抓取可以是一种强大的数据收集技术，但它始终应以负责任和道德的方式进行，并尊重网站的服务条款和法律考虑。

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