使用JS和NodeJS爬取Web内容

这些年来Javascript进步飞快，又引入了称为NodeJS的运行时，所以已经成为了最流行和使用最广泛的语言之一。不管你要写的是Web应用还是移动应用，都能在Javascript生态中找到合适的工具。本文要介绍的是如何在NodeJS的活跃生态系统帮助下高效地抓取Web内容，以满足大多数相关需求。

本文最初发布于scrapingbee.com网站，经网站授权由InfoQ中文站翻译并分享。

前提

这篇文章主要针对拥有一定Javascript开发经验的开发人员。但如果你很熟悉Web内容爬取，那么就算没有Javascript的相关经验，也能从本文中学到很多知识。

• JS语言开发背景
• 使用DevTools提取元素选择器（selector）的经验
• 与ES6 Javascript相关的经验（可选）

成果

阅读这篇文章能够帮助读者：

• 了解NodeJS的功能
• 使用多个HTTP客户端来辅助Web抓取工作
• 利用多个经过实战检验的现代库来抓取Web内容

了解NodeJS：简介

Javascript是一种简单而现代化的语言，最初是为了向浏览器访问的网站添加动态行为而创建的。网站加载后，Javascript通过浏览器的JS引擎运行，并转换为计算机可以理解的一堆代码。为了让Javascript与你的浏览器交互，后者提供了一个运行时环境（文档，窗口等）。

换句话说Javascript这种编程语言无法直接与计算机或其资源交互，抑或操纵它们。例如，在Web服务器中服务器必须能够与文件系统交互，才能读取文件或将记录存储在数据库中。

NodeJS的理念是让Javascript不仅能运行在客户端，还能运行在服务端。为了做到这一点，资深开发人员Ryan Dahl采用了谷歌Chrome浏览器的v8 JS引擎，并将其嵌入了到名为Node的C++程序中。因此NodeJS是一个运行时环境，它让使用Javascript编写的应用程序也能运行在服务器上。

大多数语言（例如C或C++）使用多个线程来处理并发，相比之下NodeJS只使用单个主线程，并在事件循环（Event Loop）的帮助下用它以非阻塞方式执行任务。

我们很容易就能建立一个简单的Web服务器，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NodeJS，运行node < YourFileNameHere>.js（去掉<>号），然后打开浏览器并导航到localhost:3000，就能看到“HelloWorld”的文本了。NodeJS非常适合I/O密集型应用程序。

HTTP客户端：查询Web

HTTP客户端是将请求发送到服务器，然后从服务器接收响应的工具。本文要讨论的工具大都在后台使用HTTP客户端来查询你将尝试抓取的网站服务器。

Request

Request是Javascript生态系统中使用最广泛的HTTP客户端之一，不过现在Request库的作者已正式声明，不推荐大家继续使用它了。这并不是说它就不能用了，还有很多库仍在使用它，并且它真的很好用。使用Request发出HTTP请求非常简单：

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（https://github.com/request/request），运行npm install request就能安装完成。这里可以参考弃用通知及细节（https://github.com/request/request/issues/3142）。如果你因为这个库过时了而觉得不放心，后面还有更多推荐！

Axios

Axios是基于promise的HTTP客户端，可在浏览器和NodeJS中运行。如果你使用Typescript，则axios可以覆盖内置类型。通过Axios发起HTTP请求是很简单的，它默认内置Promise支持，不像Request还得用回调：

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，那么也可以用它们，但由于顶级的await仍处于第3阶段（https://github.com/tc39/proposal-top-level-await）， 我们只能用Async Function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)
	}
}

你只需调用getForum即可！你可以在Github上找到Axios库（https://github.com/axios/axios），运行npm install axios即可安装。

Superagent

类似Axios，Superagent是另一款强大的HTTP客户端，它支持Promise和async/await语法糖。它的API像Axios一样简单，但Superagent的依赖项更多，并且没那么流行。

在Superagent中，使用promise、async/await或callbacks发出HTTP请求的方式如下：

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)
	}

你可以在Github上找到Superagent库（https://github.com/visionmedia/superagent），运行npm install superagent即可安装。

对于下文介绍的Web抓取工具，本文将使用Axios作为HTTP客户端。

正则表达式：困难的方法

在没有任何依赖项的情况下开始抓取Web内容，最简单的方法是：使用HTTP客户端查询网页时，在收到的HTML字符串上应用一组正则表达式——但这种方法绕的路太远了。正则表达式没那么灵活，并且很多专业人士和业余爱好者都很难写出正确的正则表达式。

对于复杂的Web抓取任务来说，正则表达式很快就会遇到瓶颈了。不管怎样我们先来试一下。假设有一个带用户名的标签，我们需要其中的用户名，那么使用正则表达式时的方法差不多是这样：

const htmlString = '<label>Username: John Doe</label>'
const result = htmlString.match(/<label>(.+)<\/label>/)
console.log(result[1], result[1].split(": ")[1])
// Username: John Doe, John Doe

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textContent或< label>标签的innerHTML，这正是我们想要的。但是这个结果会包含一些我们不需要的文本（“Username: ”），必须将其删除。 如你所见，对于一个非常简单的用例，这种方法用起来都很麻烦。所以我们应该使用HTML解析器之类的工具，后文具体讨论。

Cheerio：用于遍历DOM的核心JQuery

Cheerio是一个高效轻便的库，它允许你在服务端使用JQuery的丰富而强大的API。如果你以前使用过JQuery，那么很容易就能上手Cheerio。它把DOM所有不一致性和浏览器相关的特性都移除掉了，并公开了一个高效的API来解析和操作DOM。

const cheerio = require('cheerio')
const $ = cheerio.load('<h2 class="title">Hello world</h2>')
$('h2.title').text('Hello there!')
$('h2').addClass('welcome')
$.html()
// <h2 class="title welcome">Hello there!</h2>

如你所见，Cheerio用起来和JQuery很像。 但是，它的工作机制和Web浏览器是不一样的，这意味着它不能：

• 渲染任何已解析或操纵的DOM元素
• 应用CSS或加载任何外部资源
• 执行JavaScript

因此，如果你试图爬取的网站或Web应用程序有很多Javascript内容（例如“单页应用程序”），那么Cheerio并不是你的最佳选择，你可能还得依赖后文讨论的其他一些选项。

为了展示Cheerio的强大能力，我们将尝试在Reddit中爬取r/programming论坛，获取其中的帖子标题列表。

首先，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，它将爬取旧版reddit的r/programming论坛。首先，使用axios HTTP客户端库的一个简单HTTP GET请求获取网站的HTML，然后使用cheerio.load()函数将html数据输入到Cheerio中。 接下来使用浏览器的开发工具，你可以获得通常可以定位所有postcard的选择器。如果你用过JQuery，肯定非常熟悉$(‘div > p.title > a’)。这将获取所有帖子，因为你只想获得每个帖子的标题，所以必须遍历每个帖子（使用each()函数来遍历）。

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表示当前元素）。然后在每个元素上调用text()以获取文本。

现在，你可以弹出一个终端并运行node crawler.js，然后你将看到一个由大约25或26个帖子标题组成的长长的数组。尽管这是一个非常简单的用例，但它展示了Cheerio提供的API用起来是多么简单。

如果你的用例需要执行Javascript并加载外部资源，那么可以考虑以下几个选项。

JSDOM：给Node用的DOM

JSDOM是用在NodeJS中的，文档对象模型（DOM）的纯Javascript实现，如前所述，DOM对Node不可用，而JSDOM就是最近似的替代品。它多少模拟了浏览器的机制。

创建了一个DOM后，我们就可以通过编程方式与要爬取的Web应用程序或网站交互，像点击按钮这样的操作也能做了。如果你熟悉DOM的操作方法，那么JSDOM用起来也会很简单。

const { JSDOM } = require('jsdom')
const { document } = new JSDOM(
	'<h2 class="title">Hello world</h2>'
).window
const heading = document.querySelector('.title')
heading.textContent = 'Hello there!'
heading.classList.add('welcome')
heading.innerHTML
// <h2 class="title welcome">Hello there!</h2>

如你所见，JSDOM创建了一个DOM，然后你就可以像操纵浏览器DOM那样，用相同的方法和属性来操纵这个DOM。 为了演示如何使用JSDOM与网站交互，我们将获取Redditr/programming论坛的第一篇帖子，并对其点赞，然后我们将验证该帖子是否已被点赞。

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

然后创建一个名为rawler.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，然后对其点赞。为此，axios发送HTTP GET请求以获取指定URL的HTML。然后向JSDOM提供先前获取的HTML来创建新的DOM。JSDOM构造器将HTML作为第一个参数，将选项作为第二个参数，添加的2个选项会执行以下函数：

• runScripts：设置为“dangerously”时，它允许执行事件处理程序和任何 Javascript 代码。如果你不清楚应用程序将运行的脚本是否可信，则最好将 runScripts 设置为“outside-only”，这会将所有 Javascript 规范提供的全局变量附加到 window 对象，从而防止任何脚本在内部执行。
• resources：设置为“usable”时，它允许加载使用