使用python/casperjs编写终极爬虫-客户端App的抓取

1.缘起
　　随着移动互联网的发展，现在写web和我三年前刚开始写爬虫的时候已经改变了太多。特别是在node以及javascript/ruby社区的努力下，以往“服务器端”做的事情都慢慢搬到了“浏览器”来实现，最极端的例子可能是meteor了 ，写web程序无需划分前端后端的时代已经到来了。。。
　　在这一方面，Google一向是最激进的。纵观Google目前的产品线，社交的Google Plus，网站分析的Google Analytics，Google目前赖以生存的Google Adwords等，如果想下载源码，用ElementTree来解析网页，那什么都得不到，因为Google的数据都是通过Ajax调用经过数据混淆处理的数据，然后用JavaScript进行解析渲染到页面上的。
　　本来这种事情也不算太多，忍一忍就行了，不过最近因业务需要，经常需要上Google的Keyword Tools来分析特定关键字的搜索量
　　
　　图为关键字搜索的截图
　　
　　图为Google经过混淆处理的Ajax返回结果。
　　要把这么费劲的事情自动化倒也不难，因为Google也提供了API来做，Adwords项目的TargetingIdeaService就是来做这个的，问题是Google的API调用需要花钱，而如果能用爬虫技术来爬取这个结果，就能省去不必要的额外开销。
2. Selenium WebDriver
　　由于要解析执行复杂的JavaScript，必须有一个Full Stack的浏览器JavaScript环境，这种环境三年前的话，可能只能诉诸于于selenium，selenium是一款多语言的浏览器Driver，它最大的优点在于，提供了从命令行统一操控多种不同浏览器的方法，这极大地方便了web产品的兼容性自动化测试。
2.1 在没有图形界面的服务器上安装和使用Selenium
　　安装selenium非常简单，pip install selenium 即可，但是要让firefox/chrome工作，没有图形界面的话，还是要费一番功夫的。
　　推荐的做法是
　　Selenium的安装和配置在此就不多说了，值得注意的是，如果是Ubuntu用户，并且要使用Chrome的话，必须额外下载一个chromedriver，并且把安装的chromium-browser链接到/usr/bin/google-chrome，否则将无法运行。
2.2 爬取Keywords
　　先总结一下Adwords的使用方法吧，要能正常使用Adwords，必须要有一个开通Adwords的Google Account，这倒不是很难，只要访问 http://adwords.google.com ，Google会协助创建账号，如果还没有的话，其次就是登陆了。
　　
　　通过分析登陆页面，我们可以看到需要在id为Email的一个input框内输入email，然后在id为Passwd的密码框内输入密码，然后点击Sign in提交这个页面内唯一的form。
　　首先别忘了开一个浏览器先
　　登陆后，我们发现需要访问一个类似 https://adwords.google.com/o/Targeting/Explorer 的网页才能跳转到关键字工具，于是我们手动生成一下这个网页
　　到了工具主页以后，事情就变得Tricky起来了。因为整个关键字工具都是个客户端App，在全部文件载入完成以后，页面不会直接渲染完毕，而是要经过复杂的JavaScript运算后页面才会完整显示。然而Selenium WebDriver并不知道这一点，所以我们要让他知道。
　　在这里，我们要等待Search按钮在浏览器中出现以后，才能确认网页加载完毕，Selenium WebDriver有两种方式可以实现这一点，我偷懒用了全局的默认等待机制：
　　于是Selenium就会在找不到页面元素的时候自动等候不超过30秒
　　接下来，等待输入框和Search按钮出现后提交搜索iphone关键字的请求
　　然后我们继续等待class为sLNB的table的出现，并解析结果
　　这里我们使用了xpath来提取网页特征，这也算是写爬虫的必备吧。
　　完整的例子见： https://gist.github.com/3798896 替换email和passwd后直接就能用了
3. JavaScript Headless解决方案
　　随着Node以及随之而来的JavaScript社区的进化，如今的我们就幸福多了。远的我们有phantomjs, 一个Headless的WebKit Driver，意味着可以无需GUI，完全模拟Chrome/Safari的操作。 近的有casperjs(基于phantomjs的好用封装)，zombie(相比phantomjs的优势是可以和node集成)等。
　　其中非常可惜地是，zombiejs似乎对富JavaScript网站支持得有问题，所以后来我还是只能用casperjs来进行测试。Headless的方案因为不需要渲染GUI，执行速度约为Selenium方案的三倍。
　　另外由于这是纯JavaScript的方案，于是我们可以直接在例如Chrome的Console模式下写代码控制浏览器，不存在如Selenium那样还需要语义转换，非常简洁直观。例如利用W3C Selectors API Level 1所提供的querySelector来快速选取元素，对表单进行submit，对按钮进行click，甚至可以执行自定义JavaScript脚本以便按一定规律对页面进行操控。
　　但是casperjs或者说phantomjs的弱点是不支持除了文件读写和浏览器操作以外的一切*nix IPC惯用伎俩，socket神马的统统不支持，1.4版本以后才加入了一个webserver用于和外界通信，但是用httpserver来和外界通信？我有点抵触就是了。
　　废话不说了，casperjs的代码看起来就是这样，登陆：
　　与Selenium类似，因为页面都是Ajax调用的，我们需要明确地“等待某个元素出现”，即：waitForSelector，casperjs的文档既简洁又漂亮，不妨多逛逛。
　　值得一提的是，casperjs一定要调用casper.run方法，之前的start, then等方法，只是把步骤封装到了this._steps里面，只有在run的时候才会真正执行，所以casperjs设计流程的时候会很痛苦，for/each之类的手法有时并不好用。
　　这个时候需要用JavaScript编程比较常用的递归化的方法，参见https://github.com/n1k0/casperjs/blob/master/samples/dynamic.js 这个例子。我在完整的casperjs代码里面也是这么做的。
　　具体逻辑的实现和selenium类似，我就不废话了，完整的例子参见： https://gist.github.com/3798922
4. 综上
　　介绍了selenium和casperjs两种不同的终极爬虫写法，但是其实这篇文写来只是太久没更新了，写点东西更新一下而已：)