Go 每日一库之 colly

简介

colly是用 Go 语言编写的功能强大的爬虫框架。它提供简洁的 API，拥有强劲的性能，可以自动处理 cookie&session，还有提供灵活的扩展机制。

首先，我们介绍colly的基本概念。然后通过几个案例来介绍colly的用法和特性：拉取 GitHub Treading，拉取百度小说热榜，下载 Unsplash 网站上的图片。

快速使用

本文代码使用 Go Modules。

创建目录并初始化：

$ mkdir colly && cd colly
$ go mod init github.com/darjun/go-daily-lib/colly

安装colly库：

$ go get -u github.com/gocolly/colly/v2

使用：

package main

import (
  "fmt"

  "github.com/gocolly/colly/v2"
)

func main() {
  c := colly.NewCollector(
    colly.AllowedDomains("www.baidu.com" ),
  )

  c.OnHTML("a[href]", func(e *colly.HTMLElement) {
    link := e.Attr("href")
    fmt.Printf("Link found: %q -> %s\n", e.Text, link)
    c.Visit(e.Request.AbsoluteURL(link))
  })

  c.OnRequest(func(r *colly.Request) {
    fmt.Println("Visiting", r.URL.String())
  })

  c.OnResponse(func(r *colly.Response) {
    fmt.Printf("Response %s: %d bytes\n", r.Request.URL, len(r.Body))
  })

  c.OnError(func(r *colly.Response, err error) {
    fmt.Printf("Error %s: %v\n", r.Request.URL, err)
  })

  c.Visit("http://www.baidu.com/")
}

colly的使用比较简单：

首先，调用colly.NewCollector()创建一个类型为*colly.Collector的爬虫对象。由于每个网页都有很多指向其他网页的链接。如果不加限制的话，运行可能永远不会停止。所以上面通过传入一个选项colly.AllowedDomains("www.baidu.com")限制只爬取域名为www.baidu.com的网页。

然后我们调用c.OnHTML方法注册HTML回调，对每个有href属性的a元素执行回调函数。这里继续访问href指向的 URL。也就是说解析爬取到的网页，然后继续访问网页中指向其他页面的链接。

调用c.OnRequest()方法注册请求回调，每次发送请求时执行该回调，这里只是简单打印请求的 URL。

调用c.OnResponse()方法注册响应回调，每次收到响应时执行该回调，这里也只是简单的打印 URL 和响应大小。

调用c.OnError()方法注册错误回调，执行请求发生错误时执行该回调，这里简单打印 URL 和错误信息。

最后我们调用c.Visit()开始访问第一个页面。

运行：

$ go run main.go
Visiting http://www.baidu.com/
Response http://www.baidu.com/: 303317 bytes
Link found: "百度首页" -> /
Link found: "设置" -> javascript:;
Link found: "登录" -> https://passport.baidu.com/v2/?login&tpl=mn&u=http%3A%2F%2Fwww.baidu.com%2F&sms=5
Link found: "新闻" -> http://news.baidu.com
Link found: "hao123" -> https://www.hao123.com
Link found: "地图" -> http://map.baidu.com
Link found: "直播" -> https://live.baidu.com/
Link found: "视频" -> https://haokan.baidu.com/?sfrom=baidu-top
Link found: "贴吧" -> http://tieba.baidu.com
...

colly爬取到页面之后，会使用goquery解析这个页面。然后查找注册的 HTML 回调对应元素选择器（element-selector），将goquery.Selection封装成一个colly.HTMLElement执行回调。

colly.HTMLElement其实就是对goquery.Selection的简单封装：

type HTMLElement struct {
  Name string
  Text string
  Request *Request
  Response *Response
  DOM *goquery.Selection
  Index int
}

并提供了简单易用的方法：

• Attr(k string)：返回当前元素的属性，上面示例中我们使用e.Attr("href")获取了href属性；
• ChildAttr(goquerySelector, attrName string)：返回goquerySelector选择的第一个子元素的attrName属性；
• ChildAttrs(goquerySelector, attrName string)：返回goquerySelector选择的所有子元素的attrName属性，以[]string返回；
• ChildText(goquerySelector string)：拼接goquerySelector选择的子元素的文本内容并返回；
• ChildTexts(goquerySelector string)：返回goquerySelector选择的子元素的文本内容组成的切片，以[]string返回。
• ForEach(goquerySelector string, callback func(int, *HTMLElement))：对每个goquerySelector选择的子元素执行回调callback；
• Unmarshal(v interface{})：通过给结构体字段指定 goquerySelector 格式的 tag，可以将一个 HTMLElement 对象 Unmarshal 到一个结构体实例中。

这些方法会被频繁地用到。下面我们就通过一些示例来介绍colly的特性和用法。

GitHub Treading

我之前写过一个拉取GitHub Treading 的 API，用colly更方便：

type Repository struct {
  Author  string
  Name    string
  Link    string
  Desc    string
  Lang    string
  Stars   int
  Forks   int
  Add     int
  BuiltBy []string
}

func main() {
  c := colly.NewCollector(
    colly.MaxDepth(1),
  )


  repos := make([]*Repository, 0, 15)
  c.OnHTML(".Box .Box-row", func (e *colly.HTMLElement) {
    repo := &Repository{}

    // author & repository name
    authorRepoName := e.ChildText("h1.h3 > a")
    parts := strings.Split(authorRepoName, "/")
    repo.Author = strings.TrimSpace(parts[0])
    repo.Name = strings.TrimSpace(parts[1])

    // link
    repo.Link = e.Request.AbsoluteURL(e.ChildAttr("h1.h3 >a", "href"))

    // description
    repo.Desc = e.ChildText("p.pr-4")

    // language
    repo.Lang = strings.TrimSpace(e.ChildText("div.mt-2 > span.mr-3 > span[itemprop]"))

    // star & fork
    starForkStr := e.ChildText("div.mt-2 > a.mr-3")
    starForkStr = strings.Replace(strings.TrimSpace(starForkStr), ",", "", -1)
    parts = strings.Split(starForkStr, "\n")
    repo.Stars , _=strconv.Atoi(strings.TrimSpace(parts[0]))
    repo.Forks , _=strconv.Atoi(strings.TrimSpace(parts[len(parts)-1]))

    // add
    addStr := e.ChildText("div.mt-2 > span.float-sm-right")
    parts = strings.Split(addStr, " ")
    repo.Add, _ = strconv.Atoi(parts[0])

    // built by
    e.ForEach("div.mt-2 > span.mr-3  img[src]", func (index int, img *colly.HTMLElement) {
      repo.BuiltBy = append(repo.BuiltBy, img.Attr("src"))
    })

    repos = append(repos, repo)
  })

  c.Visit("https://github.com/trending")
  
  fmt.Printf("%d repositories\n", len(repos))
  fmt.Println("first repository:")
  for _, repo := range repos {
      fmt.Println("Author:", repo.Author)
      fmt.Println("Name:", repo.Name)
      break
  }
}

我们用ChildText获取作者、仓库名、语言、星数和 fork 数、今日新增等信息，用ChildAttr获取仓库链接，这个链接是一个相对路径，通过调用e.Request.AbsoluteURL()方法将它转为一个绝对路径。

运行：

$ go run main.go
25 repositories
first repository:
Author: Shopify
Name: dawn

百度小说热榜

网页结构如下：

各部分结构如下：

• 每条热榜各自在一个div.category-wrap_iQLoo中；
• a元素下div.index_1Ew5p是排名；
• 内容在div.content_1YWBm中；
• 内容中a.title_dIF3B是标题；
• 内容中两个div.intro_1l0wp，前一个是作者，后一个是类型；
• 内容中div.desc_3CTjT是描述。

由此我们定义结构：

type Hot struct {
  Rank   string `selector:"a > div.index_1Ew5p"`
  Name   string `selector:"div.content_1YWBm > a.title_dIF3B"`
  Author string `selector:"div.content_1YWBm > div.intro_1l0wp:nth-child(2)"`
  Type   string `selector:"div.content_1YWBm > div.intro_1l0wp:nth-child(3)"`
  Desc   string `selector:"div.desc_3CTjT"`
}

tag 中是 CSS 选择器语法，添加这个是为了可以直接调用HTMLElement.Unmarshal()方法填充Hot对象。

然后创建Collector对象：

c := colly.NewCollector()

注册回调：

c.OnHTML("div.category-wrap_iQLoo", func(e *colly.HTMLElement) {
  hot := &Hot{}

  err := e.Unmarshal(hot)
  if err != nil {
    fmt.Println("error:", err)
    return
  }

  hots = append(hots, hot)
})

c.OnRequest(func(r *colly.Request) {
  fmt.Println("Requesting:", r.URL)
})

c.OnResponse(func(r *colly.Response) {
  fmt.Println("Response:", len(r.Body))
})

OnHTML对每个条目执行Unmarshal生成Hot对象。

OnRequest/OnResponse只是简单输出调试信息。

然后，调用c.Visit()访问网址：

err := c.Visit("https://top.baidu.com/board?tab=novel")
if err != nil {
  fmt.Println("Visit error:", err)
  return
}

最后添加一些调试打印：

fmt.Printf("%d hots\n", len(hots))
for _, hot := range hots {
  fmt.Println("first hot:")
  fmt.Println("Rank:", hot.Rank)
  fmt.Println("Name:", hot.Name)
  fmt.Println("Author:", hot.Author)
  fmt.Println("Type:", hot.Type)
  fmt.Println("Desc:", hot.Desc)
  break
}

运行输出：

Requesting: https://top.baidu.com/board?tab=novel
Response: 118083
30 hots
first hot:
Rank: 1
Name: 逆天邪神
Author: 作者：火星引力
Type: 类型：玄幻
Desc: 掌天毒之珠，承邪神之血，修逆天之力，一代邪神，君临天下！  查看更多>

Unsplash

我写公众号文章，背景图片基本都是从 unsplash 这个网站获取。unsplash 提供了大量的、丰富的、免费的图片。这个网站有个问题，就是访问速度比较慢。既然学习爬虫，刚好利用程序自动下载图片。

unsplash 首页如下图所示：

网页结构如下：

但是首页上显示的都是尺寸较小的图片，我们点开某张图片的链接：

网页结构如下：

由于涉及三层网页结构（img最后还需要访问一次），使用一个colly.Collector对象，OnHTML回调设置需要格外小心，给编码带来比较大的心智负担。colly支持多个Collector，我们采用这种方式来编码：

func main() {
  c1 := colly.NewCollector()
  c2 := c1.Clone()
  c3 := c1.Clone()

  c1.OnHTML("figure[itemProp] a[itemProp]", func(e *colly.HTMLElement) {
    href := e.Attr("href")
    if href == "" {
      return
    }

    c2.Visit(e.Request.AbsoluteURL(href))
  })

  c2.OnHTML("div._1g5Lu > img[src]", func(e *colly.HTMLElement) {
    src := e.Attr("src")
    if src == "" {
      return
    }

    c3.Visit(src)
  })

  c1.OnRequest(func(r *colly.Request) {
    fmt.Println("Visiting", r.URL)
  })

  c1.OnError(func(r *colly.Response, err error) {
    fmt.Println("Visiting", r.Request.URL, "failed:", err)
  })
}

我们使用 3 个Collector对象，第一个Collector用于收集首页上对应的图片链接，然后使用第二个Collector去访问这些图片链接，最后让第三个Collector去下载图片。上面我们还为第一个Collector注册了请求和错误回调。

第三个Collector下载到具体的图片内容后，保存到本地：

func main() {
  // ... 省略
  var count uint32
  c3.OnResponse(func(r *colly.Response) {
    fileName := fmt.Sprintf("images/img%d.jpg", atomic.AddUint32(&count, 1))
    err := r.Save(fileName)
    if err != nil {
      fmt.Printf("saving %s failed:%v\n", fileName, err)
    } else {
      fmt.Printf("saving %s success\n", fileName)
    }
  })

  c3.OnRequest(func(r *colly.Request) {
    fmt.Println("visiting", r.URL)
  })
}

上面使用atomic.AddUint32()为图片生成序号。

运行程序，爬取结果：

异步

默认情况下，colly爬取网页是同步的，即爬完一个接着爬另一个，上面的 unplash 程序就是如此。这样需要很长时间，colly提供了异步爬取的特性，我们只需要在构造Collector对象时传入选项colly.Async(true)即可开启异步：

c1 := colly.NewCollector(
  colly.Async(true),
)

但是，由于是异步爬取，所以程序最后需要等待Collector处理完成，否则早早地退出main，程序会退出：

c1.Wait()
c2.Wait()
c3.Wait()

再次运行，速度快了很多?。

第二版

向下滑动 unsplash 的网页，我们发现后面的图片是异步加载的。滚动页面，通过 chrome 浏览器的 network 页签查看请求：

请求路径/photos，设置per_page和page参数，返回的是一个 JSON 数组。所以有了另一种方式：

定义每一项的结构体，我们只保留必要的字段：

type Item struct {
  Id     string
  Width  int
  Height int
  Links  Links
}

type Links struct {
  Download string
}

然后在OnResponse回调中解析 JSON，对每一项的Download链接调用负责下载图像的Collector的Visit()方法：

c.OnResponse(func(r *colly.Response) {
  var items []*Item
  json.Unmarshal(r.Body, &items)
  for _, item := range items {
    d.Visit(item.Links.Download)
  }
})

初始化访问，我们设置拉取 3 页，每页 12 个（和页面请求的个数一致）：

for page := 1; page <= 3; page++ {
  c.Visit(fmt.Sprintf("https://unsplash.com/napi/photos?page=%d&per_page=12", page))
}

运行，查看下载的图片：

限速

有时候并发请求太多，网站会限制访问。这时就需要使用LimitRule了。说白了，LimitRule就是限制访问速度和并发量的：

type LimitRule struct {
  DomainRegexp string
  DomainGlob string
  Delay time.Duration
  RandomDelay time.Duration
  Parallelism    int
}

常用的就Delay/RandomDelay/Parallism这几个，分别表示请求与请求之间的延迟，随机延迟，和并发数。另外必须指定对哪些域名施行限制，通过DomainRegexp或DomainGlob设置，如果这两个字段都未设置Limit()方法会返回错误。用在上面的例子中：

err := c.Limit(&colly.LimitRule{
  DomainRegexp: `unsplash\.com`,
  RandomDelay:  500 * time.Millisecond,
  Parallelism:  12,
})
if err != nil {
  log.Fatal(err)
}

我们设置针对unsplash.com这个域名，请求与请求之间的随机最大延迟 500ms，最多同时并发 12 个请求。

设置超时

有时候网速较慢，colly中使用的http.Client有默认超时机制，我们可以通过colly.WithTransport()选项改写：

c.WithTransport(&http.Transport{
  Proxy: http.ProxyFromEnvironment,
  DialContext: (&net.Dialer{
    Timeout:   30 * time.Second,
    KeepAlive: 30 * time.Second,
  }).DialContext,
  MaxIdleConns:          100,
  IdleConnTimeout:       90 * time.Second,
  TLSHandshakeTimeout:   10 * time.Second,
  ExpectContinueTimeout: 1 * time.Second,
})

扩展

colly在子包extension中提供了一些扩展特性，最最常用的就是随机 User-Agent 了。通常网站会通过 User-Agent 识别请求是否是浏览器发出的，爬虫一般会设置这个 Header 把自己伪装成浏览器。使用也比较简单：

import "github.com/gocolly/colly/v2/extensions"

func main() {
  c := colly.NewCollector()
  extensions.RandomUserAgent(c)
}

随机 User-Agent 实现也很简单，就是从一些预先定义好的 User-Agent 数组中随机一个设置到 Header 中：

func RandomUserAgent(c *colly.Collector) {
  c.OnRequest(func(r *colly.Request) {
    r.Headers.Set("User-Agent", uaGens[rand.Intn(len(uaGens))]())
  })
}

实现自己的扩展也不难，例如我们每次请求时需要设置一个特定的 Header，扩展可以这么写：

func MyHeader(c *colly.Collector) {
  c.OnRequest(func(r *colly.Request) {
    r.Headers.Set("My-Header", "dj")
  })
}

用Collector对象调用MyHeader()函数即可：

MyHeader(c)

总结

colly是 Go 语言中最流行的爬虫框架，支持丰富的特性。本文对一些常用特性做了介绍，并辅之以实例。限于篇幅，一些高级特性未能涉及，例如队列，存储等。对爬虫感兴趣的可去深入了解。

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参考

1. Go 每日一库 GitHub：https://github.com/darjun/go-daily-lib
2. Go 每日一库之 goquery：https://darjun.github.io/2020/10/11/godailylib/goquery/
3. 用 Go 实现一个 GitHub Trending API：https://darjun.github.io/2021/06/16/github-trending-api/
4. colly GitHub：https://github.com/gocolly/colly

我

我的博客：https://darjun.github.io

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