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"// callbackssuperagent  .get(forumURL)  .end((error, response) => {    console.log(response)  })// promisessuperagent  .get(forumURL)  .then((response) => {    console.log(response)  })  .catch((error) => {    console.error(error)  })// promises with async/awaitasync 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>').windowconst 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< script>标记声明的任何外部脚本（例如从 CDN 提取的 JQuery 库）

创建 DOM 后，你将使用相同的 DOM 方法获取第一篇文章的点赞按钮，然后单击它。要验证单击操作是否有效，可以检查 classList 中是否有一个名为 upmod 的类。如果此类存在于 classList 中，则返回一条消息。

现在，你可以启动一个终端并运行 node crawler.js，然后你将看到一段文字，告诉你帖子是否已被点赞。尽管这个示例用例很简单，但是你可以在此基础上创建一些功能强大的事物，例如一个对特定用户的帖子投票的 bot。

如果你觉得 JSDOM 缺乏表现力，而且你的爬网工作很依赖这类操作，或者需要创建许多各不相同的 DOM，那么以下选项将是更好的选择。

Puppeteer：无头浏览器

顾名思义，Puppeteer 允许你以编程方式操控浏览器，就像木偶师操纵木偶一样。它默认为开发人员提供了一个高级 API 来控制 Chrome 的一个无头版本，并可以配置为无头运行。

Puppeteer 比之前提到的那些工具有用得多，因为它能让你的爬网操作就像真人与浏览器交互一样。这就开拓了很多前所未有的可能性：

• 你可以获取屏幕截图或生成页面 PDF。

• 你可以抓取单页应用程序并生成预渲染的内容。

• 自动执行许多不同的用户交互，例如键盘输入、表单提交、导航等。

它也能在爬网之外的其他许多任务中发挥重要作用，例如 UI 测试、辅助性能优化等。

你经常需要截取网站的截图，也许是为了了解竞争对手的产品目录，那么就可以使用 puppeteer 来做到这一点。首先必须安装 puppeteer，请运行以下命令：npm install puppeteer

这将下载 Chromium 的一个打包版本，根据你的操作系统版本，这个版本大约需要 180MB 到 300MB。如果你不想用它，而是将 puppeteer 指向一个已经下载的 chromium 版本，则必须设置一些环境变量，但我不建议这样做。如果你确实不想为了这篇教程去下载 Chromium 和 puppeteer，那么还可以用一个 puppeteer playground（https://try-puppeteer.appspot.com/）。

下面我们尝试在 Reddit 中获取 r/programming 论坛的屏幕截图和 PDF，创建一个名为 crawler.js 的新文件，然后复制/粘贴以下代码：

const puppeteer = require('puppeteer')async function getVisual() {  try {    const URL = 'https://www.reddit.com/r/programming/'    const browser = await puppeteer.launch()    const page = await browser.newPage()    await page.goto(URL)    await page.screenshot({ path: 'screenshot.png' })    await page.pdf({ path: 'page.pdf' })    await browser.close()  } catch (error) {    console.error(error)  }}getVisual()

getVisual()是一个异步函数，它将获取分配给 URL 变量的值的屏幕快照和 pdf。首先运行 puppeteer.launch()创建浏览器实例，然后创建一个新页面。可以将该页面视为常规浏览器中的选项卡。接着使用 URL 作为参数调用 page.goto()，将先前创建的页面定向到指定的 URL。最终，浏览器实例与页面一起被销毁。

完成此操作并完成页面加载后，将分别使用 page.screenshot()和 page.pdf()截取屏幕截图和 pdf。你也可以侦听 Javascript 加载事件并执行这些操作，在生产环境中强烈建议后面这种方法。

在终端上输入 node crawler.js 来运行代码，几秒钟后会创建 2 个文件，分别名为 screenshot.jpg 和 page.pdf。

Nightmare：Puppeteer 的替代品

Nightmare 也是像 Puppeteer 这样的高级浏览器自动化库，它用的是 Electron，但据说比以前的 PhantomJS 快大约一倍，并且更加现代化。

如果你出于种种原因不喜欢 Puppeteer，或者觉得 Chromium 包太大了，那么 Nightmare 就是你理想的选择。首先运行以下命令来安装 nightmare 库：npm install nightmare

待其下载完毕，我们将使用它通过谷歌引擎找到 ScrapingBee 的网站。为此创建一个名为 crawler.js 的文件，然后将以下代码复制/粘贴到其中：

const Nightmare = require('nightmare')const nightmare = Nightmare()nightmare  .goto('https://www.google.com/')  .type("input[title='Search']", 'ScrapingBee')  .click("input[value='Google Search']")  .wait('#rso > div:nth-child(1) > div > div > div.r > a')  .evaluate(    () =>      document.querySelector(        '#rso > div:nth-child(1) > div > div > div.r > a'      ).href  )  .end()  .then((link) => {    console.log('Scraping Bee Web Link': link)  })  .catch((error) => {    console.error('Search failed:', error)  })

这里首先会创建一个 Nighmare 实例，然后调用 goto()将该实例定向到谷歌搜索引擎；加载后，使用其选择器获取搜索框，然后更改搜索框的值（一个输入标签）到“ScrapingBee”。完成后，单击搜索按钮提交搜索表单。接着 Nightmare 会等到第一个链接加载完毕，一旦加载完成，将使用 DOM 方法获取包含该链接的 anchor 标记的 href 属性值。

最后，完成所有操作后，这个链接将打印到控制台。要运行代码，请在终端中输入 node crawler.js。

小结

文章好长啊！但现在你了解了 NodeJS 的不同用法，以及它丰富的库生态系统，这样就能用各种姿势随意爬网了。总结一下，你知道了：

• NodeJS 是 Javascript 运行时，允许 Javascript 在服务端运行。感谢事件循环，它天生是非阻塞的。

• HTTP 客户端（例如 Axios、Superagent 和 Request）用于将 HTTP 请求发送到服务器并接收响应。

• Cheerio 从 JQuery 摄取精华，以在服务端运行来爬取 Web 内容，但不能执行 Javascript 代码。

• JSDOM 根据标准 Javascript 规范从 HTML 字符串中创建 DOM，并允许你对其执行 DOM 操作。

• Puppeteer 和 Nightmare 是高级浏览器自动化库，可让你以编程方式操纵 Web 应用程序，就像真实的人在与之交互一样。

资源

• Puppeteer 文档（https://developers.google.com/web/tools/puppeteer）

• Scraping 博客（https://www.scrapingbee.com/blog/）

原文链接：

https://www.scrapingbee.com/blog/web-scraping-javascript/