Python urllib 库用于操作网页 URL，并对网页的内容进行抓取处理。
本文主要介绍 Python3 的 urllib。
urllib 包 包含以下几个模块：

  • urllib.request - 打开和读取 URL。
  • urllib.error - 包含 urllib.request 抛出的异常。
  • urllib.parse - 解析 URL。
  • urllib.robotparser - 解析 robots.txt 文件。

Python urllib - 图1

urllib.request

urllib.request 定义了一些打开 URL 的函数和类，包含授权验证、重定向、浏览器 cookies等。
urllib.request 可以模拟浏览器的一个请求发起过程。
我们可以使用 urllib.request 的 urlopen 方法来打开一个 URL，语法格式如下：
urllib.request.urlopen(url, data=None, [timeout, ]*, cafile=None, capath=None, cadefault=False, context=None)

  • url：url 地址。
  • data：发送到服务器的其他数据对象，默认为 None。
  • timeout：设置访问超时时间。
  • cafile 和 capath：cafile 为 CA 证书， capath 为 CA 证书的路径，使用 HTTPS 需要用到。
  • cadefault：已经被弃用。
  • context：ssl.SSLContext类型，用来指定 SSL 设置。

实例如下：

实例

from urllib.request import urlopen

myURL = urlopen(“https://www.runoob.com/“)
print(myURL.read())

以上代码使用 urlopen 打开一个 URL，然后使用 read() 函数获取网页的 HTML 实体代码。
read() 是读取整个网页内容，我们可以指定读取的长度：

实例

from urllib.request import urlopen

myURL = urlopen(“https://www.runoob.com/“)
print(myURL.read(300))

除了 read() 函数外，还包含以下两个读取网页内容的函数：

  • readline() - 读取文件的一行内容from urllib.request import urlopen myURL = urlopen(“https://www.runoob.com/“) print(myURL.readline()) #读取一行内容
  • readlines() - 读取文件的全部内容，它会把读取的内容赋值给一个列表变量。from urllib.request import urlopen myURL = urlopen(“https://www.runoob.com/“) lines = myURL.readlines() for line in lines: print(line)

我们在对网页进行抓取时，经常需要判断网页是否可以正常访问，这里我们就可以使用 getcode() 函数获取网页状态码，返回 200 说明网页正常，返回 404 说明网页不存在:

实例

import urllib.request

myURL1 = urllib.request.urlopen(“https://www.runoob.com/“)
print(myURL1.getcode()) # 200

try:
myURL2 = urllib.request.urlopen(“https://www.runoob.com/no.html“)
except urllib.error.HTTPError as e:
if e.code == 404:
print(404) # 404

更多网页状态码可以查阅：https://www.runoob.com/http/http-status-codes.html。
如果要将抓取的网页保持到本地，可以使用 Python3 File write() 方法 函数：

实例

from urllib.request import urlopen

myURL = urlopen(“https://www.runoob.com/“)
f = open(“runoob_urllib_test.html”, “wb”)
content = myURL.read() # 读取网页内容
f.write(content)
f.close()

执行以上代码，在本地就会生成一个 runoob_urllib_test.html 文件，里面包含了 https://www.runoob.com/ 网页的内容。
更多Python File 处理，可以参阅：https://www.runoob.com/python3/python3-file-methods.html
。URL 的编码与解码可以使用 urllib.request.quote() 与 urllib.request.unquote() 方法：

实例

import urllib.request

encode_url = urllib.request.quote(“https://www.runoob.com/“) # 编码
print(encode_url)

unencode_url = urllib.request.unquote(encode_url) # 解码
print(unencode_url)

输出结果为：
https%3A//www.runoob.com/ https://www.runoob.com/

模拟头部信息

我们抓取网页一般需要对 headers（网页头信息）进行模拟，这时候需要使用到 urllib.request.Request 类：
class urllib.request.Request(url, data=None, headers={}, origin_req_host=None, unverifiable=False, method=None)

  • url：url 地址。
  • data：发送到服务器的其他数据对象，默认为 None。
  • headers：HTTP 请求的头部信息，字典格式。
  • origin_req_host：请求的主机地址，IP 或域名。
  • unverifiable：很少用整个参数，用于设置网页是否需要验证，默认是False。。
  • method：请求方法， 如 GET、POST、DELETE、PUT等。

    实例 - py3_urllib_test.php 文件代码

    import urllib.request
    import urllib.parse

url = ‘https://www.runoob.com/?s=‘ # 菜鸟教程搜索页面
keyword = ‘Python 教程’
key_code = urllib.request.quote(keyword) # 对请求进行编码
url_all = url+key_code
header = {
‘User-Agent’:’Mozilla/5.0 (X11; Fedora; Linux x86_64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.110 Safari/537.36’
} #头部信息
request = urllib.request.Request(url_all,headers=header)
reponse = urllib.request.urlopen(request).read()

fh = open(“./urllib_test_runoob_search.html”,”wb”) # 将文件写入到当前目录中
fh.write(reponse)
fh.close()

打开 urllib_test_runoob_search.html 文件（可以使用浏览器打开），内容如下：
Python urllib - 图2
表单 POST 传递数据，我们先创建一个表单，代码如下，我这里使用了 PHP 代码来获取表单的数据：

实例

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset=”utf-8”>
<title>菜鸟教程(runoob.com) urllib POST 测试</title>
</head>
<body>
<form action=”” method=”post” name=”myForm”>
Name: <input type=”text” name=”name”><br>
Tag: <input type=”text” name=”tag”><br>
<input type=”submit” value=”提交”>
</form>
<hr>
<?php
// 使用 PHP 来获取表单提交的数据，你可以换成其他的
if(isset($_POST[‘name’]) && $_POST[‘tag’] ) {
echo $_POST[“name”] . ‘, ‘ . $_POST[‘tag’];
}
?>
</body>
</html>

实例

import urllib.request
import urllib.parse

url = ‘https://www.runoob.com/try/py3/py3_urllib_test.php‘ # 提交到表单页面
data = {‘name’:’RUNOOB’, ‘tag’ : ‘菜鸟教程’} # 提交数据
header = {
‘User-Agent’:’Mozilla/5.0 (X11; Fedora; Linux x86_64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.110 Safari/537.36’
} #头部信息
data = urllib.parse.urlencode(data).encode(‘utf8’) # 对参数进行编码，解码使用 urllib.parse.urldecode
request=urllib.request.Request(url, data, header) # 请求处理
reponse=urllib.request.urlopen(request).read() # 读取结果

fh = open(“./urllib_test_post_runoob.html”,”wb”) # 将文件写入到当前目录中
fh.write(reponse)
fh.close()

打开 urllib_test_post_runoob.html 文件（可以使用浏览器打开），显示结果如下：
Python urllib - 图3

urllib.error

urllib.error 模块为 urllib.request 所引发的异常定义了异常类，基础异常类是 URLError。
urllib.error 包含了两个方法，URLError 和 HTTPError。
URLError 是 OSError 的一个子类，用于处理程序在遇到问题时会引发此异常（或其派生的异常），包含的属性 reason 为引发异常的原因。
HTTPError 是 URLError 的一个子类，用于处理特殊 HTTP 错误例如作为认证请求的时候，包含的属性 code 为 HTTP 的状态码， reason 为引发异常的原因，headers 为导致 HTTPError 的特定 HTTP 请求的 HTTP 响应头。
对不存在的网页抓取并处理异常:

实例

import urllib.request
import urllib.error

myURL1 = urllib.request.urlopen(“https://www.runoob.com/“)
print(myURL1.getcode()) # 200

try:
myURL2 = urllib.request.urlopen(“https://www.runoob.com/no.html“)
except urllib.error.HTTPError as e:
if e.code == 404:
print(404) # 404

urllib.parse

urllib.parse 用于解析 URL，格式如下：
urllib.parse.urlparse(urlstring, scheme=’’, allow_fragments=True)
urlstring 为 字符串的 url 地址，scheme 为协议类型，
allow_fragments 参数为 false，则无法识别片段标识符。相反，它们被解析为路径，参数或查询组件的一部分，并 fragment 在返回值中设置为空字符串。

实例

from urllib.parse import urlparse

o = urlparse(“https://www.runoob.com/?s=python+%E6%95%99%E7%A8%8B“)
print(o)

以上实例输出结果为：
ParseResult(scheme=’https’, netloc=’www.runoob.com’, path=’/‘, params=’’, query=’s=python+%E6%95%99%E7%A8%8B’, fragment=’’)
从结果可以看出，内容是一个元组，包含 6 个字符串：协议，位置，路径，参数，查询，判断。
我们可以直接读取协议内容：

实例

from urllib.parse import urlparse

o = urlparse(“https://www.runoob.com/?s=python+%E6%95%99%E7%A8%8B“)
print(o.scheme)

以上实例输出结果为：
https
完整内容如下：

属性 索引 值 值（如果不存在）
scheme 0 URL协议 scheme 参数
netloc 1 网络位置部分 空字符串
path 2 分层路径 空字符串
params 3 最后路径元素的参数 空字符串
query 4 查询组件 空字符串
fragment 5 片段识别 空字符串
username 用户名 None
password 密码 None
hostname 主机名（小写） None
port 端口号为整数（如果存在） None

urllib.robotparser

urllib.robotparser 用于解析 robots.txt 文件。
robots.txt（统一小写）是一种存放于网站根目录下的 robots 协议，它通常用于告诉搜索引擎对网站的抓取规则。
urllib.robotparser 提供了 RobotFileParser 类，语法如下：
class urllib.robotparser.RobotFileParser(url=’’)
这个类提供了一些可以读取、解析 robots.txt 文件的方法：

  • set_url(url) - 设置 robots.txt 文件的 URL。
  • read() - 读取 robots.txt URL 并将其输入解析器。
  • parse(lines) - 解析行参数。
  • can_fetch(useragent, url) - 如果允许 useragent 按照被解析 robots.txt 文件中的规则来获取 url 则返回 True。
  • mtime() -返回最近一次获取 robots.txt 文件的时间。 这适用于需要定期检查 robots.txt 文件更新情况的长时间运行的网页爬虫。
  • modified() - 将最近一次获取 robots.txt 文件的时间设置为当前时间。
  • crawl_delay(useragent) -为指定的 useragent 从 robots.txt 返回 Crawl-delay 形参。 如果此形参不存在或不适用于指定的 useragent 或者此形参的 robots.txt 条目存在语法错误，则返回 None。
  • request_rate(useragent) -以 named tuple RequestRate(requests, seconds) 的形式从 robots.txt 返回 Request-rate 形参的内容。 如果此形参不存在或不适用于指定的 useragent 或者此形参的 robots.txt 条目存在语法错误，则返回 None。
  • site_maps() - 以 list() 的形式从 robots.txt 返回 Sitemap 形参的内容。 如果此形参不存在或者此形参的 robots.txt 条目存在语法错误，则返回 None。

    实例

    import urllib.robotparser
    >>> rp = urllib.robotparser.RobotFileParser()
    >>> rp.set_url(“http://www.musi-cal.com/robots.txt“)
    >>> rp.read()
    >>> rrate = rp.request_rate(““)
    >>> rrate.requests
    3
    >>> rrate.seconds
    20
    >>> rp.crawl_delay(“    “)
    6
    >>> rp.can_fetch(““, “http://www.musi-cal.com/cgi-bin/search?city=San+Francisco“)
    False
    >>> rp.can_fetch(“    “, “http://www.musi-cal.com/“)
    True