python-selenium库详解
Selenium 是一个自动化测试工具,利用它可以驱动浏览器执行特定的动作,如点击、下拉等操作,同时还可以获取浏览器当前呈现的页面的源代码,做到可见即可爬。对于一些 JavaScript 动态渲染的页面来说,此种抓取方式非常有效。
1.selenium库的安装
pip3 install selenium
2.selenium库的基本用法
1)声明浏览器对象
Selenium 支持非常多的浏览器,如 Chrome、Firefox、Edge 等,还有 Android、BlackBerry 等手机端的浏览器。另外,也支持无界面浏览器 PhantomJS,我们可以用如下方式初始化:
from selenium import webdriver
browser = webdriver.Chrome()
browser = webdriver.Firefox()
browser = webdriver.Edge()
browser = webdriver.PhantomJS()
browser = webdriver.Safari()
这样就完成了浏览器对象的初始化并将其赋值为 browser 对象。
2)访问页面
可以用 get() 方法来请求网页,参数传入链接 URL 即可
from selenium import webdriver
browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.taobao.com')
print(browser.page_source)
browser.close()
运行后发现,弹出了 Chrome 浏览器并且自动访问了淘宝,然后控制台输出了淘宝页面的源代码,随后浏览器关闭。
3)查找结点
想要从淘宝页面中提取搜索框这个节点,可以发现,它的 id 是 q,name 也是 q
from selenium import webdriver
browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.taobao.com')
input_first = browser.find_element_by_id('q')
input_second = browser.find_element_by_css_selector('#q')
input_third = browser.find_element_by_xpath('//*[@id="q"]')
print(input_first, input_second, input_third)
browser.close()
运行结果
所有获取单个节点的方法:
- find_element_by_id find_element_by_name
- find_element_by_xpath
- find_element_by_link_text
- find_element_by_partial_link_text
- find_element_by_tag_name
- find_element_by_class_name
- find_element_by_css_selector
另外,Selenium 还提供了通用方法 find_element(),它需要传入两个参数:查找方式 By 和值。实际上,它就是 find_element_by_id() 这种方法的通用函数版本,比如 find_element_by_id(id) 就等价于 find_element(By.ID, id),二者得到的结果完全一致。
from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.common.by import By
browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.taobao.com')
input_first = browser.find_element(By.ID, 'q')
print(input_first)
browser.close()
多个节点
如果查找的目标在网页中只有一个,那么完全可以用 find_element() 方法。如果要查找所有满足条件的节点,需要用 find_elements() 这样的方法。注意,在这个方法的名称中,element 多了一个 s。
要查找淘宝左侧导航条的所有条目
from selenium import webdriver
browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.taobao.com')
lis = browser.find_elements_by_css_selector('.service-bd li')
print(lis)
browser.close()
所有获取多个节点的方法:
- find_elements_by_id
- find_elements_by_name
- find_elements_by_xpath
- find_elements_by_link_text
- find_elements_by_partial_link_text
- find_elements_by_tag_name
- find_elements_by_class_name
- find_elements_by_css_selector
我们也可以直接用 find_elements() 方法来选择
lis = browser.find_elements(By.CSS_SELECTOR, '.service-bd li')
4)节点交互
Selenium 可以驱动浏览器来执行一些操作,也就是说可以让浏览器模拟执行一些动作。比较常见的用法有:输入文字时用 send_keys 方法,清空文字时用 clear 方法,点击按钮时用 click 方法。
from selenium import webdriver
import time
browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.taobao.com')
input=browser.find_element_by_id('q')
input.send_keys('iphone')
time.sleep(1)
input.clear()
input.send_keys('ipad')
button=browser.find_element_by_class_name('btn-search')
button.click()
这里首先驱动浏览器打开淘宝,然后用 find_element_by_id() 方法获取输入框,然后用 send_keys() 方法输入 iPhone 文字,等待一秒后用 clear() 方法清空输入框,再次调用 send_keys() 方法输入 iPad 文字,之后再用 find_element_by_class_name() 方法获取搜索按钮,最后调用 click() 方法完成搜索动作。
通过上面的方法,我们就完成了一些常见节点的动作操作,更多的操作可以参见官方文档的交互动作介绍 :
http://selenium-python.readthedocs.io/api.html#module-selenium.webdriver.remote.webelement
5)动作链
一些交互动作都是针对某个节点执行的。比如,对于输入框,我们就调用它的输入文字和清空文字方法;对于按钮,就调用它的点击方法。
还有另外一些操作,它们没有特定的执行对象,比如鼠标拖曳、键盘按键等,这些动作用另一种方式来执行,那就是动作链。
from selenium import webdriver
from selenium.webdriver import ActionChains
browser = webdriver.Chrome()
url = 'http://www.runoob.com/try/try.php?filename=jqueryui-api-droppable'
browser.get(url)
browser.switch_to.frame('iframeResult')
source = browser.find_element_by_css_selector('#draggable')
target = browser.find_element_by_css_selector('#droppable')
actions = ActionChains(browser)
actions.drag_and_drop(source, target)
actions.perform()
打开网页中的一个拖曳实例,然后依次选中要拖曳的节点和拖曳到的目标节点,接着声明 ActionChains 对象并将其赋值为 actions 变量,然后通过调用 actions 变量的 drag_and_drop() 方法,再调用 perform() 方法执行动作,此时就完成了拖曳操作
6)执行 JavaScript
from selenium import webdriver
browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.zhihu.com/explore')
browser.execute_script('window.scrollTo(0, document.body.scrollHeight)')
browser.execute_script('alert("To Bottom")')
这里就利用 execute_script() 方法将进度条下拉到最底部,然后弹出 alert 提示框。
3.获取节点信息
通过 page_source 属性可以获取网页的源代码,接着就可以使用解析库(如正则表达式、Beautiful Soup、pyquery 等)来提取信息。
1)获取属性
我们可以使用 get_attribute() 方法来获取节点的属性,但是其前提是先选中这个节点。
from selenium import webdriver
from selenium.webdriver import ActionChains
browser = webdriver.Chrome()
url = 'https://www.zhihu.com/explore'
browser.get(url)
logo = browser.find_element_by_id('zh-top-link-logo')
print(logo)
print(logo.get_attribute('class'))
运行之后,程序便会驱动浏览器打开知乎页面,然后获取知乎的 logo 节点,最后打印出它的 class。
2)获取文本值
每个 WebElement 节点都有 text 属性,直接调用这个属性就可以得到节点内部的文本信息,这相当于 Beautiful Soup 的 get_text() 方法、pyquery 的 text() 方法。
from selenium import webdriver
browser = webdriver.Chrome()
url = 'https://www.zhihu.com/explore'
browser.get(url)
input = browser.find_element_by_class_name('ExploreSpecialCard-title')
print(input.text)
运行结果
科比意外离世,你对他有哪些回忆?
3)获取 ID、位置、标签名、大小
from selenium import webdriver
browser = webdriver.Chrome()
url = 'https://www.zhihu.com/explore'
browser.get(url)
input = browser.find_element_by_class_name('zu-top-add-question')
print(input.id)
print(input.location)
print(input.tag_name)
print(input.size)
这里首先获得 “提问” 按钮这个节点,然后调用其 id、location、tag_name、size 属性来获取对应的属性值。
4.切换 Frame
网页中有一种节点叫作 iframe,也就是子 Frame,相当于页面的子页面,它的结构和外部网页的结构完全一致。Selenium 打开页面后,它默认是在父级 Frame 里面操作,而此时如果页面中还有子 Frame,它是不能获取到子 Frame 里面的节点的。这时就需要使用 switch_to.frame() 方法来切换 Frame
5.前进后退
import time
from selenium import webdriver
from selenium.common.exceptions import NoSuchElementException
browser = webdriver.Chrome()
url = 'http://www.runoob.com/try/try.php?filename=jqueryui-api-droppable'
browser.get(url)
browser.switch_to.frame('iframeResult')
try:
logo = browser.find_element_by_class_name('logo')
except NoSuchElementException:
print('NO LOGO')
browser.switch_to.parent_frame()
logo = browser.find_element_by_class_name('logo')
print(logo)
print(logo.text)
首先通过 switch_to.frame() 方法切换到子 Frame 里面,然后尝试获取子 Frame 里的 logo 节点(这是不能找到的),如果找不到的话,就会抛出 NoSuchElementException 异常,异常被捕捉之后,就会输出 NO LOGO。接下来,重新切换回父级 Frame,然后再次重新获取节点,发现此时可以成功获取了。
所以,当页面中包含子 Frame 时,如果想获取子 Frame 中的节点,需要先调用 switch_to.frame() 方法切换到对应的 Frame,然后再进行操作。
6.延时等待
在 Selenium 中,get() 方法会在网页框架加载结束后结束执行,此时如果获取 page_source,可能并不是浏览器完全加载完成的页面,如果某些页面有额外的 Ajax 请求,我们在网页源代码中也不一定能成功获取到。所以,这里需要延时等待一定时间,确保节点已经加载出来。
这里等待的方式有两种:
- 隐式等待
当使用隐式等待执行测试的时候,如果 Selenium 没有在 DOM 中找到节点,将继续等待,超出设定时间后,则抛出找不到节点的异常。换句话说,当查找节点而节点并没有立即出现的时候,隐式等待将等待一段时间再查找 DOM,默认的时间是 0。
from selenium import webdriver
browser = webdriver.Chrome()
browser.implicitly_wait(10)
browser.get('https://www.zhihu.com/explore')
input = browser.find_element_by_class_name('zu-top-add-question')
print(input)
在这里我们用 implicitly_wait() 方法实现了隐式等待。
- 显式等待
隐式等待的效果其实并没有那么好,因为我们只规定了一个固定时间,而页面的加载时间会受到网络条件的影响。
这里还有一种更合适的显式等待方法,它指定要查找的节点,然后指定一个最长等待时间。如果在规定时间内加载出来了这个节点,就返回查找的节点;如果到了规定时间依然没有加载出该节点,则抛出超时异常。
from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.common.by import By
from selenium.webdriver.support.ui import WebDriverWait
from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC
browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.taobao.com/')
wait = WebDriverWait(browser, 10)
input = wait.until(EC.presence_of_element_located((By.ID, 'q')))
button = wait.until(EC.element_to_be_clickable((By.CSS_SELECTOR, '.btn-search')))
print(input, button)
这里首先引入 WebDriverWait 这个对象,指定最长等待时间,然后调用它的 until() 方法,传入要等待条件 expected_conditions。比如,这里传入了 presence_of_element_located 这个条件,代表节点出现的意思,其参数是节点的定位元组,也就是 ID 为 q 的节点搜索框。
这样可以做到的效果就是,在 10 秒内如果 ID 为 q 的节点(即搜索框)成功加载出来,就返回该节点;如果超过 10 秒还没有加载出来,就抛出异常。
对于按钮,可以更改一下等待条件,比如改为 element_to_be_clickable,也就是可点击,所以查找按钮时查找 CSS 选择器为.btn-search 的按钮,如果 10 秒内它是可点击的,也就是成功加载出来了,就返回这个按钮节点;如果超过 10 秒还不可点击,也就是没有加载出来,就抛出异常。
关于等待条件,其实还有很多,比如判断标题内容,判断某个节点内是否出现了某文字等。
- title_is 标题是某内容
- title_contains 标题包含某内容
- presence_of_element_located 节点加载出,传入定位元组,如 (By.ID, ‘p’)
- visibility_of_element_located 节点可见,传入定位元组
- visibility_of 可见,传入节点对象
- presence_of_all_elements_located 所有节点加载出
- text_to_be_present_in_element 某个节点文本包含某文字
- text_to_be_present_in_element_value 某个节点值包含某文字
- frame_to_be_available_and_switch_to_it frame 加载并切换
- invisibility_of_element_located 节点不可见 element_to_be_clickable 节点可点击
- staleness_of 判断一个节点是否仍在 DOM,可判断页面是否已经刷新
- element_to_be_selected 节点可选择,传节点对象
- element_located_to_be_selected 节点可选择,传入定位元组
- element_selection_state_to_be 传入节点对象以及状态,相等返回 True,否则返回 False
- element_located_selection_state_to_be 传入定位元组以及状态,相等返回 True,否则返回
- False alert_is_present 是否出现 Alert
- 更多详细的等待条件的参数及用法介绍可以参考官方文档:http://selenium-python.readthedocs.io/api.html#module-selenium.webdriver.support.expected_conditions
7.前进后退
平常使用浏览器时都有前进和后退功能,Selenium 也可以完成这个操作,它使用 back() 方法后退,使用 forward() 方法前进。
import time
from selenium import webdriver
browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.baidu.com/')
browser.get('https://www.taobao.com/')
browser.get('https://www.python.org/')
browser.back()
time.sleep(1)
browser.forward()
browser.close()
这里我们连续访问 3 个页面,然后调用 back() 方法回到第二个页面,接下来再调用 forward() 方法又可以前进到第三个页面。
7.Cookies
使用 Selenium,还可以方便地对 Cookies 进行操作,例如获取、添加、删除 Cookies 等。
from selenium import webdriver
browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.zhihu.com/explore')
print(browser.get_cookies())
browser.add_cookie({'name': 'name', 'domain': 'www.zhihu.com', 'value': 'germey'})
print(browser.get_cookies())
browser.delete_all_cookies()
print(browser.get_cookies())
首先,我们访问了知乎。加载完成后,浏览器实际上已经生成 Cookies 了。接着,调用 get_cookies() 方法获取所有的 Cookies。然后,我们添加一个 Cookie,这里传入一个字典,有 name、domain 和 value 等内容。接下来,再次获取所有的 Cookies。可以发现,结果就多了这一项新加的 Cookie。最后,调用 delete_all_cookies() 方法删除所有的 Cookies。再重新获取,发现结果就为空了。
8.选项卡管理
import time
from selenium import webdriver
browser = webdriver.Chrome()
browser.get('https://www.baidu.com')
browser.execute_script('window.open()')
print(browser.window_handles)
browser.switch_to_window(browser.window_handles[1])
browser.get('https://www.taobao.com')
time.sleep(1)
browser.switch_to_window(browser.window_handles[0])
browser.get('https://python.org')
首先访问了百度,然后调用了 execute_script() 方法,这里传入 window.open() 这个 JavaScript 语句新开启一个选项卡。接下来,我们想切换到该选项卡。这里调用 window_handles 属性获取当前开启的所有选项卡,返回的是选项卡的代号列表。要想切换选项卡,只需要调用 switch_to_window() 方法即可,其中参数是选项卡的代号。这里我们将第二个选项卡代号传入,即跳转到第二个选项卡,接下来在第二个选项卡下打开一个新页面,然后切换回第一个选项卡重新调用 switch_to_window() 方法,再执行其他操作即可。
9.异常处理
from selenium import webdriver
from selenium.common.exceptions import TimeoutException, NoSuchElementException
browser = webdriver.Chrome()
try:
browser.get('https://www.baidu.com')
except TimeoutException:
print('Time Out')
try:
browser.find_element_by_id('hello')
except NoSuchElementException:
print('No Element')
finally:
browser.close()
这里我们使用 try except 来捕获各类异常。比如,我们对 find_element_by_id() 查找节点的方法捕获 NoSuchElementException 异常,这样一旦出现这样的错误,就进行异常处理,程序也不会中断了。
关于更多的异常类,可以参考官方文档:http://selenium-python.readthedocs.io/api.html#module-selenium.common.exceptions。