urllib库的urlopen详解

一爬虫基本库

Python提供了功能齐全的类库来帮助我们完成网络请求。最基础的HTTP库有urllib、httplib2、requests、treq等。

urllib库，只需要关心请求的链接是什么，需要传的参数是什么以及可选的请求头设置就好了，不用深入到底层去了解它到底是怎样传输和通信的。有了它，两行代码就可以完成一个请求和响应的处理过程，得到网页内容。

二 urllib介绍

在Python 2中，有urllib和urllib2两个库来实现请求的发送。而在Python 3中，已经不存在urllib2这个库了，统一为urllib，其官方文档链接为：https://docs.python.org/3/library/urllib.html。

urllib库：Python内置的HTTP请求库，也就是说不需要额外安装即可使用。

它包含如下4个模块。

request：它是最基本的HTTP请求模块，可以用来模拟发送请求。就像在浏览器里输入网址然后回车一样，只需要给库方法传入URL以及额外的参数，就可以模拟实现这个过程了。
error：异常处理模块，如果出现请求错误，可以捕获这些异常，然后进行重试或其他操作以保证程序不会意外终止。
parse：一个工具模块，提供了许多URL处理方法，比如拆分、解析、合并等。
robotparser：主要是用来识别网站的robots.txt文件，然后判断哪些网站可以爬，哪些网站不可以爬，它其实用得比较少。

三 urllib库的urlopen介绍

1 urlopen()

1.1 点睛

urllib.request模块提供了最基本的构造HTTP请求的方法，利用它可以模拟浏览器的一个请求发起过程，同时它还带有处理授权验证（authenticaton）、重定向（redirection)、浏览器Cookies以及其他内容。

1.2 代码

import urllib.request

response = urllib.request.urlopen('https://www.python.org')
print(response.read().decode('utf-8'))

1.3 结果

2 结果类型分析

2.1 点睛

urlopen返回的是HTTPResposne类型的对象。

它主要包含read()、readinto()、getheader(name)、getheaders()、fileno()等方法，以及msg、version、status、reason、debuglevel、closed等属性。

得到这个对象之后，我们把它赋值为response变量，然后就可以调用这些方法和属性，得到返回结果的一系列信息了。

例如，调用read()方法可以得到返回的网页内容，调用status属性可以得到返回结果的状态码，如200代表请求成功，404代表网页未找到等。

2.2 代码

import urllib.request

response = urllib.request.urlopen('https://www.python.org')
print(type(response))

2.3 结果

E:\WebSpider\venv\Scripts\python.exe E:/WebSpider/3_1_1.py

3 HTTPResposne的属性和方法。

3.1 代码

import urllib.request

response = urllib.request.urlopen('https://www.python.org')
# 前两个输出分别输出了响应的状态码和响应的头信息，
# 最后一个输出通过调用getheader()方法并传递一个参数Server获取了响应头中的Server值，
# 结果是nginx，意思是服务器是用Nginx搭建的。
print(response.status)
print(response.getheaders())
print(response.getheader('Server'))

3.2 结果

E:\WebSpider\venv\Scripts\python.exe E:/WebSpider/3_1_1.py

200

[('Server', 'nginx'), ('Content-Type', 'text/html; charset=utf-8'), ('X-Frame-Options', 'SAMEORIGIN'), ('x-xss-protection', '1; mode=block'), ('X-Clacks-Overhead', 'GNU Terry Pratchett'), ('Via', '1.1 varnish'), ('Content-Length', '48960'), ('Accept-Ranges', 'bytes'), ('Date', 'Sun, 06 Jan 2019 07:07:47 GMT'), ('Via', '1.1 varnish'), ('Age', '2563'), ('Connection', 'close'), ('X-Served-By', 'cache-iad2151-IAD, cache-hnd18733-HND'), ('X-Cache', 'HIT, HIT'), ('X-Cache-Hits', '1, 1970'), ('X-Timer', 'S1546758468.685275,VS0,VE0'), ('Vary', 'Cookie'), ('Strict-Transport-Security', 'max-age=63072000; includeSubDomains')]

nginx

4 urlopen函数data参数分析

4.1 函数原型

urllib.request.urlopen(url, data=None, [timeout, ]*, cafile=None, capath=None, cadefault=False, context=None)

4.2 data参数

data参数是可选的。如果要添加该参数，并且如果它是字节流编码格式的内容，即bytes类型，则需要通过bytes()方法转化。另外，如果传递了这个参数，则它的请求方式就不再是GET方式，而是POST方式。

4.3 代码

import urllib.parse
import urllib.request
# 这里我们传递了一个参数word，值是hello。它需要被转码成bytes（字节流）类型。
# 其中转字节流采用了bytes()方法，该方法的第一个参数需要是str（字符串）类型，
# 需要用urllib.parse模块里的urlencode()方法来将参数字典转化为字符串；
# 第二个参数指定编码格式，这里指定为utf8
data = bytes(urllib.parse.urlencode({'word': 'hello'}), encoding='utf8')
# 这里请求的站点是httpbin.org，它可以提供HTTP请求测试。
# 本次我们请求的URL为http://httpbin.org/post，这个链接可以用来测试POST请求，
# 它可以输出请求的一些信息，其中包含我们传递的data参数。
response = urllib.request.urlopen('http://httpbin.org/post', data=data)
print(response.read())

4.4 结果

{
     "args": {},
     "data": "",
     "files": {},
     "form": {
         "word": "hello"
     },
     "headers": {
         "Accept-Encoding": "identity",
         "Content-Length": "10",
         "Content-Type": "application/x-www-form-urlencoded",
         "Host": "httpbin.org",
         "User-Agent": "Python-urllib/3.5"
     },
     "json": null,
     "origin": "123.124.23.253",
     "url": "http://httpbin.org/post"
}

4.5 说明

我们传递的参数出现在了form字段中，这表明是模拟了表单提交的方式，以POST方式传输数据。

5 urlopen函数timeout参数分析

5.1 点睛

timeout参数用于设置超时时间，单位为秒，意思就是如果请求超出了设置的这个时间，还没有得到响应，就会抛出异常。如果不指定该参数，就会使用全局默认时间。它支持HTTP、HTTPS、FTP请求。

5.2 实例

import urllib.request
# 这里我们设置超时时间是0.1秒
response = urllib.request.urlopen('http://httpbin.org/get', timeout=0.1)
print(response.read())

5.3 结果

During handling of the above exception, another exception occurred:

Traceback (most recent call last): File "/var/py/python/urllibtest.py", line 4, in <module> response = urllib.request.urlopen('http://httpbin.org/get', timeout=1)

...

urllib.error.URLError: <urlopen error timed out>

5.4 结果说明

这里我们设置超时时间是0.1秒。程序0.1秒过后，服务器依然没有响应，于是抛出了URLError异常。该异常属于urllib.error模块，错误原因是超时。

5.5 捕获异常实战

import socket
import urllib.request
import urllib.error
# 这里我们请求了http://httpbin.org/get测试链接，
# 设置超时时间是0.1秒，然后捕获了URLError异常，
# 接着判断异常是socket.timeout类型（意思就是超时异常），
# 从而得出它确实是因为超时而报错，打印输出了TIME OUT
try:
    response = urllib.request.urlopen('http://httpbin.org/get', timeout=0.1)
except urllib.error.URLError as e:
    if isinstance(e.reason, socket.timeout):
        print('TIME OUT')

5.6 结果

E:\WebSpider\venv\Scripts\python.exe E:/WebSpider/3_1_1.py

TIME OUT

6 其他参数

除了data参数和timeout参数外，还有context参数，它必须是ssl.SSLContext类型，用来指定SSL设置。

此外，cafile和capath这两个参数分别指定CA证书和它的路径，这个在请求HTTPS链接时会有用。

cadefault参数现在已经弃用了，其默认值为False。

urlopen()可以完成简单的请求和网页抓取。

若需更加详细的信息，可以参见官方文档：https://docs.python.org/3/library/urllib.request.html。

urllib库的urlopen详解

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