从零实现一款12306抢票软件（一）

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从零实现一款12306抢票软件（一）

张小方

公众号：easyserverdev。资深开发工程师，擅长客户端与高性能服务器的设计与架构。

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写在前面的话

每年逢年过节，一票难求读者肯定不陌生。这篇文章，我们带领读者从零实现一款12306刷票软件，其核心原理还是通过发送http请求模拟登录12306网站的购票的过程，最后买到票。

关于http请求的格式和如何组装http数据包给服务器发送请求，我们在上一篇文章《从零实现一个http服务器》中已经详细介绍过了，如果还不明白的朋友可以去那篇文章看下。

郑重申明一下：这里介绍的技术仅供用于学习，不可用于恶意攻击12306服务器，请勿滥用本文介绍的技术。对12306服务器造成的任何损失，后果自负。

当然，由于12306服务器用户量巨大，为了防止黄牛和其他一些非法攻击者，12306的很多url和在购票过程中各个步骤的协议细节经常发生变化。所以，本文中介绍的一些具体的url，可能在你看到本文时已经失效。但是这并没有关系，只要你掌握了本文中介绍的分析方法，您就可以灵活地修改您的代码，以适应最新的12306服务器的要求。举个例子，如12306的查票接口目前的url是：https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/query，可能过几天就变成了https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/queryX，再过几天又可能变成https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/queryY，然后一个星期后又可能变成https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/queryZ，这些笔者都见过。所以，重在原理的学习，掌握了原理，不管12306的相关url变成什么样，都可以以不变应万变。哎，12306在与黄牛斗争的路上越走越远啊。T_T

本文将使用以下工具来分析12306购票的过程，然后使用C++语言，模拟相关的过程，最终购票。

1、Chrome浏览器（其他的浏览器也可以，都有类似的界面，如Chrome，装了httpwatch的IE浏览器等）

2、一个可以登录12306网址并且可以购票的12306账号

3. Visual Studio（版本随意，我这里用的是VS 2013）

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一、查票与站点信息接口

之所以先分析这个接口，是因为查票不需要用户登录的，相对来说最简单。我们在Chrome浏览器中打开12306余票查询页面，网址是：https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/init，如下图所示：

然后在页面中右键菜单中选择【检查】菜单，打开后，选择【网络】选项卡。如下图所示：

打开后页面变成二分窗口了，左侧是正常的网页页面，右侧是浏览器自带的控制台，当我们在左侧页面中进行操作后，右侧会显示我们浏览器发送的各种http请求和应答。我们这里随便查一个票吧，如查2018年5月20日从上海到北京的票，点击查询后，我们发现右侧是这样的：

通过图中列表的type值是xhr，我们可以得出这是一个ajax请求(ajax是浏览器原生支持的一种异步请求，详情请自行百度)。我们选择这个请求，你能看到这个请求的细节——请求和响应结果：

在reponse中，我们可以看到我们的这个http的去除http头的响应结果：

这是一个json格式，我们找个json格式化工具，把这个json格式化后贴出来给大家看一下，其实您后面会发现12306的http请求结果中与购票相关的数据基本上都是json格式。这里的json如下：

{
	"validateMessagesShowId": "_validatorMessage",
	"status": true,
	"httpstatus": 200,
	"data": {
		"result": ["null|23:00-06:00系统维护时间|5l0000G10270|G102|AOH|VNP|AOH|VNP|06:26|12:29|06:03|IS_TIME_NOT_BUY|RLVVIt093U2EZuy2NE+VQyRloXyqTzFp6YyNk6J52QcHEA01|20180520|3|HZ|01|11|1|0|||||||||||1|有|13||O090M0|O9M|0", "null|23:00-06:00系统维护时间|5l0000G10470|G104|AOH|VNP|AOH|VNP|06:40|12:33|05:53|IS_TIME_NOT_BUY|j/TM45GgyJRRKvdalo3VIal8nYF7Hy9VL6njjGX3nOR3xwIu|20180520|3|HZ|01|09|1|0|||||||||||2|有|15||O090M0|O9M|0", "null|23:00-06:00系统维护时间|55000000G600|G6|SHH|VNP|SHH|VNP|07:00|11:38|04:38|IS_TIME_NOT_BUY|SO6mCijnVzhdTrntsbeMoJ4Vuw/WsAnsBz80diva/wuIfsS5|20180520|3|H1|01|05|1|0|||||||||||1|5|8||O090M0|O9M|0", "null|23:00-06:00系统维护时间|5l0000G106A0|G106|AOH|VNP|AOH|VNP|07:12|13:13|06:01|IS_TIME_NOT_BUY|Limy8VLpKgfmzb1EJZ0G7P8/Ai5iR7qbbwhplNeOVIxLQYab|20180520|3|HY|01|11|1|0|||||||||||1|11|12||O0M090|OM9|0", "null|23:00-06:00系统维护时间|5l0000G10870|G108|AOH|VNP|AOH|VNP|07:22|13:23|06:01|IS_TIME_NOT_BUY|OJIuMonF9ctgAxxDpZRkNy0fn4HrG8Y+6ThVIAxtGrCWIp0N|20180520|3|HY|01|12|1|0|||||||||||无|6|3||O0M090|OM9|0", 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		"flag": "1",
		"map": {
			"AOH": "上海虹桥",
			"BJP": "北京",
			"VNP": "北京南",
			"SHH": "上海"
		}
	},
	"messages": [],
	"validateMessages": {}
}

其中含有的余票信息在result节点中，这是一个数组。每个节点以|分割，我们可以格式化后显示在自己的界面上：

我这里做的界面比较简陋，读者如果有兴趣可以做更精美的界面。我们列下这个请求发送的http数据包和应答包：

请求包：

GET /otn/leftTicket/query?leftTicketDTO.train_date=2018-05-20&leftTicketDTO.from_station=SHH&leftTicketDTO.to_station=BJP&purpose_codes=ADULT HTTP/1.1
Host: kyfw.12306.cn
Connection: keep-alive
Cache-Control: no-cache
Accept: */*
X-Requested-With: XMLHttpRequest
If-Modified-Since: 0
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/66.0.3359.181 Safari/537.36
Referer: https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/init
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8
Cookie: RAIL_EXPIRATION=1526978933395; RAIL_DEVICEID=WKxIYg-q1zjIPVu7VjulZ9PqEGvW2gUB9LvoM1Vx8fa7l3SUwnO_BVSatbTq506c6VYNOaxAiRaUcGFTMjCz9cPayEIc9vJ0pHaXdSqDlujJP8YrIoXbpAAs60l99z8bEtnHgAJzxLzKiv2nka5nmLY_BMNur8b8; _jc_save_fromStation=%u4E0A%u6D77%2CSHH; _jc_save_toStation=%u5317%u4EAC%2CBJP; _jc_save_fromDate=2018-05-20; _jc_save_toDate=2018-05-19; _jc_save_wfdc_flag=dc
HTTP/1.1 200 OK
Date: Sat, 19 May 2018 15:23:58 GMT
Content-Type: application/json;charset=UTF-8
Transfer-Encoding: chunked
ct: C1_217_85_8
Content-Encoding: gzip
Age: 1
X-Via: 1.1 houdianxin183:6 (Cdn Cache Server V2.0)
Connection: keep-alive
X-Dscp-Value: 0
X-Cdn-Src-Port: 33963
Cache-Control: no-cache, no-store

通过上一篇文章《从零实现一个http服务器》我们知道这是一个http GET请求，其中在url后面是请求附带的参数：

leftTicketDTO.train_date: 2018-05-20
leftTicketDTO.from_station: SHH
leftTicketDTO.to_station: BJP
purpose_codes: ADULT

这四个参数分别是购票日期、出发站、到达站和票类型（这里是成人票（普通票）），正好对应我们界面上的查询信息：

但是，读者可能会问，这里的出发站和到达站分别是SHH和BJP，这些站点代码，我如何获得呢？因为只有知道这些站点编码我才能自己购买指定出发站和到达站的火车票啊。如果您是一位细心的人，您肯定会想到，我们查票的时候再进入查票页面，这些站点信息就已经有了，那么可能是在这个查票页面加载时，从服务器请求的站点信息，所以我们刷新下查票页面，发现果然是这样：

进入查票页面之前，浏览器从https://kyfw.12306.cn/otn/resources/js/framework/station_name.js?station_version=1.9053下载一个叫station.name.js文件，这是一个javascript脚本，里面只有一行代码，就是定义了一个station_names的js变量，之所以url地址后面加一个station_version=1.9053，你可以理解成版本号，但是主要是通过一个随机值1.9053，让浏览器不要使用缓存中的station_name.js，而是每次都从服务器重新加载下这个文件，这样的话如果站点信息有更新，也可以避免因为缓存问题，导致本地的缓存与服务器上的站点信息不一致。由于站点信息比较多，我们截个图把：

看上图，我们可以看出来，每个站点信息都是通过@符号分割，然后通过|分割每一个站点的各种信息。这样的话，根据上文的格式假如我们要查询2018年5月30日从长春到南京的火车普通票，就可以通过网址https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/query?leftTicketDTO.train_date=2018-05-30&leftTicketDTO.from_station=CCT&leftTicketDTO.to_station=NJH&purpose_codes=ADULT。