python urllib2詳解及例項

pythontab發表於2014-11-28

urllib2是Python的一個獲取URLs(Uniform Resource Locators)的元件。他以urlopen函式的形式提供了一個非常簡單的介面,這是具有利用不同協議獲取URLs的能力,他同樣提供了一個比較複雜的介面來處理一般情況,例如:基礎驗證,cookies,代理和其他。它們透過handlers和openers的物件提供。

urllib2支援獲取不同格式的URLs(在URL的":"前定義的字串,例如:"ftp"是"ftp:python.ort/"的字首),它們利用它們相關網路協議(例如FTP,HTTP)進行獲取。這篇教程關注最廣泛的應用--HTTP。

對於簡單的應用,urlopen是非常容易使用的。但當你在開啟HTTP的URLs時遇到錯誤或異常,你將需要一些超文字傳輸協議(HTTP)的理解。

最權威的HTTP文件當然是RFC 2616(http://rfc.net/rfc2616.html)。這是一個技術文件,所以並不易於閱讀。這篇HOWTO教程的目的是展現如何使用urllib2,

並提供足夠的HTTP細節來幫助你理解。他並不是urllib2的文件說明,而是起一個輔助作用。

獲取 URLs

最簡單的使用urllib2

程式碼例項:

import urllib2 
response = urllib2.urlopen('http://python.org/') 
html = response.read()

urllib2的很多應用就是那麼簡單(記住,除了"http:",URL同樣可以使用"ftp:","file:"等等來替代)。但這篇文章是教授HTTP的更復雜的應用。

HTTP是基於請求和應答機制的--客戶端提出請求,服務端提供應答。urllib2用一個Request物件來對映你提出的HTTP請求,在它最簡單的使用形式中你將用你要請求的地址建立一個Request物件,透過呼叫urlopen並傳入Request物件,將返回一個相關請求response物件,這個應答物件如同一個檔案物件,所以你可以在Response中呼叫.read()。

import urllib2 
req = urllib2.Request('http://www.pythontab.com') 
response = urllib2.urlopen(req) 
the_page = response.read()

記得urllib2使用相同的介面處理所有的URL頭。例如你可以像下面那樣建立一個ftp請求。

req = urllib2.Request('ftp://example.com/')

在HTTP請求時,允許你做額外的兩件事。首先是你能夠傳送data表單資料,其次你能夠傳送額外的關於資料或傳送本身的資訊("metadata")到伺服器,此資料作為HTTP的"headers"來傳送。

接下來讓我們看看這些如何傳送的吧。

Data資料

有時候你希望傳送一些資料到URL(通常URL與CGI[通用閘道器介面]指令碼,或其他WEB應用程式掛接)。在HTTP中,這個經常使用熟知的POST請求傳送。這個通常在你提交一個HTML表單時由你的瀏覽器來做。

並不是所有的POSTs都來源於表單,你能夠使用POST提交任意的資料到你自己的程式。一般的HTML表單,data需要編碼成標準形式。然後做為data引數傳到Request物件。編碼工作使用urllib的函式而非urllib2。

程式碼例項:

import urllib 
import urllib2 
url = 'http://www.pythontab.com' 
values = {'name' : 'Michael Foord', 
          'location' : 'pythontab', 
          'language' : 'Python' } 
data = urllib.urlencode(values) 
req = urllib2.Request(url, data) 
response = urllib2.urlopen(req) 
the_page = response.read()

記住有時需要別的編碼(例如從HTML上傳檔案--看http://www.w3.org/TR/REC-html40/interact/forms.html#h-17.13 HTML Specification, Form Submission的詳細說明)。

如ugoni沒有傳送data引數,urllib2使用GET方式的請求。GET和POST請求的不同之處是POST請求通常有"副作用",它們會由於某種途徑改變系統狀態(例如提交成堆垃圾到你的門口)。

儘管HTTP標準說的很清楚POSTs通常會產生副作用,GET請求不會產生副作用,但沒有什麼可以阻止GET請求產生副作用,同樣POST請求也可能不產生副作用。Data同樣可以透過在Get請求的URL本身上面編碼來傳送。

程式碼例項:

>>> import urllib2 
>>> import urllib 
>>> data = {} 
>>> data['name'] = 'Somebody Here' 
>>> data['location'] = 'pythontab' 
>>> data['language'] = 'Python' 
>>> url_values = urllib.urlencode(data) 
>>> print url_values 
name=blueelwang+Here&language=Python&location=pythontab 
>>> url = 'http://www.pythontab.com' 
>>> full_url = url + '?' + url_values 
>>> data = urllib2.open(full_url)

Headers

我們將在這裡討論特定的HTTP頭,來說明怎樣新增headers到你的HTTP請求。

有一些站點不喜歡被程式(非人為訪問)訪問,或者傳送不同版本的內容到不同的瀏覽器。預設的urllib2把自己作為“Python-urllib/x.y”(x和y是Python主版本和次版本號,例如Python-urllib/2.5),這個身份可能會讓站點迷惑,或者乾脆不工作。瀏覽器確認自己身份是透過User-Agent頭,當你建立了一個請求物件,你可以給他一個包含頭資料的字典。下面的例子傳送跟上面一樣的內容,但把自身

模擬成Internet Explorer。

import urllib 
import urllib2 
url = 'http://www.pythontab.com' 
user_agent = 'Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.5; Windows NT)' 
 
values = {'name' : 'Michael Foord', 
          'location' : 'pythontab', 
          'language' : 'Python' } 
headers = { 'User-Agent' : user_agent } 
data = urllib.urlencode(values) 
req = urllib2.Request(url, data, headers) 
response = urllib2.urlopen(req) 
the_page = response.read()

response應答物件同樣有兩個很有用的方法。看下面的節info and geturl,我們將看到當發生錯誤時會發生什麼。

Handle Exceptions處理異常

當urlopen不能夠處理一個response時,產生urlError(不過通常的Python APIs異常如ValueError,TypeError等也會同時產生)。

HTTPError是urlError的子類,通常在特定HTTP URLs中產生。

URLError

通常,URLError在沒有網路連線(沒有路由到特定伺服器),或者伺服器不存在的情況下產生。這種情況下,異常同樣會帶有"reason"屬性,它是一個tuple,包含了一個錯誤號和一個錯誤資訊。

例如

>>> req = urllib2.Request('http://www.pythontab.com') 
>>> try: urllib2.urlopen(req) 
>>> except URLError, e: 
>>>    print e.reason 
>>>

(4, 'getaddrinfo failed') 

HTTPError

伺服器上每一個HTTP 應答物件response包含一個數字"狀態碼"。有時狀態碼指出伺服器無法完成請求。預設的處理器會為你處理一部分這種應答(例如:假如response是一個"重定向",需要客戶端從別的地址獲取文件,urllib2將為你處理)。其他不能處理的,urlopen會產生一個HTTPError。典型的錯誤包含"404"(頁面無法找到),"403"(請求禁止),和"401"(帶驗證請求)。

請看RFC 2616 第十節有所有的HTTP錯誤碼

HTTPError例項產生後會有一個整型'code'屬性,是伺服器傳送的相關錯誤號。

Error Codes錯誤碼

因為預設的處理器處理了重定向(300以外號碼),並且100-299範圍的號碼指示成功,所以你只能看到400-599的錯誤號碼。

BaseHTTPServer.BaseHTTPRequestHandler.response是一個很有用的應答號碼字典,顯示了RFC 2616使用的所有的應答號。這裡為了方便重新展示該字典。

當一個錯誤號產生後,伺服器返回一個HTTP錯誤號,和一個錯誤頁面。你可以使用HTTPError例項作為頁面返回的應答物件response。這表示和錯誤屬性一樣,它同樣包含了read,geturl,和info方法。

>>> req = urllib2.Request('http://www.python.org/fish.html') 
>>> try: 
>>>     urllib2.urlopen(req) 
>>> except URLError, e: 
>>>     print e.code 
>>>     print e.read() 
>>>
404 
 
 Error 404: File Not Found 
...... etc...

Wrapping it Up包裝

所以如果你想為HTTPError或URLError做準備,將有兩個基本的辦法。我則比較喜歡第二種。

第一個:

from urllib2 import Request, urlopen, URLError, HTTPError 
req = Request(someurl) 
try: 
    response = urlopen(req) 
except HTTPError, e: 
    print 'The server couldn/'t fulfill the request.' 
    print 'Error code: ', e.code 
except URLError, e: 
    print 'We failed to reach a server.' 
    print 'Reason: ', e.reason 
else: 
    # everything is fine

注意:except HTTPError 必須在第一個,否則except URLError將同樣接受到HTTPError。 

第二個:

from urllib2 import Request, urlopen, URLError 
req = Request(someurl) 
try: 
    response = urlopen(req) 
except URLError, e: 
    if hasattr(e, 'reason'): 
        print 'We failed to reach a server.' 
        print 'Reason: ', e.reason 
    elif hasattr(e, 'code'): 
        print 'The server couldn/'t fulfill the request.' 
        print 'Error code: ', e.code 
else: 
    # everything is fine

info and geturl

urlopen返回的應答物件response(或者HTTPError例項)有兩個很有用的方法info()和geturl()

geturl -- 這個返回獲取的真實的URL,這個很有用,因為urlopen(或者opener物件使用的)或許

會有重定向。獲取的URL或許跟請求URL不同。

info -- 這個返回物件的字典物件,該字典描述了獲取的頁面情況。通常是伺服器傳送的特定頭headers。目前是httplib.HTTPMessage 例項。

經典的headers包含"Content-length","Content-type",和其他。檢視Quick Reference to HTTP Headers(http://www.cs.tut.fi/~jkorpela/http.html)獲取有用的HTTP頭列表,以及它們的解釋意義。

Openers和Handlers

當你獲取一個URL你使用一個opener(一個urllib2.OpenerDirector的例項,urllib2.OpenerDirector可能名字可能有點讓人混淆。)正常情況下,我們使用預設opener -- 透過urlopen,但你能夠建立個性的openers,Openers使用處理器handlers,所有的“繁重”工作由handlers處理。每個handlers知道如何透過特定協議開啟URLs,或者如何處理URL開啟時的各個方面,例如HTTP重定向或者HTTP cookies。

如果你希望用特定處理器獲取URLs你會想建立一個openers,例如獲取一個能處理cookie的opener,或者獲取一個不重定向的opener。

要建立一個 opener,例項化一個OpenerDirector,然後呼叫不斷呼叫.add_handler(some_handler_instance).

同樣,可以使用build_opener,這是一個更加方便的函式,用來建立opener物件,他只需要一次函式呼叫。

build_opener預設新增幾個處理器,但提供快捷的方法來新增或更新預設處理器。

其他的處理器handlers你或許會希望處理代理,驗證,和其他常用但有點特殊的情況。

install_opener 用來建立(全域性)預設opener。這個表示呼叫urlopen將使用你安裝的opener。

Opener物件有一個open方法,該方法可以像urlopen函式那樣直接用來獲取urls:通常不必呼叫install_opener,除了為了方便。

Basic Authentication 基本驗證

為了展示建立和安裝一個handler,我們將使用HTTPBasicAuthHandler,為了更加細節的描述本主題--包含一個基礎驗證的工作原理。

請看Basic Authentication Tutorial(http://www.voidspace.org.uk/python/articles/authentication.shtml)

當需要基礎驗證時,伺服器傳送一個header(401錯誤碼) 請求驗證。這個指定了scheme 和一個‘realm’,看起來像這樣:Www-authenticate: SCHEME realm="REALM".

例如

Www-authenticate: Basic realm="cPanel Users"

客戶端必須使用新的請求,並在請求頭裡包含正確的姓名和密碼。這是“基礎驗證”,為了簡化這個過程,我們可以建立一個HTTPBasicAuthHandler的例項,並讓opener使用這個handler。

HTTPBasicAuthHandler使用一個密碼管理的物件來處理URLs和realms來對映使用者名稱和密碼。如果你知道realm(從伺服器傳送來的頭裡)是什麼,你就能使用HTTPPasswordMgr。

通常人們不關心realm是什麼。那樣的話,就能用方便的HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm。這個將在你為URL指定一個預設的使用者名稱和密碼。這將在你為特定realm提供一個其他組合時得到提供。我們透過給realm引數指定None提供給add_password來指示這種情況。

最高層次的URL是第一個要求驗證的URL。你傳給.add_password()更深層次的URLs將同樣合適。

# 建立一個密碼管理者 
password_mgr = urllib2.HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm() 
# 新增使用者名稱和密碼 
# 如果知道 realm, 我們可以使用他代替 ``None``. 
top_level_url = "http://example.com/foo/" 
password_mgr.add_password(None, top_level_url, username, password) 
handler = urllib2.HTTPBasicAuthHandler(password_mgr) 
# 建立 "opener" (OpenerDirector 例項) 
opener = urllib2.build_opener(handler) 
# 使用 opener 獲取一個URL 
opener.open(a_url) 
# 安裝 opener. 
# 現在所有呼叫 urllib2.urlopen 將用我們的 opener. 
urllib2.install_opener(opener)

注意:以上的例子我們僅僅提供我們的HHTPBasicAuthHandler給build_opener。預設的openers有正常狀況的handlers--ProxyHandler,UnknownHandler,HTTPHandler,HTTPDefaultErrorHandler, HTTPRedirectHandler, FTPHandler, FileHandler, HTTPErrorProcessor。

top_level_url 實際上可以是完整URL(包含"http:",以及主機名及可選的埠號)例如:http://example.com/,也可以是一個“authority”(即主機名和可選的包含埠號)例如:“example.com” or “example.com:8080”(後者包含了埠號)。許可權驗證,如果遞交的話不能包含"使用者資訊"部分,例如:“joe@password:example.com”是錯誤的。

Proxies代理urllib 將自動監測你的代理設定並使用他們。這個透過ProxyHandler這個在正常處理器鏈中的物件來處理。通常,那工作的很好。但有時不起作用。其中一個方法便是安裝我們自己的代理處理器ProxyHandler,並不定義代理。這個跟使用Basic Authentication 處理器很相似。

>>> proxy_support = urllib.request.ProxyHandler({}) 
>>> opener = urllib.request.build_opener(proxy_support) 
>>> urllib.request.install_opener(opener)

注意:

此時urllib.request不支援透過代理獲取https地址。但,這個可以透過擴充套件urllib.request達到目的。

Sockets and Layers

Python支援獲取網路資源是分層結構。urllib 使用http.client庫,再呼叫socket庫實現。

在Python2.3你可以指定socket的等待回應超時時間。這個在需要獲取網頁的應用程式裡很有用。預設的socket模型沒有超時和掛起。現在,socket超時沒有暴露給http.client或者urllib.request層。但你可以給所有的sockets設定全域性的超時。


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