基于Selenium的網(wǎng)站自動登錄技術(shù)

盧守東 盧明俊

摘要：網(wǎng)絡(luò)爬蟲的應(yīng)用十分廣泛，其所要完成的任務(wù)與所要處理的網(wǎng)站往往差異巨大。針對某些網(wǎng)絡(luò)爬蟲所需要的自動登錄功能，介紹一種基于Selenium的解決方案，并通過具體的實(shí)例說明有關(guān)的編程技術(shù)。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)爬蟲；自動登錄；Selenium；Python

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）34-0048-04

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

0 引言

目前，網(wǎng)絡(luò)爬蟲方興未艾，其主要用途就是按照一定的規(guī)則從萬維網(wǎng)中自動地抓取所需要的有關(guān)數(shù)據(jù)或信息[1]。然后，有些網(wǎng)站出于安全方面或其他因素的考慮，要求登錄成功后方可執(zhí)行相應(yīng)的功能或訪問相應(yīng)的頁面。顯然，對于此類網(wǎng)站，作為網(wǎng)絡(luò)爬蟲，就必須具備相應(yīng)的自動登錄功能。在此，將以Windows為系統(tǒng)平臺，以Python為編程語言，介紹基于Selenium的網(wǎng)站自動登錄技術(shù)，供大家參考。

1 Selenium簡介

Selenium是一個(gè)完全開源的Web自動化工具，主要用于Web應(yīng)用程序的自動化測試[2]。Selenium測試直接運(yùn)行在瀏覽器中，可完全模擬用戶的實(shí)際操作。與其他測試工具相比，Selenium具有優(yōu)異的跨平臺性與兼容性，可運(yùn)行于Windows、Linux、Macintosh等系統(tǒng)平臺，并支持IE、Chrome、Firefox、Safari、Opera、Edge等瀏覽器。

在Python中，可借助Selenium庫與相應(yīng)的瀏覽器驅(qū)動，模擬用戶在瀏覽器中的操作，從而實(shí)現(xiàn)自動登錄功能。在此基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步獲取有關(guān)網(wǎng)頁的源代碼，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)爬蟲的具體功能。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 Selenium與瀏覽器驅(qū)動的安裝

在Python中，Selenium是一個(gè)第三方庫，必須另行安裝，方法之一就是執(zhí)行命令“pip install selenium -i https：//pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple”[3]。作為應(yīng)用實(shí)例的開發(fā)環(huán)境，在此為Python 3.8.18安裝了Selenium 4.13.0。

Selenium庫安裝成功后，還要安裝相應(yīng)的瀏覽器驅(qū)動。各瀏覽器的驅(qū)動是互不相同的，須從各自的地址分別下載。以Chrome瀏覽器為例，可從地址“https：//chromedriver.storage.googleapis.com/index.html”下載與其版本相對應(yīng)的驅(qū)動chromedriver.exe，然后并將其復(fù)制到Python的安裝目錄中[4]。

2.2 瀏覽器的啟動與網(wǎng)頁的訪問

先從Selenium庫導(dǎo)入webdriver模塊，再調(diào)用該模塊的Chrome（）函數(shù)即可啟動Chrome瀏覽器，并返回相應(yīng)的瀏覽器對象。接著，通過瀏覽器對象調(diào)用get（）方法，即可根據(jù)指定的網(wǎng)址訪問相應(yīng)的網(wǎng)頁。為獲取當(dāng)前頁面的源代碼，可訪問瀏覽器對象的page_source屬性。若調(diào)用瀏覽器對象的refresh（）或save_screenshot（）方法，可刷新當(dāng)前頁面或?yàn)楫?dāng)前頁面拍照（保存為指定的.png圖片）。若調(diào)用瀏覽器對象的maximize_window（）或minimize_window（）方法，可最大化或最小化瀏覽器窗口。若調(diào)用瀏覽器對象的close（）或quit（）方法，則可關(guān)閉當(dāng)前頁面或退出瀏覽器。例如：

from selenium import webdriver

browser=webdriver.Chrome（）? #啟動Chrome瀏覽器

browser.maximize_window（）? #最大化瀏覽器窗口

browser.get（'https：//www.cctv.com'）? #訪問央視網(wǎng)主頁

browser.save_screenshot（'cctv.png'）? #為頁面拍照

print（browser.page_source）? #打印頁面源代碼

browser.quit（）? #退出瀏覽器

2.3 頁面元素的查找與獲取

在selenium.webdriver.common.by模塊的支持下，通過調(diào)用瀏覽器對象的find_element（）或find_elements（）方法，可根據(jù)元素的ID、Name、CSS類名、Xpath路徑、標(biāo)簽名、鏈接文本等在頁面中查找元素，并返回相應(yīng)的元素對象或元素對象列表。

2.4 頁面元素的交互操作

對于所獲取到的頁面元素對象，可進(jìn)一步調(diào)用其交互方法，執(zhí)行相應(yīng)的交互操作。例如，對于文本框?qū)ο螅烧{(diào)用send_keys（）方法模擬從鍵盤向其輸入指定的內(nèi)容，或在elenium.webdriver.common.keys模塊的支持下模擬輸入指定的鍵盤按鍵；對于按鈕、超鏈接等對象，可調(diào)用click（）方法模擬在其上的執(zhí)行單擊操作。

例如，若頁面的表單中有一個(gè)文本框與一個(gè)提交按鈕，其id分別為cxtj與ok，為自動在文件框中輸入selenium并單擊提交按鈕，則關(guān)鍵代碼如下：

from selenium import webdriver

from selenium.webdriver.common.by import By

browser=webdriver.Chrome（）

……

cxtj=browser.find_element（By.ID，'cxtj'）

cxtj.send_keys（'selenium'）

ok=browser.find_element（By.ID，'ok'）

ok.click（）

……

2.5 等待的設(shè)置

頁面中某些元素的加載可能需要較長的時(shí)間，因此適當(dāng)?shù)牡却袝r(shí)候是必要的。Selenium支持兩種等待方式，即隱式等待與顯式等待[5]。隱式等待可設(shè)定一個(gè)最長的等待時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，會以輪詢的方式不斷地查找指定的元素，直至找到為止。若超過設(shè)定的等待時(shí)間依然未能找到指定的元素，則會拋出NoSuchElementException異常。顯式等待同樣可以設(shè)定一個(gè)最長的等待時(shí)間，但同時(shí)要指定相應(yīng)的檢測條件（如指定元素是否出現(xiàn)或可見等）。在此時(shí)間內(nèi)，會以一定的時(shí)間間隔進(jìn)行檢測，直至符合條件為止。若超過設(shè)定的等待時(shí)間依然未能滿足指定的條件，則會拋出TimeoutException異常。

隱式等待是全局性的，且用法較為簡單，只需調(diào)用瀏覽器對象的implicitly_wait（）方法直接設(shè)置等待時(shí)間（以秒為單位）即可。顯式等待則較為靈活，但用法較為復(fù)雜，須先調(diào)用selenium.webdriver.support.ui模塊的WebDriverWait（）函數(shù)根據(jù)指定的瀏覽器對象與等待時(shí)間（以秒為單位）等參數(shù)創(chuàng)建一個(gè)等待對象，然后再調(diào)用等待對象的until（）或 until_not（）方法設(shè)置相應(yīng)檢測條件。至于具體的檢測條件，可通過調(diào)用selenium.webdriver.support.expected_conditions模塊的有關(guān)函數(shù)加以指定。例如，調(diào)用presence_of_element_located（）函數(shù)可判斷指定的元素是否已加載到頁面的DOM樹中，而調(diào)用element_to_be_clickable（）函數(shù)則可判斷指定的元素是否可點(diǎn)擊。

例如，為確保id為cxtj元素已被成功加載，可采用顯式等待，關(guān)鍵代碼如下（最長等待時(shí)間為10秒）：

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（）

……

wait=WebDriverWait（browser，10）

wait.until（EC.presence_of_element_located（（By.ID，'cxtj'）））

……

2.6 框架的切換

有些頁面中會包含有一些框架（Frame/IFrame） ，從而嵌入了另外的頁面。由于Selenium每次只能操作一個(gè)頁面中的元素，因此要訪問框架中嵌入頁面的元素，就必須先切換至相應(yīng)的框架。為此，只需調(diào)用瀏覽器對象switch_to屬性的frame（）方法即可。例如，為切換至name屬性值為login的iframe框架，代碼如下：

login=browser.find_element（By.NAME，'login'）

browser.switch_to.frame（login）

切換至框架后，便無法繼續(xù)操作主文檔中的元素。此時(shí)，若要返回到主文檔，可調(diào)用瀏覽器對象switch_to屬性的default_content（）方法。

2.7 Cookies的處理

Selenium為Cookies的處理提供了全面的支持，通過調(diào)用瀏覽器對象的add_cookie（）方法，即可根據(jù)名稱與值添加指定的Cookie。此外，調(diào)用get_cookie（）或delete_cookie（）方法可根據(jù)名稱獲取或刪除指定的Cookie，調(diào)用get_cookies（）或delete_all_cookies（）方法可獲取或刪除所有的Cookie。例如：

browser.add_cookie（{'name'：'username'，'value'：'admin'}）

browser.add_cookie（{'name'：'password'，'value'：'12345'}）

在此，添加了兩個(gè)Cookie，其名稱分別為username與password，值則分別為admin與12345。

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 自動登錄豆瓣網(wǎng)站并進(jìn)行查詢

豆瓣網(wǎng)站的網(wǎng)址為https：//www.douban.com。在瀏覽器中打開豆瓣網(wǎng)站的主頁，并借助開發(fā)者工具進(jìn)行分析，可知其中的登錄界面（如圖1所示）其實(shí)是嵌入到Iframe框架的一個(gè)頁面，相應(yīng)的Iframe元素為：

<iframe style="height： 300px; width： 300px;" frameborder="0" src="http://accounts.douban.com/passport/login_ popup？login_source=anony"></iframe>

其Xpath路徑為“//*[@id="anony-reg-new"]/div/div[1]/iframe”。

登錄界面中有“短信登錄/注冊”與“密碼登錄”兩個(gè)標(biāo)簽，后者所對應(yīng)的元素為：

<li class="account-tab-account on">密碼登錄</li>

其Xpath路徑為“/html/body/div[1]/div[1]/ul[1]/li[2]”。

在“密碼登錄”界面中，“手機(jī)號/郵箱”與“密碼”元素的id分別為username與password，而“登錄豆瓣”按鈕所對應(yīng)的元素為：

<a class="btn btn-account ">登錄豆瓣</a>

其Xpath路徑為“/html/body/div[1]/div[2]/div[1]/div[5]/a”。

在登錄成功后所打開的主頁面中（如圖2所示），“搜索你感興趣的內(nèi)容和人...”文本框的name為q，而“搜索”按鈕所對應(yīng)的元素為：

<input type="submit" value="搜索">

其Xpath路徑為“//*[@id="db-nav-sns"]/div/div/div[2]/form/fieldset/div[2]/input”。

根據(jù)以上分析結(jié)果，即可編程實(shí)現(xiàn)豆瓣網(wǎng)站的自動登錄與信息查詢（在此查詢關(guān)鍵字“開國大典”） ，代碼如下：

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

import time

browser=webdriver.Chrome（）

browser.maximize_window（）

try：

browser.get（'https：//www.douban.com'）

iframe=browser.find_element（By.XPATH，'//*[@id="anony-reg-new"]/div/div[1]/iframe'）

browser.switch_to.frame（iframe）

li=browser.find_element（By.XPATH，'/html/body/div[1]/div[1]/ul[1]/li[2]'）

li.click（）

username=browser.find_element（By.ID，'username'）

username.send_keys（'180...'）? #在此應(yīng)指定真正的用戶名（手機(jī)號或郵箱）

password=browser.find_element（By.ID，'password'）

password.send_keys（'pw...'）? #在此應(yīng)指定真正的密碼

button=browser.find_element（By.XPATH，'/html/body/div[1]/div[2]/div[1]/div[5]/a'）

button.click（）

time.sleep（10）

wait=WebDriverWait（browser，30）

wait.until（EC.presence_of_element_located（（By.NAME，'q'）））

q=browser.find_element（By.NAME，'q'）

q.send_keys（'開國大典'）

s=browser.find_element（By.XPATH，'//*[@id="db-nav-sns"]/div/div/div[2]/form/fieldset/div[2]/input'）

s.click（）

time.sleep（5）

browser.save_screenshot（'douban.png'）

finally：

browser.quit（）

運(yùn)行程序后所生成的圖片如圖3所示。在右上角，可看到登錄用戶的昵稱，說明已成功登錄豆瓣網(wǎng)站。

3.2 自動登錄百度賬戶并進(jìn)行查詢

百度的網(wǎng)址為https：//www.baidu.com。在瀏覽器中打開百度主頁，并成功登錄百度賬戶，然后借助開發(fā)者工具進(jìn)行查看與分析，找到BAIDUID與BDUSS這兩個(gè)Cookie并記錄其值。同時(shí)，通過元素的檢查功能，獲知“關(guān)鍵詞”文本框與“百度一下”按鈕所對應(yīng)元素的id，分別為kw與su。

根據(jù)以上分析結(jié)果，即可編程實(shí)現(xiàn)百度賬戶的自動登錄（基于Cookie） 與信息查詢（在此查詢關(guān)鍵字“開國大典”） ，代碼如下：

from selenium import webdriver

from selenium.webdriver.common.by import By

import time

browser=webdriver.Chrome（）

browser.maximize_window（）

browser.get（"https：//www.baidu.com"）

time.sleep（5）

browser.add_cookie（{'name'：'BAIDUID'，'value'：'DF...'}）? #在此應(yīng)指定真正的BAIDUID值

browser.add_cookie（{'name'：'BDUSS'，'value'：'5W...'}）? #在此應(yīng)指定真正的BDUSS值

browser.refresh（）

time.sleep（5）

keyword=browser.find_element（By.ID，'kw'）

keyword.send_keys（'開國大典'）

button=browser.find_element（By.ID，'su'）

button.click（）

time.sleep（5）

browser.save_screenshot（'baidu.png'）

browser.quit（）

運(yùn)行程序后所生成的圖片如圖4所示。在右上角，可看到登錄用戶的名稱，說明已成功登錄百度賬戶。

4 結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)爬蟲的應(yīng)用十分廣泛，其所要完成的任務(wù)與所要處理的網(wǎng)站各有不同，具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù)也各種各樣。實(shí)際的應(yīng)用表明，如果網(wǎng)絡(luò)爬蟲需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站的自動登錄功能，那么基于Selenium的解決方案無疑是頗為靈活、行之有效的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 網(wǎng)絡(luò)爬蟲_百度百科[EB/OL].[2022-10-20].https：//baike.baidu.com/item/%E7%BD%91%E7%BB%9C%E7%88%AC%E8%99%AB/5162711？fr=ge_ala.

[2] Selenium（WEB自動化工具）_百度百科[EB/OL].[2022-10-18].https：//baike.baidu.com/item/Selenium/18266？fr=ge_ala.

[3] 鄧勁生，莊春華.實(shí)戰(zhàn)深度學(xué)習(xí)：原理、框架及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2021.

[4] 夏敏捷.Python爬蟲超詳細(xì)實(shí)戰(zhàn)攻略[M].北京：清華大學(xué)出版社，2021.

[5] Selenium詳細(xì)介紹[EB/OL].[2022-10-18].https：//blog.csdn.net/weixin_44030265/article/details/127439655#t1.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】