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如何构造一个C#语言的爬虫程序
作者:袁袁整理 来源:帝网科技 日期:2008年08月23日 点击数:



C#特别适合于构造蜘蛛程序,这是因为它已经内置了HTTP访问和多线程的能力,而这两种能力对于蜘蛛程序来说都是非常关键的。下面是构造一个蜘蛛程序要解决的关键问题:

  ⑴ HTML分析:需要某种HTML解析器来分析蜘蛛程序遇到的每一个页面。

  ⑵ 页面处理:需要处理每一个下载得到的页面。下载得到的内容可能要保存到磁盘,或者进一步分析处理。

  ⑶ 多线程:只有拥有多线程能力,蜘蛛程序才能真正做到高效。

  ⑷ 确定何时完成:不要小看这个问题,确定任务是否已经完成并不简单,尤其是在多线程环境下。

一、HTML解析

本文提供的HTML解析器由ParseHTML类实现,使用非常方便:首先创建该类的一个实例,然后将它的Source属性设置为要解析的HTML文档:


ParseHTML parse = new ParseHTML();
  parse.Source = "Hello World ";
 


接下来就可以利用循环来检查HTML文档包含的所有文本和标记。通常,检查过程可以从一个测试Eof方法的while循环开始:


while(!parse.Eof())
  {
  char ch = parse.Parse();
 


Parse方法将返回HTML文档包含的字符--它返回的内容只包含那些非HTML标记的字符,如果遇到了HTML标记,Parse方法将返回0值,表示现在遇到了一个HTML标记。遇到一个标记之后,我们可以用GetTag()方法来处理它。


 if(ch==0)
  {
  HTMLTag tag = parse.GetTag();
  }
 


一般地,蜘蛛程序最重要的任务之一就是找出各个HREF属性,这可以借助C#的索引功能完成。例如,下面的代码将提取出HREF属性的值(如果存在的话)。


Attribute href = tag["HREF"];
  string link = href.Value;
 


获得Attribute对象之后,通过Attribute.Value可以得到该属性的值。

二、处理HTML页面

下面来看看如何处理HTML页面。首先要做的当然是下载HTML页面,这可以通过C#提供的HttpWebRequest类实现:


HttpWebRequest request = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(m_uri);
  response = request.GetResponse();
  stream = response.GetResponseStream();
 


接下来我们就从request创建一个stream流。在执行其他处理之前,我们要先确定该文件是二进制文件还是文本文件,不同的文件类型处理方式也不同。下面的代码确定该文件是否为二进制文件。


if( !response.ContentType.ToLower().StartsWith("text/") )
  {
  SaveBinaryFile(response);
  return null;
  }
  string buffer = "",line;
 


如果该文件不是文本文件,我们将它作为二进制文件读入。如果是文本文件,首先从stream创建一个StreamReader,然后将文本文件的内容一行一行加入缓冲区。


reader = new StreamReader(stream);
  while( (line = reader.ReadLine())!=null )
  {
  buffer+=line+"\r\n";
  }
 


装入整个文件之后,接着就要把它保存为文本文件。


SaveTextFile(buffer);
 


下面来看看这两类不同文件的存储方式。

二进制文件的内容类型声明不以"text/"开头,蜘蛛程序直接把二进制文件保存到磁盘,不必进行额外的处理,这是因为二进制文件不包含HTML,因此也不会再有需要蜘蛛程序处理的HTML链接。下面是写入二进制文件的步骤。

首先准备一个缓冲区临时地保存二进制文件的内容。


byte []buffer = new byte[1024];
 


接下来要确定文件保存到本地的路径和名称。如果要把一个myhost.com网站的内容下载到本地的c:\test文件夹,二进制文件的网上路径和名称是http://myhost.com/images/logo.gif,则本地路径和名称应当是c:\test\images\logo.gif。与此同时,我们还要确保c:\test目录下已经创建了images子目录。这部分任务由convertFilename方法完成。


  string filename = convertFilename( response.ResponseUri );
  convertFilename方法分离HTTP地址,创建相应的目录结构。确定了输出文件的名字和路径之后就可以打开读取Web页面的输入流、写入本地文件的输出流。
  Stream outStream = File.Create( filename );
  Stream inStream = response.GetResponseStream();
 


接下来就可以读取Web文件的内容并写入到本地文件,这可以通过一个循环方便地完成。


  int l;
  do
  {
  l = inStream.Read(buffer,0,
  buffer.Length);
  if(l>0)
  outStream.Write(buffer,0,l);
  }
 while(l>0);
 
 

三、多线程

我们用DocumentWorker类封装所有下载一个URL的操作。每当一个DocumentWorker的实例被创建,它就进入循环,等待下一个要处理的URL。下面是DocumentWorker的主循环:


  while(!m_spider.Quit )
  {
  m_uri = m_spider.ObtainWork();
  m_spider.SpiderDone.WorkerBegin();
  string page = GetPage();
  if(page!=null)
  ProcessPage(page);
  m_spider.SpiderDone.WorkerEnd();
  }
 


这个循环将一直运行,直至Quit标记被设置成了true(当用户点击"Cancel"按钮时,Quit标记就被设置成true)。在循环之内,我们调用ObtainWork获取一个URL。ObtainWork将一直等待,直到有一个URL可用--这要由其他线程解析文档并寻找链接才能获得。Done类利用WorkerBegin和WorkerEnd方法来确定何时整个下载操作已经完成。

从图一可以看出,蜘蛛程序允许用户自己确定要使用的线程数量。在实践中,线程的最佳数量受许多因素影响。如果你的机器性能较高,或者有两个处理器,可以设置较多的线程数量;反之,如果网络带宽、机器性能有限,设置太多的线程数量其实不一定能够提高性能。

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