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这里通过代码一步一步的演变，最后完成的是一个精简的Scrapy。在Scrapy内部，基本的流程就是这么实现的。主要是为了能通过学习了解Scrapy大致的流程，对之后再要去看Scrapy的源码也是有帮助的。
因为Scrapy是基于Twisted实现的，所以先看Twisted怎么用
基本使用的示例：
from twisted.web.client import getPage, defer
from twisted.internet import reactor
# 所有任务完成后的回调函数
def all_done(arg):
"""所有爬虫执行完后执行，循环终止"""
print("All Done")
reactor.stop()
# 单个任务的回调函数
def callback(contents):
"""每个爬虫获取到结果后执行"""
print(contents)
deferred_list = []
url_list = [
'http://www.bing.com',
'http://www.baidu.com',
'http://edu.51cto.com',
]
for url in url_list:
deferred = getPage(bytes(url, encoding='utf-8'))
deferred.addCallback(callback)
deferred_list.append(deferred)
dlist = defer.DeferredList(deferred_list)
dlist.addBoth(all_done)
if __name__ == '__main__':
reactor.run()在for循环里，创建了对象，还给对象加了回调函数，这是单个任务完成后执行的。此时还没有进行下载，而是把所有的对象加到一个列表里。
之后的defer.DeferredList的调用，才是执行所有的任务。并且又加了一个回调函数all_done，这个是所有任务都完成后才执行的。
基于装饰器也可以实现，下面的代码是基于上面的示例做了简单的转换：
from twisted.web.client import getPage, defer
from twisted.internet import reactor
def all_done(arg):
print("All Done")
reactor.stop()
def one_done(response):
print(response)
@defer.inlineCallbacks
def task(url):
deferred = getPage(bytes(url, encoding='utf-8'))
deferred.addCallback(one_done)
yield deferred
deferred_list = []
url_list = [
'http://www.bing.com',
'http://www.baidu.com',
'http://edu.51cto.com',
]
for url in url_list:
deferred = task(url)
deferred_list.append(deferred)
dlist = defer.DeferredList(deferred_list)
dlist.addBoth(all_done)
if __name__ == '__main__':
reactor.run()把原来for循环里的2行代码封装的了一个task函数里，并且加了装饰器。
这个task函数有3个要素：装饰器、deferred对象、通过yield返回返回对象。这个是Twisted里标准的写法。
在上面的示例的基础上，把整个for循环都移到task函数里了：
from twisted.web.client import getPage, defer
from twisted.internet import reactor
def all_done(arg):
print("All Done")
reactor.stop()
def one_done(response):
print(response)
@defer.inlineCallbacks
def task():
for url in url_list:
deferred = getPage(bytes(url, encoding='utf-8'))
deferred.addCallback(one_done)
yield deferred
url_list = [
'http://www.bing.com',
'http://www.baidu.com',
'http://edu.51cto.com',
]
ret = task()
ret.addBoth(all_done)
if __name__ == '__main__':
reactor.run()上面说个的3要素：装饰器、deferred对象、yield都有。
在前面的示例中，每完成一个任务，就会返回并执行一个回调函数one_done。所有任务如果都返回了，程序就会退出（退出前会执行回调函数all_done）。
这里所做的，就是添加一个不会返回的任务，这样程序的一直不会退出了：
from twisted.web.client import getPage, defer
from twisted.internet import reactor
def all_done(arg):
print("All Done")
reactor.stop()
def one_done(response):
print(response)
@defer.inlineCallbacks
def task():
for url in url_list:
deferred = getPage(bytes(url, encoding='utf-8'))
deferred.addCallback(one_done)
yield deferred
# 下面的这个任务永远不会完成
stop_deferred = defer.Deferred() # 这是一个空任务，不会去下载，所以永远不会返回
# stop_deferred.callback(None) # 执行这句可以让这个任务返回
stop_deferred.addCallback(lambda s: print(s))
stop_deferred.callback("stop_deferred")
yield stop_deferred
url_list = [
'http://www.bing.com',
'http://www.baidu.com',
'http://edu.51cto.com',
]
ret = task()
ret.addBoth(all_done)
if __name__ == '__main__':
reactor.run()这里的做法，就是加了一个额外的任务。要求返回的是Deferred对象，这里就创建了一个空的Deferred对象，并把这个对象返回。
在这里，我们并没有让这个空的Deferred对象去下载，所以也就永远不会有返回。
永不退出的意义
这里目的就是不让程序退出，让这个事件循环一直在那里执行。之后还可以继续往里面添加任务，然后执行新的任务。
程序退出的方法
还是可以让程序退出的。就是调用stop_deferred的callback方法，在上面的代码里注释掉了。执行这个方法，就是强制执行该任务的回调函数。
之前都是等任务执行完返回后，会自动调用callback方法，这里就是强制调用了。
并且由于代码里没有为stop_deferred指定回调函数，所有调用方法后不会执行任何函数。不过调用callback方法必须有一个参数，这里随便写个就好了。
也可以给stop_deferred加一个回调函数，然后再调用callback方法：
stop_deferred.addCallback(lambda s: print(s))
stop_deferred.callback("stop_deferred")Scrapy里的做法
这就是Scrapy里运行完终止的逻辑。第一次只有一个url，执行完就返回了，并且此时应该是所有任务都返回了，那么就会退出程序。
在Scrapy里，也是这样加了一个永远不会返回的任务，不让程序退出。然后之前的结果返回后，又会生成新的任务到调度器，这样就会动态的添加任务继续执行。
要让程序可以退出，这里还需要做一个检测。在下载完成之后的回调函数里，会生成新的任务继续给执行。这里可以执行2个回调函数。
第一个回调函数就是生成新的任务放入调度器，第二个回调函数就是检测等待执行的任务的数量，以及正在执行的任务数量。如果都是0，表示程序可以结束了。
程序结束的方法就是上面的用的调用执行callback方法。
基于上面的说的，这里的代码实现了全部任务执行完毕后可以调用stop_deferred的callback方法来退出：
from twisted.web.client import getPage, defer
from twisted.internet import reactor
task_list = []
stop_deferred = None
def all_done(arg):
print("All Done")
reactor.stop()
def one_done(response):
print(response)
def check_empty(response, *args, **kw):
url = kw.get('url')
if url in running_list:
running_list.remove(url)
if not running_list:
stop_deferred.callback()
@defer.inlineCallbacks
def task():
global running_list, stop_deferred # 全局变量
running_list = url_list.copy()
for url in url_list:
deferred = getPage(bytes(url, encoding='utf-8'))
deferred.addCallback(one_done)
deferred.addCallback(check_empty, url=url)
yield deferred
stop_deferred = defer.Deferred()
yield stop_deferred
url_list = [
'http://www.bing.com',
'http://www.baidu.com',
'http://edu.51cto.com',
]
ret = task()
ret.addBoth(all_done)
if __name__ == '__main__':
reactor.run()上面的代码功能上都实现了，但是实现方法有点不太好。
首先，task函数里分成了两部分，一部分是我们自己调度的任务，一部分是为了不让程序退出，而加的一个空任务。可以把这两部分拆开放在两个函数里。分拆之后，只有第一部分的函数是需要留给用户使用的。下面是把原来的task函数分拆后的代码，并且每个函数也都需要加上装饰器：
from twisted.web.client import getPage, defer
from twisted.internet import reactor
task_list = []
stop_deferred = None
def all_done(arg):
print("All Done")
reactor.stop()
def one_done(response):
print(response)
def check_empty(response, url):
if url in running_list:
running_list.remove(url)
if not running_list:
stop_deferred.callback()
@defer.inlineCallbacks
def open_spider():
global running_list
running_list = url_list.copy()
for url in url_list:
deferred = getPage(bytes(url, encoding='utf-8'))
deferred.addCallback(one_done)
deferred.addCallback(check_empty, url)
yield deferred
@defer.inlineCallbacks
def stop():
global stop_deferred
stop_deferred = defer.Deferred()
yield stop_deferred
@defer.inlineCallbacks
def task():
yield open_spider()
yield stop()
url_list = [
'http://www.bing.com',
'http://www.baidu.com',
'http://edu.51cto.com',
]
ret = task()
ret.addBoth(all_done)
if __name__ == '__main__':
reactor.run()另外还有全局变量的问题，这里的代码使用了全部变量，这不是一个好的做法。再改下去需要引入class了。
从这里开始，就要使用面向对象的方法，进一步进行封装了。
先把之前主要的代码封装到类里：
from twisted.web.client import getPage, defer
from twisted.internet import reactor
import queue
class Request(object):
"""封装请求的url和回调函数"""
def __init__(self, url, callback):
self.url = url
self.callback = callback
class Scheduler(object):
"""调度器"""
def __init__(self, engine):
self.engine = engine
self.q = queue.Queue()
def enqueue_request(self, request):
"""添加任务"""
self.q.put(request)
def next_request(self):
"""获取下一个任务"""
try:
req = self.q.get(block=False)
except queue.Empty:
req = None
return req
def size(self):
return self.q.qsize()
class ExecutionEngine(object):
"""引擎"""
def __init__(self):
self._close_wait = None # stop_deferred
self.start_requests = None
self.scheduler = Scheduler(self)
self.in_progress = set() # 正在执行中的任务
def _next_request(self):
while self.start_requests:
request = next(self.start_requests, None)
if request:
self.scheduler.enqueue_request(request)
else:
self.start_requests = None
while len(self.in_progress) < 5 and self.scheduler.size() > 0: # 最大编发为5
request = self.scheduler.next_request()
if not request:
break
self.in_progress.add(request)
d = getPage(bytes(request.url, encoding='utf-8'))
# addCallback是正确返回的时候执行，还有addErrback是返回有错误的时候执行
# addBoth就是上面两种情况返回都会执行
d.addBoth(self._handle_downloader_output, request)
d.addBoth(lambda x, req: self.in_progress.remove(req), request)
d.addBoth(lambda x: self._next_request())
if len(self.in_progress) == 0 and self.scheduler.size() == 0:
self._close_wait.callback(None)
def _handle_downloader_output(self, response, request):
import types
gen = request.callback(response)
if isinstance(gen, types.GeneratorType): # 是否为生成器类型
for req in gen:
# 这里还可以再加判断，如果是request对象则继续爬取
# 如果是item对象，则可以交给pipline
self.scheduler.enqueue_request(req)
@defer.inlineCallbacks
def open_spider(self, start_requests):
self.start_requests = start_requests
yield None
reactor.callLater(0, self._next_request) # 过多少秒之后，执行后面的函数
@defer.inlineCallbacks
def start(self):
"""原来的stop函数"""
self._close_wait = defer.Deferred()
yield self._close_wait
@defer.inlineCallbacks
def crawl(start_requests):
"""原来的task函数"""
engine = ExecutionEngine()
start_requests = iter(start_requests)
yield engine.open_spider(start_requests)
yield engine.start()
def all_done(arg):
print("All Done")
reactor.stop()
def one_done(response):
print(response)
count = 0
def chouti(response):
"""任务返回后生成新的Request继续交给调度器执行"""
global count
count += 1
print(response)
if count > 3:
return None
for i in range(10):
yield Request("http://dig.chouti.com/all/hot/recent/%s" % i, lambda x: print(len(x)))
if __name__ == '__main__':
url_list = [
'http://www.bing.com',
'https://www.baidu.com',
'http://edu.51cto.com',
]
requests = [Request(url, callback=one_done) for url in url_list]
# requests = [Request(url, callback=chouti) for url in url_list]
ret = crawl(requests)
ret.addBoth(all_done)
reactor.run()这里还写了一个回调函数chouti，可以在爬虫返回后，生成新的Request继续爬取。为了控制这个回调函数的调用，又加了一个全局变量。
接下来会对这部分函数继续封装，把所有的代码都封装到类里。
闭包解决全局变量
这里的部分是我自己尝试的思考。
其实还可以通过闭包的方法。通过闭包来保存函数的状态，而不使用全局变量：
def chouti2():
n = 0
def func(response):
print(response)
nonlocal n
n += 1
if n > 3:
return None
for i in range(10):
yield Request("http://dig.chouti.com/all/hot/recent/%s" % i, lambda x: print(len(x)))
return func
if __name__ == '__main__':
url_list = [
'http://www.bing.com',
'https://www.baidu.com',
'http://edu.51cto.com',
]
# requests = [Request(url, callback=one_done) for url in url_list]
# requests = [Request(url, callback=chouti) for url in url_list]
callback = chouti2()
requests = [Request(url, callback=callback) for url in url_list]
ret = crawl(requests)
ret.addBoth(all_done)
reactor.run()上面的示例还有几个函数，继续把剩下的函数也封装到类里。下面的这个就是TinyScrapy：
from twisted.web.client import getPage, defer
from twisted.internet import reactor
import queue
class Request(object):
"""封装请求的url和回调函数"""
def __init__(self, url, callback=None):
self.url = url
self.callback = callback # 默认是None，则会去调用Spider对象的parse方法
class Scheduler(object):
"""调度器"""
def __init__(self, engine):
self.engine = engine
self.q = queue.Queue()
def enqueue_request(self, request):
"""添加任务"""
self.q.put(request)
def next_request(self):
"""获取下一个任务"""
try:
req = self.q.get(block=False)
except queue.Empty:
req = None
return req
def size(self):
return self.q.qsize()
class ExecutionEngine(object):
"""引擎"""
def __init__(self):
self._close_wait = None # stop_deferred
self.start_requests = None
self.scheduler = Scheduler(self)
self.in_progress = set() # 正在执行中的任务
self.spider = None # 在open_spider方法里添加
def _next_request(self):
while self.start_requests:
request = next(self.start_requests, None)
if request:
self.scheduler.enqueue_request(request)
else:
self.start_requests = None
while len(self.in_progress) < 5 and self.scheduler.size() > 0: # 最大编发为5
request = self.scheduler.next_request()
if not request:
break
self.in_progress.add(request)
d = getPage(bytes(request.url, encoding='utf-8'))
# addCallback是正确返回的时候执行，还有addErrback是返回有错误的时候执行
# addBoth就是上面两种情况返回都会执行
d.addBoth(self._handle_downloader_output, request)
d.addBoth(lambda x, req: self.in_progress.remove(req), request)
d.addBoth(lambda x: self._next_request())
if len(self.in_progress) == 0 and self.scheduler.size() == 0:
self._close_wait.callback(None)
# 这个方法和之前的有一点小的变化，主要是用到了新定义的Response对象
def _handle_downloader_output(self, body, request):
import types
response = Response(body, request)
# 如果没有指定callback就调用Spider类的parse方法
func = request.callback or self.spider.parse
gen = func(response)
if isinstance(gen, types.GeneratorType): # 是否为生成器类型
for req in gen:
# 这里还可以再加判断，如果是request对象则继续爬取
# 如果是item对象，则可以交给pipline
self.scheduler.enqueue_request(req)
@defer.inlineCallbacks
def open_spider(self, spider, start_requests):
self.start_requests = start_requests
self.spider = spider # 加了这句
yield None
reactor.callLater(0, self._next_request) # 过多少秒之后，执行后面的函数
@defer.inlineCallbacks
def start(self):
"""原来的stop函数"""
self._close_wait = defer.Deferred()
yield self._close_wait
class Response(object):
def __init__(self, body, request):
self.body = body
self.request = request
self.url = request.url
@property
def text(self):
return self.body.decode('utf-8')
class Crawler(object):
def __init__(self, spider_cls):
self.spider_cls = spider_cls
self.spider = None
self.engine = None
@defer.inlineCallbacks
def crawl(self):
self.engine = ExecutionEngine()
self.spider = self.spider_cls()
start_requests = iter(self.spider.start_requests())
yield self.engine.open_spider(self.spider, start_requests)
yield self.engine.start()
class CrawlerProcess(object):
def __init__(self):
self._active = set()
self.crawlers = set()
def crawl(self, spider_cls, *args, **kwargs):
crawler = Crawler(spider_cls)
self.crawlers.add(crawler)
d = crawler.crawl(*args, **kwargs)
self._active.add(d)
return d
def start(self):
dl = defer.DeferredList(self._active)
dl.addBoth(self._stop_reactor)
reactor.run()
@classmethod
def _stop_reactor(cls, _=None):
"""原来的all_done函数
之前的示例中，这个函数都是要接收一个参数的。
虽然不用，但是调用的模块一定会传过来，所以一定要接收一下。
这里就用了占位符来接收这个参数，并且设置了默认值None。
"""
print("All Done")
reactor.stop()
class Spider(object):
def __init__(self):
if not hasattr(self, 'start_urls'):
self.start_urls = []
def start_requests(self):
for url in self.start_urls:
yield Request(url)
def parse(self, response):
print(response.body)
class ChoutiSpider(Spider):
name = "chouti"
start_urls = ["http://dig.chouti.com"]
def parse(self, response):
print(next((s for s in response.text.split('\n') if "<title>" in s)))
class BingSpider(Spider):
name = "bing"
start_urls = ["http://www.bing.com"]
class BaiduSpider(Spider):
name = "baidu"
start_urls = ["http://www.baidu.com"]
if __name__ == '__main__':
spider_cls_list = [ChoutiSpider, BingSpider, BaiduSpider]
crawler_process = CrawlerProcess()
for spider_cls in spider_cls_list:
crawler_process.crawl(spider_cls)
crawler_process.start()这里用的类名、方法名、部分代码都是和Scrapy的源码里一样的。相当于把Scrapy精简了，把其中的核心都提取出来了。如果能看明白这部分代码，再去Scrapy里看源码应该能相对容易一些了。
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