用C++实现多线程爬虫,快速抓取全网海量数据!

文摘   2024-12-28 10:04   浙江  

用C++实现多线程爬虫,快速抓取全网海量数据!

抓数据这事儿,说白了就是:你打算从网络上“挖”点东西回来,不管是文章、图片、还是数据表格,爬虫都能帮你搞定。但如果你用单线程慢慢爬,那效率未免太惨烈了。今天带你用 C++ 的多线程 技术,造一个可以快速抓取全网数据的小爬虫。


多线程听着挺高大上,其实操作起来没那么复杂,耐心看完,保准你学会。咱一步步来,先搞清楚几个关键点,再直接上代码。


多线程的基本概念

先说清楚,多线程是个什么鬼?可以简单理解为:你的程序就像一个餐厅的厨房,单线程就只有一个厨师在忙活,一道菜一道菜慢慢做;多线程呢,就是拉了一堆厨师一起干活。结果显而易见,效率翻倍,甚至翻好几倍。


在 C++ 中,多线程的核心就是 std::thread ,它来自 C++11 标准库。用它,你可以轻松开启新线程,让不同的代码块同时运行。下面就是个简单例子,感受一下多线程的气息:


#include <iostream>

#include <thread>

using namespace std;

void task1() {

cout << “线程1正在运行” << endl;

}

void task2() {

cout << “线程2正在运行” << endl;

}

int main() {

thread t1(task1);

thread t2(task2);

t1.join(); // 等待线程1执行完毕

t2.join(); // 等待线程2执行完毕

return 0;

}

运行结果可能是这样的:


线程1正在运行

线程2正在运行

注意,输出顺序可能会变,因为线程的执行顺序是系统调度决定的。多线程就是这么任性。


温馨提示 :记住,join() 是用来等线程跑完的,别漏了。不然你的主程序跑完了,线程还没来得及执行,那就尴尬了。


爬虫的基本构造

爬虫的核心流程其实很简单: 发请求 -> 拿数据 -> 处理数据 。用 C++ 实现的话,咱们需要以下几样东西:


  1. HTTP 请求库
     :比如 libcurl,让程序可以跟网页交流数据。
  2. 数据解析
     :拿到网页内容后,提取我们需要的部分。
  3. 多线程管理
     :让多个线程同时爬取不同的网页。

下面是一段用 libcurl 发 HTTP 请求的代码:


#include <iostream>

#include <curl/curl.h>

using namespace std;

size_t WriteCallback(void* contents, size_t size, size_t nmemb, string* userp) {

userp->append((char*)contents, size * nmemb);

return size * nmemb;

}

void fetch_url(const string& url) {

CURL* curl;

CURLcode res;

string readBuffer;

curl = curl_easy_init();

if(curl) {

curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_URL, url.c_str());

curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_WRITEFUNCTION, WriteCallback);

curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_WRITEDATA, &readBuffer);

res = curl_easy_perform(curl);

curl_easy_cleanup(curl);

if (res == CURLE_OK) {

cout << “成功获取数据: ” << readBuffer.substr(0, 100) << “...” << endl; // 打印前100个字符

} else {

cerr << “请求失败: ” << curl_easy_strerror(res) << endl;

}

}

}

这个代码会对指定的 URL 发起请求,并将返回的数据存到 readBuffer 中。记得安装 libcurl,不然代码跑不起来。


用多线程实现高效爬取

好了,单线程搞定了数据抓取,接下来就是给它加上多线程的 “外挂”。用多线程同时爬取多个网页,效率翻倍,代码如下:


#include <iostream>

#include <curl/curl.h>

#include <thread>

#include <vector>

using namespace std;

size_t WriteCallback(void* contents, size_t size, size_t nmemb, string* userp) {

userp->append((char*)contents, size * nmemb);

return size * nmemb;

}

void fetch_url(const string& url) {

CURL* curl;

CURLcode res;

string readBuffer;

curl = curl_easy_init();

if(curl) {

curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_URL, url.c_str());

curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_WRITEFUNCTION, WriteCallback);

curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_WRITEDATA, &readBuffer);

res = curl_easy_perform(curl);

curl_easy_cleanup(curl);

if (res == CURLE_OK) {

cout << “成功爬取: ” << url << “, 数据长度: ” << readBuffer.size() << endl;

} else {

cerr << “请求失败: ” << url << “, 错误: ” << curl_easy_strerror(res) << endl;

}

}

}

int main() {

vector<string> urls = {

“http://example.com”,

“http://example.org”,

“http://example.net”

};

vector<thread> threads;

for (const auto& url : urls) {

threads.emplace_back(fetch_url, url);

}

for (auto& t : threads) {

t.join();

}

return 0;

}

上面这段代码会同时爬取三个 URL,并输出每个页面的数据长度。 多线程的威力 立马显现出来了。


常见问题和解决方案

1. 数据冲突问题
多线程同时操作同一块数据,可能引发冲突。比如两个线程同时写入文件,结果文件内容乱七八糟。解决办法是用 互斥锁(mutex) ,确保某些代码块在同一时间只能被一个线程访问。


#include <mutex>

mutex mtx;

void safe_task() {

mtx.lock();

// 这里的代码是线程安全的

cout << “线程安全的操作” << endl;

mtx.unlock();

}

2. 线程过多导致资源耗尽
线程开得太多,CPU、内存可能扛不住。解决办法是限制线程数量,比如用 线程池 。C++ 没有直接的线程池库,但可以用第三方库如 Boost.ThreadPool


3. libcurl 的线程安全问题
libcurl 在多线程环境下需要小心使用,初始化时要调用 curl_global_init(),在程序退出前调用 curl_global_cleanup()


小结

用 C++ 实现一个多线程爬虫,其实就是把 HTTP 请求 和 多线程 结合起来。理解了这两个基础概念,再加上一些细节处理,比如互斥锁、线程池之类的,就能做出一个高效的爬虫工具。


C++ 的多线程爬虫,速度快,性能高,适合需要处理大量数据的场景。如果你觉得写爬虫太麻烦,那说明你还没完全掌握它的精髓。试着多写几次,慢慢体会其中的乐趣。



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