如何优化 Python 爬虫的速度?

科技   2024-11-08 14:01   山西  
嗨,我是虎哥。今天我们聊聊如何优化 Python 爬虫速度的问题。

作为一个资深程序员,说实话,光用 urllib 单线程爬取数据确实有点“整活儿的架势”,但速度那真是不敢恭维。
既然今天要抓取的是十万级别的数据量,单线程显然力不从心,那我们就需要一些进阶优化策略了。

1. 多线程/多进程爬虫来一波!

在 Python 中,如果只用单线程,那性能基本上就被锁死在单核上。多线程和多进程是我们最常见的加速手段,尤其是爬虫任务中,网络 I/O 耗时较多的情况,这招就特别管用。

使用 threading 模块

Python 的 threading 模块可以帮助我们在单进程中并发处理多个任务,尽管 Python 的 GIL(全局解释器锁)可能会让多线程的效果打折扣,但在 I/O 操作方面,还是可以显著提升效率。下面我们用 requests 库(比 urllib 好用)和 threading 试试看。
import threading
import requests

def fetch_url(url):
    try:
        response = requests.get(url)
        print(f"Fetched {url} with status: {response.status_code}")
    except Exception as e:
        print(f"Failed to fetch {url}{e}")

urls = ["http://example.com/page" + str(i) for i in range(100)]  # 假设有100个页面

threads = []
for url in urls:
    t = threading.Thread(target=fetch_url, args=(url,))
    threads.append(t)
    t.start()

for t in threads:
    t.join()  # 等待所有线程结束
注意:使用多线程确实可以提升速度,但在 Python 中,它的效果在 CPU 密集型任务上可能有限。不过我们这个爬虫主要是网络 I/O 密集型任务,所以线程还是可以带来不错的提速效果。

多进程加持:multiprocessing 模块

相比于多线程,多进程可以绕过 GIL 限制,实现真正的并行。比如用 multiprocessing.Pool 来并发处理。
from multiprocessing import Pool
import requests

def fetch_url(url):
    try:
        response = requests.get(url)
        print(f"Fetched {url} with status: {response.status_code}")
    except Exception as e:
        print(f"Failed to fetch {url}{e}")

urls = ["http://example.com/page" + str(i) for i in range(100)]

# 创建一个进程池
with Pool(4as p:  # 4个进程
    p.map(fetch_url, urls)

线程和进程选哪个好?

如果爬虫任务主要是 I/O 密集型(比如下载网页),用多线程更好;但如果涉及大量数据处理或者复杂计算,选用多进程会更适合。

2. 协程来扛大旗:asyncio + aiohttp

说到速度优化,不提协程那可是要被同行笑话的。Python 的 asyncio 库和 aiohttp 库是处理 I/O 密集型任务的神器,可以让我们轻松实现高并发网络请求。这也是我个人的首选方案,性能强悍且更省资源。
import aiohttp
import asyncio

async def fetch_url(session, url):
    try:
        async with session.get(url) as response:
            print(f"Fetched {url} with status: {response.status}")
    except Exception as e:
        print(f"Failed to fetch {url}{e}")

async def main(urls):
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        tasks = [fetch_url(session, url) for url in urls]
        await asyncio.gather(*tasks)

urls = ["http://example.com/page" + str(i) for i in range(100)]

# 运行主协程
asyncio.run(main(urls))
协程方式不仅能让请求更快返回,还能让内存占用相对更低,非常适合大规模爬取任务。asyncio 是我写爬虫时的标配,如果你没用过,一定要试一试。

3. 把数据量做分批次请求

十万级别的数据如果一次性全部爬取,会对网站、带宽和我们的内存都造成很大压力。分批次请求可以让任务更稳妥、更好管理,也方便后期数据处理。
比如每次抓取 1000 条数据,然后休息几秒钟。这样不仅可以规避 IP 被封的风险,还能分散内存负担,避免“爬到一半崩溃重来的悲剧”。
import time

batch_size = 1000
for i in range(0, len(urls), batch_size):
    batch = urls[i:i+batch_size]
    asyncio.run(main(batch))  # 假设 main 是我们上面定义的异步主函数
    time.sleep(5)  # 假装自己是“温柔的爬虫”,间歇性休息
这个“温柔策略”有助于我们更安全地爬数据,不会一下子因为流量过大被网站关小黑屋。

4. 减少不必要的请求,缓存没错

爬虫数据量上来后,重复请求的问题常常会被我们忽略,这就导致一些不必要的网络消耗。利用缓存机制可以有效减少不必要的重复请求。
我们可以用 requests-cache 库来缓存 GET 请求,避免重复访问相同 URL 时浪费流量。
import requests
from requests_cache import CachedSession

session = CachedSession(cache_name="demo_cache", backend="sqlite", expire_after=3600)

def fetch_url(url):
    response = session.get(url)
    print(f"Fetched {url} from {'cache' if response.from_cache else 'web'} with status: {response.status_code}")

for url in urls:
    fetch_url(url)
这种缓存策略特别适合内容不经常变化的网页,可以显著降低请求次数和爬取时间。

5. 用代理池搞定IP限制

如果爬取目标网站很严格,比如有 IP 限制,那代理池就是我们的“救命稻草”了。利用代理池,不仅能突破 IP 限制,还能提高爬取速度。
proxy 库是个不错的选择,也可以搭配一些免费或者付费代理池服务来实现。
import requests

proxies = [
    "http://proxy1.com:8080",
    "http://proxy2.com:8080",
    # 更多代理地址
]

def fetch_url(url):
    proxy = {"http": proxies[0]}  # 可以在每次请求时随机选择一个代理
    response = requests.get(url, proxies=proxy)
    print(f"Fetched {url} with proxy {proxy}")

for url in urls:
    fetch_url(url)
不过需要注意,代理质量参差不齐,有的甚至不能用。爬虫中,如果真的需要长时间抓取大量数据,建议考虑付费代理池,稳定、速度快,效果会好很多。

6. 分布式爬虫来一波?

如果爬取任务量特别大,那我们可以考虑使用分布式爬虫工具,比如 Scrapy 搭配 Scrapy-RedisPySpider 等等。
分布式爬虫可以将任务分配给多个机器共同完成,不仅速度快,还更安全。大公司很多数据采集都是用这种方式搞定的。

结尾

总结一下,Python 爬虫优化的方向其实就是通过增加并发性、合理管理请求频率和避免重复操作来加速。多线程、多进程、协程、分布式,都是可以让爬虫更快的技巧。至于怎么选择,还得根据具体场景来决定。
不过话说回来,写爬虫的时候,技术优化只是其中一环,遵守爬虫礼仪也很重要,不然数据没爬完,IP先被封了,那就尴尬了😂。
好了,今天的爬虫加速秘籍就分享到这里啦,希望对你们有所帮助!
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