小试牛刀：使用Python模拟登录知乎

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最近突然对爬虫兴趣倍增，主要是自己想从网上爬点数据来玩玩。前阵子从某房屋出售网爬取了长沙地区的房价以及2016年的成交额，只有几千条数据，量较少，没劲o(╯□╰)o，因此将目标成功地转移到了社交网上，难度显然大了点。爬取社交网站比较鲜明的特点就是需要登录，否则很多东西都无法获取。做了几个小Demo之后发现，人人网的登录还比较简单，验证码的都不用就可以成功登录；知乎虽然携带验证码，但难度算是适中；微博的登录难度稍微大点，因为不仅有验证码，还在传递参数的时候对用户名进行了base64加密。在这篇博文里，主要是以知乎为例，模拟知乎登录，至于数据爬取部分咱们就暂且不谈吧。

环境与开发工具

模拟知乎登录前，先看看本次案例使用的环境及其工具：

  • Windows 7 + Python 2.75
  • Chrome + Fiddler: 用来监控客户端与服务器的通讯情况，以及查找相关参数的位置。

Github源码下载：https://github.com/csuldw/WSpider.

模拟过程概述

  1. 使用Google浏览器结合Fiddler来监控客户端与服务端的通讯过程；
  2. 根据监控结果，构造请求服务器过程中传递的参数；
  3. 使用Python模拟参数传递过程。

客户端与服务端通信过程的几个关键点：

  • 登录时的url地址。
  • 登录时提交的参数【params】，获取方式主要有两种：第一、分析页面源代码，找到表单标签及属性。适应比较简单的页面。第二、使用抓包工具，查看提交的url和参数，通常使用的是Chrome的开发者工具中的Network， Fiddler等。
  • 登录后跳转的url。

在抓包的时候，开始使用的是Chrome开发工具中的Network，结果没有抓到，后来使用Fiddler成功抓取数据。下面逐步来细化上述过程。

参数探索

首先看看这个登录页面(https//www.zhihu.com)，也就是我们登录时的url地址。

看到这个页面，我们也可以大概猜测下请求服务器时传递了几个字段，很明显有：用户名、密码、验证码以及“记住我”这几个值。那么实际上有哪些呢？下面来分分析下。

首先查看一下HTML源码，Google里可以使用CTRL+U查看，然后使用CTRL+F输入input看看有哪些字段值，详情如下：

通过源码，我们可以看到，在请求服务器的过程中还携带了一个隐藏字段”_xsrf”。那么现在的问题是：这些参数在传递时是以什么名字传递的呢？这就需要借用其他工具抓包进行分析了。笔者是Windows系统，这里使用的是Fiddler（当然，你也可以使用其他的）。

抓包过程比较繁琐，因为抓到的东西比较多，很难快速的找到需要的信息。关于fiddler，很容易使用，有过不会，可以去百度搜一下。为了防止其他信息干扰，我们先将fiddler中的记录清除，然后输入用户名（笔者使用的是邮箱登录）、密码等信息登录，相应的在fiddler中会有如下结果:

备注：如果是使用手机登录，则对应fiddler中的url是“/login/phone_num”。

为了查看详细的请求参数，我们左键单机“/login/email”，可以看到下列信息：

请求方式为POST，请求的url为https://www.zhihu.com/login/email。而从From Data可以看出，相应的字段名称如下：

  • _xsrf
  • captcha
  • email
  • password
  • remember

对于这五个字段，代码中email、password以及captcha都是手动输入的，remember初始化为true。剩下的_xsrf则可以根据登录页面的源文件，取input为_xsrf的value值即可。

对于验证码，则需要通过额外的请求，该链接可以通过定点查看源码看出：

链接为https://www.zhihu.com/captcha.gif?type=login，这里省略了ts（经测试，可省略掉）。现在，可以使用代码进行模拟登录。

温馨提示：如果使用的是手机号码进行登录，则请求的url为https://www.zhihu.com/login/phone_num，同时email字段名称将变成“phone_num”。

模拟源码

在编写代码实现知乎登录的过程中，笔者将一些功能封装成了一个简单的类WSpider，以便复用，文件名称为WSpider.py。

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# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Thu Nov 02 14:01:17 2016

@author: liudiwei
"""
import urllib
import urllib2
import cookielib
import logging  

class WSpider(object):
    def __init__(self):
        #init params
        self.url_path = None
        self.post_data = None
        self.header = None
        self.domain = None
        self.operate = None
        #init cookie
        self.cookiejar = cookielib.LWPCookieJar()
        self.opener = urllib2.build_opener(urllib2.HTTPCookieProcessor(self.cookiejar))
        urllib2.install_opener(self.opener)

    def setRequestData(self, url_path=None, post_data=None, header=None):
        self.url_path = url_path
        self.post_data = post_data
        self.header = header

    def getHtmlText(self, is_cookie=False):
        if self.post_data == None and self.header == None:
            request = urllib2.Request(self.url_path)
        else:
            request = urllib2.Request(self.url_path, urllib.urlencode(self.post_data), self.header)
        response = urllib2.urlopen(request)
        if is_cookie: 
            self.operate = self.opener.open(request)
        resText = response.read()
        return resText 

    """
    Save captcha to local    
    """    
    def saveCaptcha(self, captcha_url, outpath, save_mode='wb'):
        picture = self.opener.open(captcha_url).read() #用openr访问验证码地址,获取cookie
        local = open(outpath, save_mode)
        local.write(picture)
        local.close()    
        
    def getHtml(self, url):
        page = urllib.urlopen(url)
        html = page.read()
        return html

    """
    功能：将文本内容输出至本地
    @params 
        content：文本内容
        out_path: 输出路径
    """
    def output(self, content, out_path, save_mode="w"):
        fw = open(out_path, save_mode)
        fw.write(content)
        fw.close()

    """#EXAMPLE 
    logger = createLogger('mylogger', 'temp/logger.log')
    logger.debug('logger debug message')  
    logger.info('logger info message')  
    logger.warning('logger warning message')  
    logger.error('logger error message')  
    logger.critical('logger critical message')  
    """    
    def createLogger(self, logger_name, log_file):
        # 创建一个logger
        logger = logging.getLogger(logger_name)  
        logger.setLevel(logging.INFO)  
        # 创建一个handler，用于写入日志文件    
        fh = logging.FileHandler(log_file)  
        # 再创建一个handler，用于输出到控制台    
        ch = logging.StreamHandler()  
        # 定义handler的输出格式formatter    
        formatter = logging.Formatter('%(asctime)s | %(name)s | %(levelname)s | %(message)s')  
        fh.setFormatter(formatter)  
        ch.setFormatter(formatter)  
        # 给logger添加handler    
        logger.addHandler(fh)  
        logger.addHandler(ch)  
        return logger

关于模拟登录知乎的源码，保存在zhiHuLogin.py文件，内容如下：

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# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Thu Nov 02 17:07:17 2016

@author: liudiwei
"""
import urllib
from WSpider import WSpider
from bs4 import BeautifulSoup as BS
import getpass
import json
import WLogger as WLog

"""
2016.11.03 由于验证码问题暂时无法正常登陆
2016.11.04 成功登录，期间出现下列问题
验证码错误返回：{ "r": 1, "errcode": 1991829, "data": {"captcha":"验证码错误"}, "msg": "验证码错误" }
验证码过期：{ "r": 1, "errcode": 1991829, "data": {"captcha":"验证码回话无效 :(","name":"ERR_VERIFY_CAPTCHA_SESSION_INVALID"}, "msg": "验证码回话无效 :(" }
登录：{"r":0, "msg": "登录成功"}
"""
def zhiHuLogin():
    spy = WSpider()
    logger = spy.createLogger('mylogger', 'temp/logger.log')
    
    homepage = r"https://www.zhihu.com/"    
    html = spy.opener.open(homepage).read()
    soup = BS(html, "html.parser")
    _xsrf = soup.find("input", {'type':'hidden'}).get("value")

    #根据email和手机登陆得到的参数名不一样，email登陆传递的参数是‘email’，手机登陆传递的是‘phone_num’
    username = raw_input("Please input username: ")
    password = getpass.getpass("Please input your password: ")
    account_name = None
    if "@" in username:
        account_name = 'email'
    else:
        account_name = 'phone_num' 

    #保存验证码
    logger.info("save captcha to local machine.")
    captchaURL = r"https://www.zhihu.com/captcha.gif?type=login" #验证码url
    spy.saveCaptcha(captcha_url=captchaURL, outpath="temp/captcha.jpg") #temp目录需手动创建

    #请求的参数列表
    post_data = {
        '_xsrf': _xsrf,
        account_name: username,
        'password': password,
        'remember_me': 'true',
        'captcha':raw_input("Please input captcha: ")
    }

    #请求的头内容
    header ={
        'Accept':'*/*' ,
        'Content-Type':'application/x-www-form-urlencoded; charset=UTF-8',
        'X-Requested-With':'XMLHttpRequest',
        'Referer':'https://www.zhihu.com/',
        'Accept-Language':'en-GB,en;q=0.8,zh-CN;q=0.6,zh;q=0.4',
        'Accept-Encoding':'gzip, deflate, br',
        'User-Agent':'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2785.116 Safari/537.36',
        'Host':'www.zhihu.com'
    }

    url = r"https://www.zhihu.com/login/" + account_name
    spy.setRequestData(url, post_data, header)
    resText = spy.getHtmlText()
    jsonText = json.loads(resText)

    if jsonText["r"] == 0:
        logger.info("Login success!")
    else:
        logger.error("Login Failed!")
        logger.error("Error info ---> " + jsonText["msg"])
        
    text = spy.opener.open(homepage).read() #重新打开主页，查看源码可知此时已经处于登录状态
    spy.output(text, "out/home.html") #out目录需手动创建
    
if __name__ == '__main__':
    zhiHuLogin()

关于源码的分析，可以参考代码中的注解。

运行结果

在控制台中运行python zhiHuLogin.py，然后按提示输入相应的内容，最后可得到以下不同的结果（举了三个实例）：

结果一：密码错误

结果二：验证码错误

结果三：成功登录

通过代码，可以成功的登录到知乎，接着如果要爬取知乎里面的内容，就比较方便了。