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Rust 语言教程:使用 Rust 编程进行网络抓取

Maryia Stsiopkina

2022-11-302 min read

Rust 编程语言作为一种能够提供与 C/C++ 高性能相媲美的编程语言,受到越来越多用户关注,尤其是在网络抓取方面。然而,与学起来相对容易,但通常以牺牲性能为代价的 Python 不同,Rust 语言可能理解起来有难度。 

这并不意味着无法或者很难用 Rust 编程构建爬虫进行抓取。只有当用户完全不知道如何入手时,使用 Rust 爬虫进行抓取才会具有挑战性。

在本实用教程中,我们将学习如何使用 Rust 编程语言构建网络爬虫,并顺利地从电子商务网站抓取产品数据。这个教程将让您轻松上手 Rust 语言应用场景。 

Rust 语言教程:安装和运行 Rust 语言环境

让我们按照 Rust 安装教程,首先来安装 Rust 程序设计语言。安装方式具体取决于您电脑的操作系统。 

在 Windows 上安装 Rust 语言环境

安装Rust语言环境,首选使用 rustup 实用程序。前往 https://www.rust-lang.org/tools/install 页面。该页面会根据您使用的操作系统显示不同的内容。在 Windows 上,页面将显示如下:

点击 RUSTUP-INIT (64-bit) 按钮下载 rustup 可执行程序。 

重要提示:必须下载安装 Visual Studio C++ Build tools,然后安装 Rust 编程语言和编译器。 

安装 Visual Studio C++ 构建工具后,运行下载的 rustup-init.exe 文件。此程序会打开一个命令提示符窗口,通知您应安装 Visual Studio C++ 构建工具,如下所示:

y 继续安装。在下一个屏幕上,查看信息并按 1 继续安装。

安装完成后,关闭命令提示符并再次打开。打开新的命令提示符可确保所有环境变量更改都生效。

可以运行以下命令来验证安装:

C:\>rustc --version
rustc 1.62.1 (e092d0b6b 2022-07-16)

在 macOS 和 Linux 系统上安装 Rust 语言环境

尽管可以使用 Homebrew 在 macOS 上安装 Rust 语言环境,但我们还是建议使用 rustup 可执行文件。使用 rustup 可以确保正确安装其他必要程序,例如 cargo。

前往 https://www.rust-lang.org/tools/install 页面。在 macOS 和 Linux 上,页面显示如下:

复制 cURL 命令以下载并安装 rustup可执行文件。打开终端并运行此命令。此时将看到确的屏幕:

查看信息并按 1 继续安装。

安装完成后,关闭终端并再次打开。重新打开终端确保所有环境变量更改都生效。

可以运行以下命令来验证安装:

$ rustc --version
rustc 1.63.0 (4b91a6ea7 2022-08-08)

用于抓取书籍数据的 Rust 爬虫

为了解如何使用 Rust 爬虫进行抓取,我们来创建真实的网络抓取项目。 

我们将要抓取站点 https://books.toscrape.com/,这是一个用于学习网络抓取的虚拟书店。 它有电商网店应有的各种基本组件。 

设置

第一步,打开终端或命令提示符并创建一个 Rust 编程项目。我们将使用 Cargo 包管理器来搭建项目结构、下载依赖项、编译并运行项目。

打开终端,然后运行以下命令来初始化空白项目,如下所示:

$ cargo new book_scraper

此命令将创建文件夹 book_scraper 并以 Rust 项目所需的文件和文件夹初始化此文件夹。重要文件包括 Cargo.toml 和 src 文件夹中的 main.rs 文件。

在您选择的文本编辑器或 IDE 中打开此文件夹。 

如果您使用的是 Visual Studio Code,我们建议安装一个扩展组件,例如rust-analyzer,以便在 Visual Studio Code 中使用 Rust 环境进行编码。

现在,打开 Cargo.toml 文件,输入以下代码行:

[dependencies]
reqwest = {version = "0.11", features = ["blocking"]} 
scraper = "0.13.0"

这几行代码表明有两个依赖项 - reqwestscraper。我们稍后再来详细讲解。

返回终端并运行以下命令以下载依赖项并编译代码。

$ cargo build
Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.12s
Running `target/debug/book_scraper`
Hello, world!

此命令将编译代码以创建可执行文件并运行此文件。可执行文件创建于以下路径:

./target/debug/book_scraper

如果是 Windows 操作系统,文件名为:

.\target\debug\book_scraper.exe

发送 HTTP 请求

要发送 HTTP 请求、GET 或 POST,我们需要 Rust 库。最方便的 Rust 库就是 reqwest。 

该库可以用于两种类型的 http 客户端(http client):异步 http 客户端和阻塞式 http 客户端。

本文旨在介绍使用 Rust 语言进行抓取的基本概况。因此选择阻塞式客户端更适合,更容易跟上教程。这就是我们在 Cargo.toml 中指定我们需要阻塞式功能的原因。

reqwest = {version = "0.11", features = ["blocking"]} 

打开 main.rs,在 main() 函数中输入以下几行代码:

fn main() {
    let url = "https://books.toscrape.com/";
    let response = reqwest::blocking::get(url).expect("Could not load url.");
    let body = response.text().unwrap();
    print!("{}",body);
}

我们将在第一行代码中存储目标 URL。 

下一行代码是通过阻塞式 http 客户端向此 URL 发送 GET 请求。结果则存储在变量响应中。

之后,从响应中提取 HTML 并将其存储在 body 变量中。这个变量会被打印出来。

保存此文件并在终端输入以下命令行:

$ cargo run

这时输出的是终端上打印的整个 HTML。

用爬虫解析 HTML

要构建网络爬虫,我们需要使用另一个 Rust 库。这个库就被称为 scraper。通过这个库可以使用 CSS 选择器来提取所需的 HTML 元素。

如果您还没有提取,请在依赖项下的 Cargo.toml 文件中输入以下行:

scraper = "0.13.0" 

打开 main.rs 文件并输入以下代码行:

let document = Html::parse_document(&body);

在这一行中,我们调用 parse_document 来解析网页。我们将发送使用 reqwest Rust 库提取的原始 HTML。结果是解析后存储在名为 document 的变量中的文档。

可以使用 CSS 选择器查询已解析的 HTML 文档,以定位包含所需信息的 HTML 元素。 

我们可以将这一流程分解成以下三步:

  • 通过 CSS 选择器定位产品;

  • 提取产品描述;

  • 提取产品链接。

有关更多信息,参见以下各个部分。

通过 CSS 选择器定位产品

第一步是确定包含产品相关信息的CSS选择器。在我们的示例中,产品是一本书。

用 Chrome 浏览器打开 https://books.toscrape.com/,并检查网页的 HTML 标记。

<IMAGE: book_container.png / ALT: Contain for a product and CSS Selector>

您会注意到选择器 article.product_pod 选择了一本书。这说明我们可以对所有这些书籍进行循环并提取个人信息。

首先,在 main.rs 文件的开头添加以下行:

use scraper::{Html, Selector};

接下来,在 main 函数中添加以下行:

 let book_selector = Selector::parse("article.product_pod").unwrap();

现在选择器可以使用了。将以下几行添加到 main 函数中:

for element in document.select(&book_selector) {
// more code here
}

现在我们可以应用更多选择器来提取每本书的信息。

提取产品描述

遍历每个产品描述容器的 HTML 元素,从而轻松编写可重复使用的网页抓取代码。

在此例中,我们要检索产品名称和产品价格。

首先,在 for 循环之前创建两个选择器,如下所示:

let book_name_selector = Selector::parse("h3 a").unwrap();
let book_price_selector = Selector::parse(".price_color").unwrap();

for 循环中,将这些选择器用于每本书:

for element in document.select(&book_selector) {
    let book_name_element = element.select(&book_name_selector).next().expect("Could not select book name.");
    let book_name = book_name_element.value().attr("title").expect("Could not find title attribute.");
    let price_element = element.select(&book_price_selector).next().expect("Could not find price");
    let price = price_element.text().collect::<String>();
   println!("{:?} - {:?}",book_name, price);
}

注意两个要点:

  • 书名在 <a> 元素的 title 属性中;

  • 价格在文本元素中。

保存文件并在终端运行以下命令:

$ cargo run

这时应该在终端上打印书名和价格。

提取产品链接

可用类似方式提取产品链接。在 for 循环外创建一个选择器,如下所示:

let book_link_selector = Selector::parse("h3 a").unwrap();

for 循环中添加以下行:

let book_link_element = element.select(&book_name_selector).next().expect("Could not find book link element.");
let book_link= book_link_element.value().attr("href").expect("Could not find href attribute");

我们抓取的所有值现在都可以打印到控制台。而且我们可以将所有内容保存为 CSV,这一点尤佳。

将抓取数据写入 CSV 文件

不创建文件,任何网络抓取项目都不算完整。因此,我们来编写一个 CSV 文件。

我们使用 CSV Rust 库来创建 CSV 文件。

首先,将以下行添加到 Cargo.toml 依赖项中:

csv="1.1"

然后,在 for 循环之前创建一个 CSV 编写器,如下所示:

let mut wtr = csv::Writer::from_path("books.csv").unwrap();

或者,在 for 循环之前编写标头,如下所示:

wtr.write_record(&["Book Name", "Price", "Link"]).unwrap();

for 循环中,按以下方式编写每条记录:

wtr.write_record([book_name, &price, &book_link]).unwrap();

最后,在 for 循环之后关闭文件:

wtr.flush().expect("Could not close file");

将所有内容归为一处,main.rs 文件包含以下内容:

// main.rs
use scraper::{Html, Selector};
fn main() {
    let url = "https://books.toscrape.com/";
    let response = reqwest::blocking::get(url).expect("Could not load url.");
    let body = response.text().expect("No response body found.");
    let document = Html::parse_document(&body);
    let book_selector = Selector::parse("article.product_pod").expect("Could not create selector.");
    let book_name_selector = Selector::parse("h3 a").expect("Could not create selector.");
    let book_price_selector = Selector::parse(".price_color").expect("Could not create selector.");
    let mut wtr = csv::Writer::from_path("books.csv").expect("Could not create file.");
    wtr.write_record(&["Book Name", "Price", "Link"]).expect("Could not write header.");
    for element in document.select(&book_selector) {
    let book_name_element = element.select(&book_name_selector).next().expect("Could not select book name.");
    let book_name = book_name_element.value().attr("title").expect("Could not find title attribute.");
    let price_element = element.select(&book_price_selector).next().expect("Could not find price");
    let price = price_element.text().collect::<String>();
    let book_link_element = element.select(&book_name_selector).next().expect("Could not find book link element.");
    let book_link= book_link_element.value().attr("href").expect("Could not find href attribute");
    wtr.write_record([book_name, &price, &book_link]).expect("Could not create selector.");
    }
    wtr.flush().expect("Could not close file");
    println!("Done");
} 

总结

本文讲解了如何使用 Rust 语言编写网络爬虫(Rust 爬虫)。我们讨论了如何在 Scraper Rust 库的帮助下,将 CSS 选择器应用于网络爬虫。更多教程,请查看 cURL 博客文章用 RC# 进行网络抓取

常见问题解答

Rust 是什么语言?

Rust 是一种强调安全性和性能的多范式、静态类编程语言。可用它来解决其他计算机语言存在的内存问题和并发编程限制。尽管学起来有些难度,但掌握以后非常实用,因此值得学习。

Rust 语言可以做什么?Rust 语言的用途是什么?

Rust 编程语言可用于内存管理,具有高性能,用途广泛。它可以通过所有权模型确定内存分配,可用于编写并发程序而不会导致数据竞争。 

此外,Rust 可提供极佳用户体验,它丰富的错误消息和更正建议对用户来说十分友好。这样,更易于管理高性能程序编写。

总体而言,Rust 编程语言学习起来相对快速且适应性强较强,活跃的社区和信息丰富的学习文档很有帮助。如果想要绕过其他语言可能存在的安全问题,Rust 语言是很好的解决方案。

关于作者

Maryia Stsiopkina

文案

Maryia Stsiopkina 在 Oxylabs 担任一名初级文案。随着她对写作的热情逐渐发展,她在不同的时间点上不是写令人毛骨悚然的侦探故事,就是写儿童童话故事。最终,她发现自己进入了科技仙境,拥有无数隐藏的领域值得他去探索。在业余时间,她用望远镜观鸟(有些人误以为是跟踪,这就是为什么 Maryia 有时会发现自己处于尴尬的境地),制作花卉饰品,并品尝很多泡菜和绿橄榄。

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在这篇文章


  • Rust 语言教程:安装和运行 Rust 语言环境

  • 用于抓取书籍数据的 Rust 爬虫

  • 总结

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