爬虫与反爬虫，这相爱相杀的一对，简直可以写出一部壮观的斗争史。而在大数据时代，数据就是金钱，很多企业都为自己的网站运用了反爬虫机制，防止网页上的数据被爬虫爬走。然而，如果反爬机制过于严格，可能会误伤到真正的用户请求;如果既要和爬虫死磕，又要保证很低的误伤率，那么又会加大研发的成本。
简单低级的爬虫速度快，伪装度低，如果没有反爬机制，它们可以很快的抓取大量数据，甚至因为请求过多，造成服务器不能正常工作。而伪装度高的爬虫爬取速度慢，对服务器造成的负担也相对较小。所以，网站反爬的重点也是那种简单粗暴的爬虫，反爬机制也会允许伪装度高的爬虫，获得数据。毕竟伪装度很高的爬虫与真实用户也就没有太大差别了。
这篇文章主要讨论使用 Scrapy 框架时，如何应对普通的反爬机制。
header 检验
最简单的反爬机制，就是检查 HTTP 请求的 Headers 信息，包括 User-Agent, Referer、Cookies 等。
User-Agent
User-Agent 是检查用户所用客户端的种类和版本，在 Scrapy 中，通常是在下载器中间件中进行处理。比如在 setting.py 中建立一个包含很多浏览器 User-Agent 的列表，然后新建一个 random_user_agent 文件：
- class RandomUserAgentMiddleware(object):
- @classmethod def process_request(cls, request, spider): ua = random.choice(spider.settings['USER_AGENT_LIST']) if ua: request.headers.setdefault('User-Agent', ua)
这样就可以在每次请求中，随机选取一个真实浏览器的 User-Agent。
Referer
Referer 是检查此请求由哪里来，通常可以做图片的盗链判断。在 Scrapy 中，如果某个页面 url 是通过之前爬取的页面提取到，Scrapy 会自动把之前爬取的页面 url 作为 Referfer。也可以通过上面的方式自己定义 Referfer 字段。
Cookies
网站可能会检测 Cookie 中 session_id 的使用次数，如果超过限制，就触发反爬策略。所以可以在 Scrapy 中设置 COOKIES_ENABLED = False 让请求不带 Cookies。
也有网站强制开启 Cookis，这时就要麻烦一点了。可以另写一个简单的爬虫，定时向目标网站发送不带 Cookies 的请求，提取响应中 Set-cookie 字段信息并保存。爬取网页时，把存储起来的 Cookies 带入 Headers 中。
X-Forwarded-For
在请求头中添加 X-Forwarded-For 字段，将自己申明为一个透明的代理服务器，一些网站对代理服务器会手软一些。
X-Forwarded-For 头一般格式如下
- X-Forwarded-For: client1, proxy1, proxy2
这里将 client1，proxy1 设置为随机 IP 地址，把自己的请求伪装成代理的随机 IP 产生的请求。然而由于 X-Forwarded-For 可以随意篡改，很多网站并不会信任这个值。
限制 IP 的请求数量
如果某一 IP 的请求速度过快，就触发反爬机制。当然可以通过放慢爬取速度绕过，这要以爬取时间大大增长为代价。另一种方法就是添加代理。
很简单，在下载器中间件中添加:
- request.meta['proxy'] = 'http://' + 'proxy_host' + ':' + proxy_port
然后再每次请求时使用不同的代理 IP。然而问题是如何获取大量的代理 IP?
可以自己写一个 IP 代理获取和维护系统，定时从各种披露免费代理 IP 的网站爬取免费 IP 代理，然后定时扫描这些 IP 和端口是否可用，将不可用的代理 IP 及时清理。这样就有一个动态的代理库，每次请求再从库中随机选择一个代理。然而这个方案的缺点也很明显，开发代理获取和维护系统本身就很费时费力，并且这种免费代理的数量并不多，而且稳定性都比较差。如果必须要用到代理，也可以去买一些稳定的代理服务。这些服务大多会用到带认证的代理。
在 requests 库中添加带认证的代理很简单，
- proxies = {
- "http": "http://user:pass@10.10.1.10:3128/",
- }
然而 Scrapy 不支持这种认证方式，需要将认证信息 base64 编码后，加入 Headers 的 Proxy-Authorization 字段：
import base64
- import base64
- # Set the location of the proxy proxy_string = choice(self._get_proxies_from_file('proxies.txt')) # user:pass@ip:port proxy_items = proxy_string.split('@') request.meta['proxy'] = "http://%s" % proxy_items[1] # setup basic authentication for the proxy user_pass=base64.encodestring(proxy_items[0]) request.headers['Proxy-Authorization'] = 'Basic ' + user_pass
动态加载
现在越来越多的网站使用 ajax 动态加载内容，这时候可以先截取 ajax 请求分析一下，有可能根据 ajax 请求构造出相应的 API 请求的 URL 就可以直接获取想要的内容，通常是 json 格式，反而还不用去解析 HTML。
然而，很多时候 ajax 请求都会经过后端鉴权，不能直接构造 URL 获取。这时就可以通过 PhantomJS+Selenium 模拟浏览器行为，抓取经过 js 渲染后的页面。具体可以参考：Scrapy+PhantomJS+Selenium 动态爬虫
需要注意的是，使用 Selenium 后，请求不再由 Scrapy 的 Downloader 执行，所以之前添加的请求头等信息都会失效，需要在 Selenium 中重新添加
- headers = {...}
- for key, value in headers.iteritems(): webdriver.DesiredCapabilities.PHANTOMJS['phantomjs.page.customHeaders.{}'.format(key)] = value
另外，调用 PhantomJs 需要指定 PhantomJs 的可执行文件路径，通常是将该路径添加到系统的 path 路径，让程序执行时自动去 path 中寻找。我们的爬虫经常会放到 crontab 中定时执行，而 crontab 中的环境变量和系统的环境变量不同，所以就加载不到 PhamtonJs 需要的路径，所以***是在申明时指定路径：
- driver = webdriver.PhantomJS(executable_path='/usr/local/bin/phantomjs')
