Python爬虫效率提升实战:异步协程与线程池对比
本文详细解析Python中提升爬虫效率的两种主流方案:基于aiohttp的单线程多任务异步协程,以及结合requests模块的线程池技术。通过Flask模拟服务端与具体代码示例,对比两者在并发请求下的耗时表现,并介绍异步回调与数据解析的最佳实践,帮助开发者根据场景选择最优加速策略。
异步协程基础概念
单线程结合多任务异步协程是提升爬虫性能的一种核心思路。
- 协程(Coroutine)
在定义函数(特别是特殊函数)时,使用async关键字进行修饰。函数被调用后,其内部语句不会立即执行,而是返回一个协程对象。
- 任务对象(Task)
任务对象可视为高级的协程对象,即对协程的进一步封装,本质仍是一种特殊的函数。任务对象必须注册到事件循环对象中才能运行。此外,还可以给任务对象绑定回调函数,这在爬虫的数据解析环节非常有用。
- 事件循环(Event Loop)
可以将事件循环理解为一个装载任务对象的容器。当启动事件循环对象时,其中存储的所有任务对象将开始异步执行。
- 在特殊函数内部,严禁编写不支持异步请求的模块(如time、requests等)。虽然代码运行不会报错,但无法实现真正的异步效果。
常见的替换方案包括:将time.sleep替换为asyncio.sleep,将requests替换为aiohttp。
import asyncio
import time
start_time = time.time()
async def get_request(url):
await asyncio.sleep(2)
print(url,'下载完成!')
urls = [
'www.1.com',
'www.2.com',
]
task_lst = [] # 任务对象列表
for url in urls:
c = get_request(url) # 协程对象
task = asyncio.ensure_future(c) # 任务对象
# task.add_done_callback(...) # 绑定回调
task_lst.append(task)
loop = asyncio.get_event_loop() # 事件循环对象
loop.run_until_complete(asyncio.wait(task_lst)) # 注册,手动挂起
线程池加速方案
另一种提升效率的方法是:线程池结合requests模块。
# 线程池
import time
from multiprocessing.dummy import Pool
start_time = time.time()
url_list = [
'www.1.com',
'www.2.com',
'www.3.com',
]
def get_request(url):
print('正在下载...',url)
time.sleep(2)
print('下载完成!',url)
pool = Pool(3)
pool.map(get_request,url_list)
print('总耗时:',time.time()-start_time)
以下是两种主要的爬虫加速方法。
首先,需要启动一个Flask服务端用于模拟测试环境。
from flask import Flask
import time
app = Flask(__name__)
@app.route('/bobo')
def index_bobo():
time.sleep(2)
return 'hello bobo!'
@app.route('/jay')
def index_jay():
time.sleep(2)
return 'hello jay!'
@app.route('/tom')
def index_tom():
time.sleep(2)
return 'hello tom!'
if __name__ == '__main__':
app.run(threaded=True)
具体实现涉及aiohttp模块与单线程多任务异步协程的配合。
import asyncio
import aiohttp
import requests
import time
start = time.time()
async def get_page(url):
# page_text = requests.get(url=url).text
# print(page_text)
# return page_text
async with aiohttp.ClientSession() as s: #生成一个session对象
async with await s.get(url=url) as response:
page_text = await response.text()
print(page_text)
return page_text
urls = [
'http://127.0.0.1:5000/bobo',
'http://127.0.0.1:5000/jay',
'http://127.0.0.1:5000/tom',
]
tasks = []
for url in urls:
c = get_page(url)
task = asyncio.ensure_future(c)
tasks.append(task)
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
end = time.time()
print(end-start)
# 异步执行!
# hello tom!
# hello bobo!
# hello jay!
# 2.0311079025268555
'''
aiohttp模块实现单线程+多任务异步协程
并用xpath解析数据
'''
import aiohttp
import asyncio
from lxml import etree
import time
start = time.time()
# 特殊函数:请求的发送和数据的捕获
# 注意async with await关键字
async def get_request(url):
async with aiohttp.ClientSession() as s:
async with await s.get(url=url) as response:
page_text = await response.text()
return page_text # 返回页面源码
# 回调函数,解析数据
def parse(task):
page_text = task.result()
tree = etree.HTML(page_text)
msg = tree.xpath('/html/body/ul//text()')
print(msg)
urls = [
'http://127.0.0.1:5000/bobo',
'http://127.0.0.1:5000/jay',
'http://127.0.0.1:5000/tom',
]
tasks = []
for url in urls:
c = get_request(url)
task = asyncio.ensure_future(c)
task.add_done_callback(parse) #绑定回调函数!
tasks.append(task)
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
end = time.time()
print(end-start)
另一种实现方式是requests模块结合线程池。
import time
import requests
from multiprocessing.dummy import Pool
start = time.time()
urls = [
'http://127.0.0.1:5000/bobo',
'http://127.0.0.1:5000/jay',
'http://127.0.0.1:5000/tom',
]
def get_request(url):
page_text = requests.get(url=url).text
print(page_text)
return page_text
pool = Pool(3)
pool.map(get_request, urls)
end = time.time()
print('总耗时:', end-start)
# 实现异步请求
# hello jay!
# hello bobo!
# hello tom!
# 总耗时: 2.0467123985290527
方案对比与总结
小结部分。
- 目前掌握的爬虫加速方法主要有两种:
第一种是aiohttp模块配合单线程多任务异步协程;第二种是requests模块配合线程池。
- 在爬虫开发中接触到的主要模块有三个:
分别是requests、urllib和aiohttp。
- 此外,还简要接触了使用Flask开启服务器的过程。
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