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  • python 全栈开发,Day140(RabbitMQ,基于scrapy-redis实现分布式爬虫)

    一、RabbitMQ

    队列

    在生产者消费模型中,比如去餐馆吃饭的例子。生产者相当于厨师,队列相当于服务员,消费者就是你。

    我们必须通过服务员,才能吃饭!

    如果队列满了,队列会一直hold住。必须让消费者,获取一个,队列才能解除hold状态。

    队列本身就有一个锁,保证数据安全

    举例:

    import queue
    q = queue.Queue(maxsize=10)
    q.put(10)
    q.put(8)
    q.put(6)
    
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get())
    View Code

    执行输出:

    10
    8
    6

    注意:此时程序并没有结束掉!由于队列已经空了,最后一个get操作会hold住。

    如果不想hold住,加一个参数block=0就可以了

    import queue
    q = queue.Queue(maxsize=10)
    q.put(10)
    q.put(8)
    q.put(6)
    
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get(block=0))
    View Code

    执行报错

    queue.Empty

    这个时候,应该使用try

    import queue
    q = queue.Queue(maxsize=10)
    q.put(10)
    q.put(8)
    q.put(6)
    
    print(q.get())
    print(q.get())
    print(q.get())
    try:
        print(q.get(block=0))
    except Exception as e:
        print("raise Empty")
    View Code

    关于队列,请参考链接:

    https://www.cnblogs.com/yuanchenqi/articles/6755717.html#_label1

    什么叫消息队列

    消息(Message)是指在应用间传送的数据。消息可以非常简单,比如只包含文本字符串,也可以更复杂,可能包含嵌入对象。

    消息队列(Message Queue)是一种应用间的通信方式,消息发送后可以立即返回,由消息系统来确保消息的可靠传递。消息发布者只管把消息发布到 MQ 中而不用管谁来取,消息使用者只管从 MQ 中取消息而不管是谁发布的。这样发布者和使用者都不用知道对方的存在。

    为何用消息队列

    从上面的描述中可以看出消息队列是一种应用间的异步协作机制,那什么时候需要使用 MQ 呢?

    以常见的订单系统为例,用户点击【下单】按钮之后的业务逻辑可能包括:扣减库存、生成相应单据、发红包、发短信通知。在业务发展初期这些逻辑可能放在一起同步执行,随着业务的发展订单量增长,需要提升系统服务的性能,这时可以将一些不需要立即生效的操作拆分出来异步执行,比如发放红包、发短信通知等。这种场景下就可以用 MQ ,在下单的主流程(比如扣减库存、生成相应单据)完成之后发送一条消息到 MQ 让主流程快速完结,而由另外的单独线程拉取MQ的消息(或者由 MQ 推送消息),当发现 MQ 中有发红包或发短信之类的消息时,执行相应的业务逻辑。

    详细

    RabbitMQ 

    RabbitMQ 是一个由 Erlang 语言开发的 AMQP 的开源实现。

    rabbitMQ是一款基于AMQP协议的消息中间件,它能够在应用之间提供可靠的消息传输。在易用性,扩展性,高可用性上表现优秀。使用消息中间件利于应用之间的解耦,生产者(客户端)无需知道消费者(服务端)的存在。而且两端可以使用不同的语言编写,大大提供了灵活性。

    官方文档:

    https://www.rabbitmq.com/tutorials/tutorial-one-python.html

    中文文档:

    http://rabbitmq.mr-ping.com/

    rabbitMQ安装

    linux平台

    1.安装配置epel源
    rpm -ivh http://dl.fedoraproject.org/pub/epel/6/i386/epel-release-6-8.noarch.rpm
     
    2.安装erlang
    yum -y install erlang
     
    3.安装RabbitMQ
    yum -y install rabbitmq-server
    
    
    4.启动服务
    centos6:
    service rabbitmq-server start
    
    centos7:
    systemctl start rabbitmq-server
    
    
    5.启动web管理插件
    rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management
    
    6.重启rabbitmq生效web插件
    centos6:
    service rabbitmq-server restart
    
    centos7:
    systemctl restart rabbitmq-server
    
    
    访问页面:  http://ip地址:15672
    # 添加账户
    rabbitmqctl add_user admin 123456
    # 设置为超级管理员
    rabbitmqctl set_user_tags admin administrator
    View Code

    mac

    bogon:~ yuan$ brew install rabbitmq
    bogon:~ yuan$ export PATH=$PATH:/usr/local/sbin
    bogon:~ yuan$ rabbitmq-server

    windows

    1.安装erlang
    双击运行opt_win64_21.1.exe
    
    2.安装rabbitmq
    双击运行 rabbitmq-server-3.7.8
    
    3.添加windows环境变量
    Path=%ERLANG_HOME%in;%RABBITMQ_SERVER%sbin
    
    4.检测rabbitmq状态
    rabbitmqctl status
    
    5.启动web管理插件
    rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management
    
    6.登录web管理界面,账号密码默认都是guest,guest
    http://127.0.0.1:15672/
    
    rabbitmq 5672  是提供客户端连接的端口,  15672是提供web管理的端口
    View Code

    rabbitMQ工作模型

    简单模式

    安装pkia

    pip3 install pika

    示例

    注意:本环境的RabbitMQ是安装在Centos 7 x64系统上面的,IP地址为:192.168.142.128,默认端口5672

    生产者

    producer.py

    import pika
    
    
    # 基于socket连接中间服务器上的rabbitmq
    connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='192.168.142.128'))
    
    #  创建对象
    channel = connection.channel()
    
    # 声明一个名为hello的队列
    channel.queue_declare(queue='hello')
    
    # 插数据
    channel.basic_publish(exchange='',   # 交换机
                          routing_key='hello', # 指定的队列名称
                          body='Hello Yuan!')  #
    
    print(" [x] Sent 'Hello Yuan!'")
    connection.close()
    View Code

    注意:在简单模式中,是没有交换机的。所以exchange参数的值为空

    消费者

    consumer.py

    import pika
    
    connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='192.168.142.128'))
    channel = connection.channel()
    
    # 声明一个名为hello的队列
    channel.queue_declare(queue='hello')
    
    
    # 确定回调函数
    def callback(ch, method, properties, body):
        print(" Received %r" % body)
    
    
    channel.basic_consume(callback,
                          queue='hello',
                          no_ack=True)
    
    print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
    channel.start_consuming()
    View Code

    先执行producer.py,输出:

     [x] Sent 'Hello Yuan!'

    再执行consumer.py,输出:

     [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C
     Received b'Hello Yuan!'

    消费者接收到了 Hello Yuan!

    为什么消费者要声明一个名为hello的队列呢?生产者,不是明明已经声明了队列了吗?

    注意:

    如果生产者先运行,那么就会创建hello队列。那么消费者运行时,就不会创建hello队列。这句代码,不会执行!

    channel.queue_declare(queue='hello')

    如果消费者先执行,那么这里就会创建。假设没有创建hello队列,执行就会报错!
    其实生产者和消费者,谁来创建,都无所谓。只要保证队列存在就可以了!

    相关参数

    (1) no-ack = False

    如果消费者遇到情况(its channel is closed, connection is closed, or TCP connection is lost)挂掉了,那么,RabbitMQ会重新将该任务添加到队列中。

    • 回调函数中的ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)
    • basic_comsume中的no_ack=False

    消息接收端应该这么写:

    import pika
    
    connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
            host='10.211.55.4'))
    channel = connection.channel()
    
    channel.queue_declare(queue='hello')
    
    def callback(ch, method, properties, body):
        print(" [x] Received %r" % body)
        import time
        time.sleep(10)
        print 'ok'
        ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)
    
    channel.basic_consume(callback,
                          queue='hello',
                          no_ack=False)
    
    print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
    channel.start_consuming()
    View Code

    (2)  durable  :消息不丢失

    生产者

    import pika
    
    connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='10.211.55.4'))
    channel = connection.channel()
    
    # make message persistent
    channel.queue_declare(queue='hello', durable=True)
    
    channel.basic_publish(exchange='',
                          routing_key='hello',
                          body='Hello World!',
                          properties=pika.BasicProperties(
                              delivery_mode=2, # make message persistent
                          ))
    print(" [x] Sent 'Hello World!'")
    connection.close()
    View Code

    消费者

    import pika
    
    connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='10.211.55.4'))
    channel = connection.channel()
    
    # make message persistent
    channel.queue_declare(queue='hello', durable=True)
    
    
    def callback(ch, method, properties, body):
        print(" [x] Received %r" % body)
        import time
        time.sleep(10)
        print 'ok'
        ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)
    
    channel.basic_consume(callback,
                          queue='hello',
                          no_ack=False)
    
    print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
    channel.start_consuming()
    View Code

    (3) 消息获取顺序

    默认消息队列里的数据是按照顺序被消费者拿走,例如:消费者1 去队列中获取 奇数 序列的任务,消费者1去队列中获取 偶数 序列的任务。

    channel.basic_qos(prefetch_count=1) 表示谁来谁取,不再按照奇偶数排列

    import pika
    
    connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='10.211.55.4'))
    channel = connection.channel()
    
    # make message persistent
    channel.queue_declare(queue='hello')
    
    
    def callback(ch, method, properties, body):
        print(" [x] Received %r" % body)
        import time
        time.sleep(10)
        print 'ok'
        ch.basic_ack(delivery_tag = method.delivery_tag)
    
    channel.basic_qos(prefetch_count=1)
    
    channel.basic_consume(callback,
                          queue='hello',
                          no_ack=False)
    
    print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C')
    channel.start_consuming()
    View Code

    exchange模型

    3.1 发布订阅

    发布订阅和简单的消息队列区别在于,发布订阅会将消息发送给所有的订阅者,而消息队列中的数据被消费一次便消失。所以,RabbitMQ实现发布和订阅时,会为每一个订阅者创建一个队列,而发布者发布消息时,会将消息放置在所有相关队列中。

    关键参数:

    exchange type = fanout

    生产者

    import pika
    import sys
    
    connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
            host='localhost'))
    channel = connection.channel()
    
    channel.exchange_declare(exchange='logs',
                             type='fanout')
    
    message = ' '.join(sys.argv[1:]) or "info: Hello World!"
    channel.basic_publish(exchange='logs',
                          routing_key='',
                          body=message)
    print(" [x] Sent %r" % message)
    connection.close()
    View Code

    消费者

    import pika
    
    connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
            host='localhost'))
    channel = connection.channel()
    
    channel.exchange_declare(exchange='logs',
                             type='fanout')
    
    result = channel.queue_declare(exclusive=True)
    queue_name = result.method.queue
    
    channel.queue_bind(exchange='logs',
                       queue=queue_name)
    
    print(' [*] Waiting for logs. To exit press CTRL+C')
    
    def callback(ch, method, properties, body):
        print(" [x] %r" % body)
    
    channel.basic_consume(callback,
                          queue=queue_name,
                          no_ack=True)
    
    channel.start_consuming()
    View Code

    3.2 关键字发送

    关键参数

    exchange type = direct

    之前事例,发送消息时明确指定某个队列并向其中发送消息,RabbitMQ还支持根据关键字发送,即:队列绑定关键字,发送者将数据根据关键字发送到消息exchange,exchange根据 关键字 判定应该将数据发送至指定队列。

    import pika
    import sys
    
    connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
            host='localhost'))
    channel = connection.channel()
    
    channel.exchange_declare(exchange='direct_logs',
                             type='direct')
    
    result = channel.queue_declare(exclusive=True)
    queue_name = result.method.queue
    
    severities = sys.argv[1:]
    if not severities:
        sys.stderr.write("Usage: %s [info] [warning] [error]
    " % sys.argv[0])
        sys.exit(1)
    
    for severity in severities:
        channel.queue_bind(exchange='direct_logs',
                           queue=queue_name,
                           routing_key=severity)
    
    print(' [*] Waiting for logs. To exit press CTRL+C')
    
    def callback(ch, method, properties, body):
        print(" [x] %r:%r" % (method.routing_key, body))
    
    channel.basic_consume(callback,
                          queue=queue_name,
                          no_ack=True)
    
    channel.start_consuming()
    View Code

    3.3 模糊匹配

    关键参数

    exchange type = topic
    
    发送者路由值              队列中
    old.boy.python          old.*  -- 不匹配
    old.boy.python          old.#  -- 匹配

    在topic类型下,可以让队列绑定几个模糊的关键字,之后发送者将数据发送到exchange,exchange将传入”路由值“和 ”关键字“进行匹配,匹配成功,则将数据发送到指定队列。

    • # 表示可以匹配 0 个 或 多个 单词
    • *  表示只能匹配 一个 单词

     示例:

    import pika
    import sys
    
    connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(
            host='localhost'))
    channel = connection.channel()
    
    channel.exchange_declare(exchange='topic_logs',
                             type='topic')
    
    result = channel.queue_declare(exclusive=True)
    queue_name = result.method.queue
    
    binding_keys = sys.argv[1:]
    if not binding_keys:
        sys.stderr.write("Usage: %s [binding_key]...
    " % sys.argv[0])
        sys.exit(1)
    
    for binding_key in binding_keys:
        channel.queue_bind(exchange='topic_logs',
                           queue=queue_name,
                           routing_key=binding_key)
    
    print(' [*] Waiting for logs. To exit press CTRL+C')
    
    def callback(ch, method, properties, body):
        print(" [x] %r:%r" % (method.routing_key, body))
    
    channel.basic_consume(callback,
                          queue=queue_name,
                          no_ack=True)
    
    channel.start_consuming()
    View Code

    由于时间关系,详细过程略...

    本文参考链接:

    https://www.cnblogs.com/yuanchenqi/articles/8507109.html

    二、基于scrapy-redis实现分布式爬虫

     Scrapy-Redis则是一个基于Redis的Scrapy分布式组件。它利用Redis对用于爬取的请求(Requests)进行存储和调度(Schedule),并对爬取产生的项目(items)存储以供后续处理使用。scrapy-redi重写了scrapy一些比较关键的代码,将scrapy变成一个可以在多个主机上同时运行的分布式爬虫。

    单机玩法:

    按照正常流程就是大家都会进行重复的采集;我们都知道进程之间内存中的数据不可共享的,那么你在开启多个Scrapy的时候,它们相互之间并不知道对方采集了些什么那些没有没采集。那就大家伙儿自己玩自己的了。完全没没有效率的提升啊!

    怎么解决呢?

    这就是我们Scrapy-Redis解决的问题了,不能协作不就是因为请求和去重这两个不能共享吗?

    那我把这两个独立出来好了。

    将Scrapy中的调度器组件独立放到大家都能访问的地方不就OK啦!加上scrapy,Redis的后流程图就应该变成这样了

    分布式玩法:

     

    1. redis连接

    配置scrapy使用redis提供的共享去重队列

    # 在settings.py中配置链接Redis
    REDIS_HOST = 'localhost'                            # 主机名
    REDIS_PORT = 6379                                   # 端口
    REDIS_URL = 'redis://user:pass@hostname:9001'       # 连接URL(优先于以上配置)
    REDIS_PARAMS  = {}                                  # Redis连接参数
    REDIS_PARAMS['redis_cls'] = 'myproject.RedisClient' # 指定连接Redis的Python模块
    REDIS_ENCODING = "utf-8"                            # redis编码类型  
    # 默认配置:python3.6Libsite-packagesscrapy_redisdefaults.py

    2. dupefilter

    DUPEFILTER_CLASS = "scrapy_redis.dupefilter.RFPDupeFilter"
    #使用scrapy-redis提供的去重功能,查看源码会发现是基于Redis的集合实现的
    
    
    # 需要指定Redis中集合的key名,key=存放不重复Request字符串的集合
    DUPEFILTER_KEY = 'dupefilter:%(timestamp)s'
    #源码:dupefilter.py内一行代码key = defaults.DUPEFILTER_KEY % {'timestamp': int(time.time())}

    3. Scheduler

    #1、源码:python3.6Libsite-packagesscrapy_redisscheduler.py
    
    
    #2、settings.py配置
    
    # Enables scheduling storing requests queue in redis.
    SCHEDULER = "scrapy_redis.scheduler.Scheduler"       
    
    # 调度器将不重复的任务用pickle序列化后放入共享任务队列,默认使用优先级队列(默认),其他:PriorityQueue(有序集合),FifoQueue(列表)、LifoQueue(列表)               
    SCHEDULER_QUEUE_CLASS = 'scrapy_redis.queue.PriorityQueue'          
    
    # 对保存到redis中的request对象进行序列化,默认使用pickle
    SCHEDULER_SERIALIZER = "scrapy_redis.picklecompat"   
    
    # 调度器中请求任务序列化后存放在redis中的key               
    SCHEDULER_QUEUE_KEY = '%(spider)s:requests'    
    
    # 是否在关闭时候保留原来的调度器和去重记录,True=保留,False=清空                     
    SCHEDULER_PERSIST = True       
    
    # 是否在开始之前清空 调度器和去重记录,True=清空,False=不清空                                     
    SCHEDULER_FLUSH_ON_START = False    
    
    # 去调度器中获取数据时,如果为空,最多等待时间(最后没数据,未获取到)。如果没有则立刻返回会造成空循环次数过多,cpu占用率飙升                                
    SCHEDULER_IDLE_BEFORE_CLOSE = 10           
    
    # 去重规则,在redis中保存时对应的key                         
    SCHEDULER_DUPEFILTER_KEY = '%(spider)s:dupefilter'      
    
    # 去重规则对应处理的类,将任务request_fingerprint(request)得到的字符串放入去重队列            
    SCHEDULER_DUPEFILTER_CLASS = 'scrapy_redis.dupefilter.RFPDupeFilter'
    View Code

    4. RedisPipeline(持久化)

    ITEM_PIPELINES = {   'scrapy_redis.pipelines.RedisPipeline': 300, }
    
    #将item持久化到redis时,指定key和序列化函数
         
    REDIS_ITEMS_KEY = '%(spider)s:items'
    REDIS_ITEMS_SERIALIZER = 'json.dumps'

    5. 从Redis中获取起始URL

    scrapy程序爬取目标站点,一旦爬取完毕后就结束了,如果目标站点更新内容了,我们想重新爬取,那么只能再重新启动scrapy,非常麻烦
    scrapy-redis提供了一种供,让scrapy从redis中获取起始url,如果没有scrapy则过一段时间再来取而不会关闭
    这样我们就只需要写一个简单的脚本程序,定期往redis队列里放入一个起始url。
    
    #具体配置如下
    
    #1、编写爬虫时,起始URL从redis的Key中获取
    REDIS_START_URLS_KEY = '%(name)s:start_urls'
        
    #2、获取起始URL时,去集合中获取还是去列表中获取?True,集合;False,列表
    REDIS_START_URLS_AS_SET = False    # 获取起始URL时,如果为True,则使用self.server.spop;如果为False,则使用self.server.lpop 

    由于时间关系,详细过程略...

    本文参考链接:

    https://www.cnblogs.com/yuanchenqi/articles/9509793.html#_label7

    未完待续...

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/xiao987334176/p/9766879.html
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