数据抓取的艺术（三）：抓取Google数据之心得

     本来是想把这部分内容放到前一篇《数据抓取的艺术（二）：数据抓取程序优化》之中。但是随着任务的完成，我越来越感觉到其中深深的趣味，现总结如下：

   （1）时间
     时间是一个与抓取规模相形而生的因素，数据规模越大，时间消耗往往越长。所以程序优化变得相当重要，要知道抓取时间越长，出错的可能性就越大，这还不说程序需要人工干预的情境。一旦运行中需要人工干预，时间越长，干预次数越多，出错的几率就更大了。在数据太多，工期太短的情况下，使用多线程抓取，也是一个好办法，但这会增加程序复杂度，对最终数据准确性产生一定影响。
     所以，千万不能看不起小小的调优，那怕只是0.02秒一次的改进，对于上万乃至千万级别的数据量而言，都可以节省数小时甚至数天的时间，同时也能在某种程度上降低出错的概率。于是，我得出一个原则：“程序优化要力求极致”。
     这是“软”的因素。

   （2）效率
      呵呵，效率可以被视为是时间的另一种说辞，虽然这种说法并不全面。在这里我所谓的效率，指的是I/O效率。一旦算法优化已经完善，那么还有什么可以提高效率以缩短程序完成的时间呢？这回抓取，我使用的是SSD硬盘，与实验室的机械硬盘相比（可惜用的是笔记本），速度得到了明显的提升。
     我感觉以后处理大规模数据（或“大数据”），需要使用内存数据库。首先，使用数据库而非Excel就已经能够提高效率，如果再采用内存数据库的话，效率将得到更大幅度的攀升。当然，如果你机器内存足够大的话，可以试试Redis。
     SSD硬盘与内存数据库是特别重要的两个方面。但我们也不能忽略CPU，一个好的CPU就是一颗“强劲的心”，但是笔记本的CPU一般都做过“调优”（想想吧：有限的电力，为了延时，只好吃一口“蓝色小丸药”），我觉得I3处理器性能有些低下，如果不是I5+还不如直接用奔腾双核结构。当然最好是运行在台式机、工作站、服务器甚至云系统中。嘿嘿，下次我要试试Sae。
     这是“硬”的因素。

   （3）了解你的对手
     常言道，知己知彼百战不殆。做数据抓取，最重要的就是了解你的对手。这一轮，我很倒霉，我碰到了Google姐，由于我的数据只能从Google上析出，所以没的选择，不过虽说她也把我折腾地够呛，但最终我还是享受到了“神秘的”幸福。
     这是“人”（目标对手）的因素。
     八卦一下我和Google姐一夜大战的六个回合吧。
     第一回合，简单地使用urllib2或其它库是不行的，我的血泪史说明，搜索超不过8个Google就强行和你失去连接了。重新搜这几个还可以，但接着第8个往后走，她就又不干了，还是不能连接。姐姐一脸坏笑地看着我，就这点小把戏，还想过来扒我裤子？我十分汗颜，责怪自己没能正确估计出她那雄壮的腰围。
     第二回合，我开始设计欺骗Google。由于人类访问网站，不会有极短而均匀的点击行为，所以我设计了一个小函数，每次搜索完毕，随机暂停1~3秒，这是在模仿人的访问模式。不幸再次降临到我身上，姐姐的坏笑依旧，我也没能触动到她的一根毫毛。
     第三回合，我生气了。我准备上代理，我的战术很简单，弄一大堆代理站成一队，排得一眼望不到边，失去连接我就换一个代理，再失去就再换，吓死她！结果这条路仍没走通，这种硬碰硬的方式不是好方式，姐姐其实是过来人，从小吓大的，这招没用：一方面是我找到的可用代理IP实在有限，根本不够换的；另一方面，代理的引入大大增加了程序出错的可能性，因为代理本来就不都靠谱。好几次，不是Google断掉的而是代理跑着跑着给断的。
     第四回合，我没气可生了。我开始深入研究，静下心来耐心学习这个领域的知识，仔细欣赏、研究Google这个熟女。功夫不负有心人，我找到了终极解决方案：浏览器。不必再模拟手工行为（Mechanize），咱就直接用浏览器访问，看她还有什么话说。其实这样的方法很多，核心就是使用测试工具。所以你也可以使用selenium或Windmill，也可以使用QT+Webkit等等就不一一列举了。当然，我用的是Selenium+Phantomjs+BeautifulSoup，后来想想也不用BS，直接正则算了，但毕竟BS比较简单哈。
     第五回合，我编写好程序，进行优化，特意选择深夜悄然开始执行。我用的校园网，晚上网速极快，所以嗖嗖地抽取出结果，但有个问题，就是Google对单IP短时持续访问请求是有限制的，这个限制不论是蜘蛛还是人都绕不开，她会证给你一个填写验码的证明页面，上书“不能未婚先孕”，到街道办开了证明才能让你继续。唉，对此，一开始，我太年轻，真没什么办法，只能在程序中识别这个页面，然后保存结果退出。再重新启动继续这个断点接着执行。不过由于每隔70、80个就会因验证码页面停掉一次，我的抓取速度一直不高，因为需要手工干预。
     [虚拟第六回合，我用一个新线程执行抓取，当这个线程遇到验证码时，保存、退出并回馈断点参数，然后带入参数重启一个新的线程。时间原因，还没如此实现。]
     第六回合，较长的抓取时间，我在傻傻等待，时不时断点续抓一次。我受不了了，我开始做点其他的事情，比如浏览新闻、听听音乐、看看电影什么的。终于，我发现，竟然碰不到验证码页面了。这点十分惊喜，仔细研究了这个过程，我得出结论，抓取时其他程序对抓取程序网速的影响，正好让Google认为这似乎就是人在搜索，所以从95个左右开始，到最后的152个的共词搜索，还是那个程序，但由于我的其他休闲活动导致后半程一次都没有遇到验证码。Oh Yeah~神马重启一个新线程，NND都是浮云，一边爬取数据一边轻松生活才是王道。（只是别因下片把网速全占满了，使你的抓取程序一直处于一个等待状态，就像《潜伏》最后一幕一样，翠平抱着孩子一直在等待一个永远不能归来的人）。所以要向普天下的男人们大声说：不要那么直接，一上来就只知道抓，一起多看看电影、多听听歌，效果会更好！难道不是么？

      最后，我站在高岗上，手握着Google的内裤，让它尽情随风舞动......
      这就是技术，这也是生活！

五岳之巅，于武汉桂子山
2013年5月16日，下午4点