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[Scrapy教學6]解析如何在Scrapy框架存入資料到MySQL教學

writing_data_to_mysql_in_scrapy

在利用Scrapy框架開發網頁爬蟲的過程中,成功取得想要蒐集的資料後,下一個步驟就是資料的儲存,像是存入資料庫或是檔案中等,這時候,就會需要使用到Scrapy框架的item資料模型及pipeline資料模型管道模組(Module),來幫助開發人員建立好維護的資料處理方式。

所以本文將延續[Scrapy教學5]掌握Scrapy框架重要的XPath定位元素方法文章所建立的Scrapy網頁爬蟲專案,來和大家分享如何將爬取到的網頁資料,存入MySQL資料庫,其中的重點包含:

  • Scrapy spider網頁爬蟲
  • Scrapy item資料模型
  • Scrapy pipeline資料模型管道

一、Scrapy spider網頁爬蟲

假設本文想要來蒐集INSIDE硬塞的網路趨勢觀察網站-AI新聞網頁的「文章標題」、「發佈日期」及「作者」,這時候可以在這三個地方點擊滑鼠右鍵,選擇「檢查」,來檢視HTML原始碼,如下圖:

writing_data_to_mysql_in_scrapy

開啟Scrapy網頁爬蟲專案,在spiders / inside.py的parse()方法(Method)中,利用[Scrapy教學5]掌握Scrapy框架重要的XPath定位元素方法文章中分享的xpath()方法(Method),來爬取網頁中所有的「文章標題」、「發佈日期」及「作者」,如下範例

import scrapy


class InsideSpider(scrapy.Spider):
    name = 'inside'
    allowed_domains = ['www.inside.com.tw']
    start_urls = ['https://www.inside.com.tw/tag/ai']

    def parse(self, response):

        #爬取文章標題
        post_titles = response.xpath(
            "//h3[@class='post_title']/a[@class='js-auto_break_title']/text()"
        ).getall()

        #爬取發佈日期
        post_dates = response.xpath(
            "//li[@class='post_date']/span/text()"
        ).getall()

        #爬取作者
        post_authors = response.xpath(
            "//span[@class='post_author']/a/text()"
        ).getall()

有收看[Scrapy教學5]掌握Scrapy框架重要的XPath定位元素方法文章就會知道,getall()方法(Method)回傳的是一個串列(List),所以要取得其中的資料,就需要透過迴圈來進行讀取,如下範例

import scrapy


class InsideSpider(scrapy.Spider):
    name = 'inside'
    allowed_domains = ['www.inside.com.tw']
    start_urls = ['https://www.inside.com.tw/tag/ai']

    def parse(self, response):

        # 爬取文章標題
        post_titles = response.xpath(
            "//h3[@class='post_title']/a[@class='js-auto_break_title']/text()"
        ).getall()

        # 爬取發佈日期
        post_dates = response.xpath(
            "//li[@class='post_date']/span/text()"
        ).getall()

        # 爬取作者
        post_authors = response.xpath(
            "//span[@class='post_author']/a/text()"
        ).getall()
    
        for data in zip(post_titles, post_dates, post_authors):
            NewsScraperItem = {
                "post_title": data[0],
                "post_date": data[1],
                "post_author": data[2]
            }
            yield NewsScraperItem

以上範例第26行,使用了zip()函數將爬取的「文章標題」、「發佈日期」及「作者」串列(List)資料,打包為一個一個的元組(Tuple),如下範例

('千萬美金規模!台灣 AI 晶片新創耐能獲得鴻海、華邦電戰略投資', '2021/01/20', 'Chris'), 
('微軟新專利:跟《黑鏡》一樣的模擬真人聊天 AI!', '2021/01/15', 'Chris'), 
('宏正自動科技 ATEN 攜手 CKmates,導入 AWS 雲端遷移服務提升全球網站運作 3 倍效能', '2021/01/21', '廣編企劃'), 

...

而在迴圈讀取的過程中,就需要定義一個物件,來分別儲存每一個元組(Tuple)的「文章標題」、「發佈日期」及「作者」資料,以便能夠在「資料模型管道檔案(pipeline.py)」中,進行後續資料處理使用。

這時候就需要像第27行一樣,利用「資料模型檔案(items.py)」中的NewsScraperItem類別(Class)來裝載資料,並且使用「post_title」、「post_date」及「post_author」三個欄位,來分別裝載元組(Tuple)中的爬取資料,接著,透過yield關鍵字回傳到「資料模型管道檔案(pipeline.py)」中進行運用

而NewsScraperItem類別(Class)的「post_title」、「post_date」及「post_author」三個屬性欄位,目前尚未定義,這也就是接下來所要進行的步驟。

二、Scrapy item資料模型

Scrapy框架的item資料模型,也就是在剛剛範例中所使用的NewsScraperItem類別(Class),主要就是用來定義在「資料模型管道檔案(pipeline.py)」中,資料處理時所會使用到的欄位。

而本文在「資料模型管道檔案(pipeline.py)」中所要進行的資料處理,就是存入MySQL資料庫,其中就會使用到「post_title」、「post_date」及「post_author」三個欄位,這時候就需要在資料模型檔案(items.py)」中定義,如下範例

import scrapy


class NewsScraperItem(scrapy.Item):
    # define the fields for your item here like:
    # name = scrapy.Field()
    post_title = scrapy.Field()
    post_date = scrapy.Field()
    post_author = scrapy.Field()

完成NewsScraperItem資料模型的定義後,接下來就可以在「資料模型管道檔案(pipeline.py)」中,來存取其中所裝載的資料。

三、Scrapy pipeline資料模型管道

在開始將Scrapy網頁爬蟲取得的資料寫入MySQL資料庫前,大家可以先參考[Python實戰應用]掌握Python連結MySQL資料庫的重要操作文章的第二節安裝MySQL,接下來,就可以建立本文所需的「insidedb」資料庫,如下圖:

writing_data_to_mysql_in_scrapy
設定完成後,點擊右下角的Apply按鈕即可。這時候左側欄會看到多了一個「insidedb」資料庫,在下方的Tables(資料表),點擊右鍵,選擇「Create Table(新增資料表)」,如下圖:

writing_data_to_mysql_in_scrapy
接著,輸入資料表名稱(posts),並且在下方定義其中的欄位(Columns),包含「post_title」、「post_date」及「post_author」,如下圖:

writing_data_to_mysql_in_scrapy

同樣點擊Apply按鈕就完成了,如下圖:

writing_data_to_mysql_in_scrapy
MySQL資料庫建置完成,接下來,在Scrapy專案的settings.py檔案中,就需要設定相關的資料庫連線資訊來進行連接,如下範例

MYSQL_HOST = 'localhost'
MYSQL_DATABASE = 'insidedb'
MYSQL_USERNAME = 'root'
MYSQL_PASSWORD = '密碼'

另外,也需要將以下預設為註解的「資料模型管道設定」開啟,如下範例

ITEM_PIPELINES = {
    'news_scraper.pipelines.NewsScraperPipeline': 300,
}

設定完成後,開啟「資料模型管道檔案(pipeline.py)」,就可以來開發網頁爬蟲後續資料處理的動作,本文則以存入MySQL資料庫為例,所以需引入settings及pymysql模組(Module),如下範例

from itemadapter import ItemAdapter
from news_scraper import settings
import pymysql

接著,在NewsScraperPipeline類別(Class)中,新增一個建構式(Constructor),來初始化MySQL的資料庫連線,如下範例

from itemadapter import ItemAdapter
from news_scraper import settings
import pymysql


class NewsScraperPipeline:

    def __init__(self):

        self.connect = pymysql.connect(
            host=settings.MYSQL_HOST,
            db=settings.MYSQL_DATABASE,
            user=settings.MYSQL_USERNAME,
            passwd=settings.MYSQL_PASSWORD,
            charset='utf8'
        )

        self.cursor = self.connect.cursor()

以上範例,使用pymysql模組(Module)的connect()方法(Method),傳入剛剛在settings.py檔案中所設定的MySQL資料庫連線資訊,來建立連線物件,以及利用cursor()方法(Method)建立cursor物件,以便能夠對資料庫進行操作。

接下來,在process_item()方法(Method)中,就可以來開發Scrapy網頁爬蟲存入資料到MySQL資料庫的邏輯,如下範例

from itemadapter import ItemAdapter
from news_scraper import settings
import pymysql


class NewsScraperPipeline:

    def __init__(self):

        self.connect = pymysql.connect(
            host=settings.MYSQL_HOST,
            db=settings.MYSQL_DATABASE,
            user=settings.MYSQL_USERNAME,
            passwd=settings.MYSQL_PASSWORD,
            charset='utf8'
        )

        self.cursor = self.connect.cursor()

    def process_item(self, item, spider):

        sql = 'INSERT INTO posts(post_title, post_date, post_author)VALUES(%s,%s,%s) '

        data = (item['post_title'], item['post_date'], item['post_author'])

        self.cursor.execute(sql, data)

        return item

首先,第22行定義寫入的SQL指令,接著,第24行利用item資料模型來存取爬到的網頁資料,並且打包為一個元組(Tuple),第26行將兩者傳入execute()方法(Method)執行。

由於有多筆資料的寫入,所以最後一定有一個確定(commit)的動作,確保所有資料都正確寫入,這時候就可以再增加一個Scrapy框架的close_spider()內建方法(Method),在網頁爬蟲執行結束時,進行確定(commit)的動作及關閉資料庫的連線,如下範例

from itemadapter import ItemAdapter
from news_scraper import settings
import pymysql


class NewsScraperPipeline:

    def __init__(self):

        self.connect = pymysql.connect(
            host=settings.MYSQL_HOST,
            db=settings.MYSQL_DATABASE,
            user=settings.MYSQL_USERNAME,
            passwd=settings.MYSQL_PASSWORD,
            charset='utf8'
        )

        self.cursor = self.connect.cursor()

    def process_item(self, item, spider):

        sql = 'INSERT INTO posts(post_title, post_date, post_author)VALUES(%s,%s,%s) '

        data = (item['post_title'], item['post_date'], item['post_author'])

        self.cursor.execute(sql, data)

        return item

    def close_spider(self, spider):
        self.connect.commit()
        self.connect.close()

最後,利用以下的指令來執行Scrapy框架的inside網頁爬蟲,如下

$ scrapy crawl inside

開啟MySQL資料庫,就可以看到Scrapy網頁爬蟲成功將爬取的資料寫入資料庫中,如下圖:

writing_data_to_mysql_in_scrapy

四、小結

想要在Scrapy網頁爬蟲框架中,將爬取的資料存入外部資料庫(如:MySQL),就會需要使用到Scrapy框架的item及pipeline兩個模組(Module)功能,而各自主要負責的任務如下

  • item.py:定義在pipeline.py檔案中所會使用到的資料處理欄位。
  • pipeline.py:開發網頁爬蟲後續的資料處理動作。

也就是因為Scrapy框架有這樣的分工架構,所以對於大型的網頁爬蟲專案,能夠有一定的維護性。希望本文的實作能夠幫助到大家,歡迎分享給身邊對Python網頁爬蟲有興趣的朋友,有任何的問題或想法,可以在底下留言和我分享唷。

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