Puppeteer: 更友好的 Headless Chrome Node API

很早很早之前，前端就有了对 headless 浏览器的需求，最多的应用场景有两个

UI 自动化测试：摆脱手工浏览点击页面确认功能模式
爬虫：解决页面内容异步加载等问题

也就有了很多杰出的实现，前端经常使用的莫过于 PhantomJS 和 selenium-webdriver，但两个库有一个共性——难用！环境安装复杂，API 调用不友好，1027 年 Chrome 团队连续放了两个大招 Headless Chrome 和对应的 NodeJS API Puppeteer，直接让 PhantomJS 和 Selenium IDE for Firefox 作者悬宣布没必要继续维护其产品

Puppeteer

如同其 github 项目介绍：Puppeteer 是一个通过 DevTools Protocol 控制 headless chrome 的 high-level Node 库，也可以通过设置使用非 headless Chrome

我们手工可以在浏览器上做的事情 Puppeteer 都能胜任

生成网页截图或者 PDF
爬取大量异步渲染内容的网页，基本就是人肉爬虫
模拟键盘输入、表单自动提交、UI 自动化测试

官方提供了一个 playground，可以快速体验一下。关于其具体使用不在赘述，官网的 demo 足矣让完全不了解的同学入门

const puppeteer = require('puppeteer');

(async () => {

  const browser = await puppeteer.launch();

  const page = await browser.newPage();

  await page.goto('https://example.com');

  await page.screenshot({path: 'example.png'});

  await browser.close();

})();

实现网页截图就这么简单，自己也实现了一个简单的爬取百度图片的搜索结果的 demo，代码不过 40 行，用过 selenium-webdriver 的同学看了会流泪，接下来介绍几个好玩的特性

哲学

虽然 Puppeteer API 足够简单，但如果是从 webdriver 流转过来的同学会很不适应，主要是在 webdirver 中我们操作网页更多的是从程序的视角，而在 Puppeteer 中网页浏览者的视角。举个简单的例子，我们希望对一个表单的 input 做输入

webdriver 流程

通过选择器找到页面 input 元素
给元素设置值

    const input = await driver.findElement(By.id('kw'));

    await input.sendKeys('test');

Puppeteer 流程

光标应该 focus 到元素上
键盘点击输入

await page.focus('#kw');

await page.keyboard.sendCharacter('test');

在使用中可以多感受一下区别，会发现 Puppeteer 的使用会自然很多

async/await

看官方的例子就可以看出来，几乎所有的操作都是异步的，如果坚持使用回调或者 Promise.then 写出来的代码会非常丑陋且难读，Puppeteer 官方推荐的也是使用高版本 Node 用 async/await 语法

const puppeteer = require('puppeteer');

(async () => {

  const browser = await puppeteer.launch();

  const page = await browser.newPage();

  await page.goto('https://news.ycombinator.com', {waitUntil: 'networkidle'});

  await page.pdf({path: 'hn.pdf', format: 'A4'});

  await browser.close();

})();

查找元素

这是 UI 自动化测试最常用的功能了，Puppeteer 的处理也相当简单

page.$(selector)
page.$$(selector)

这两个函数分别会在页面内执行 document.querySelector 和 document.querySelectorAll，但返回值却不是 DOM 对象，如同 jQuery 的选择器，返回的是经过自己包装的 Promise<ElementHandle>，ElementHandle 帮我们封装了常用的 click 、boundingBox 等方法

获取 DOM 属性

我们写爬虫爬取页面图片列表，感觉可以通过 page.$$(selector) 获取到页面的元素列表，然后再去转成 DOM 对象，获取 src，然后并不行，想做对获取元素对应 DOM 属性的获取，需要用专门的 API

page.$eval(selector, pageFunction[, ...args])
page.$$eval(selector, pageFunction[, ...args])

大概用法

const searchValue = await page.$eval('#search', el => el.value);

const preloadHref = await page.$eval('link[rel=preload]', el => el.href);

const html = await page.$eval('.main-container', e => e.outerHTML);

const divsCounts = await page.$$eval('div', divs => divs.length);

值得注意的是如果 pageFunction 返回的是 Promise，那么 page.$eval 会等待方法 resolve

evaluate

如果我们有一些及其个性的需求，无法通过 page.$() 或者 page.$eval() 实现，可以用大招——evaluate，有几个相关的 API

page.evaluate(pageFunction, …args)
page.evaluateHandle(pageFunction, …args):
page.evaluateOnNewDocument(pageFunction, ...args)

这几个函数非常类似，都是可以在页面环境执行我们舒心的 JavaScript，区别主要在执行环境和返回值上

前两个函数都是在当前页面环境内执行，的主要区别在返回值上，第一个返回一个 Serializable 的 Promise，第二个返回值是前面提到的 ElementHandle 对象父类型 JSHandle 的 Promise

const result = await page.evaluate(() => {

  return Promise.resolve(8 * 7);

});

console.log(result); // prints "56"

const aWindowHandle = await page.evaluateHandle(() => Promise.resolve(window));

aWindowHandle; // Handle for the window object. 相当于把返回对象做了一层包裹

page.evaluateOnNewDocument(pageFunction, ...args) 是在 browser 环境中执行，执行时机是文档被创建完成但是 script 没有执行阶段，经常用于修改 JavaScript 环境

注册函数

page.exposeFunction(name, puppeteerFunction) 用于在 window 对象注册一个函数，我们可以添加一个 window.readfile 函数

const puppeteer = require('puppeteer');

const fs = require('fs');

puppeteer.launch().then(async browser => {

  const page = await browser.newPage();

  page.on('console', msg => console.log(msg.text));

  // 注册 window.readfile

  await page.exposeFunction('readfile', async filePath => {

    return new Promise((resolve, reject) => {

      fs.readFile(filePath, 'utf8', (err, text) => {

        if (err)

          reject(err);

        else

          resolve(text);

      });

    });

  });

  await page.evaluate(async () => {

    // use window.readfile to read contents of a file

    const content = await window.readfile('/etc/hosts');

    console.log(content);

  });

  await browser.close();

});

修改终端

Puppeteer 提供了几个有用的方法让我们可以修改设备信息

page.setViewport(viewport)
page.setUserAgent(userAgent)

await page.setViewport({

  width: 1920,

  height: 1080

});

await page.setUserAgent('Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_12_6) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/61.0.3163.100 Safari/537.36');

page.emulateMedia(mediaType)：可以用来修改页面访问的媒体类型，但仅仅支持

screen
print
null：禁用 media emulation

page.emulate(options)：前面介绍的几个函数相当于这个函数的快捷方式，这个函数可以设置多个内容

viewport
1. width
2. height
3. deviceScaleFactor
4. isMobile
5. hasTouch
6. isLandscape
userAgent

puppeteer/DeviceDescriptors 还给我们提供了几个大礼包

const puppeteer = require('puppeteer');

const devices = require('puppeteer/DeviceDescriptors');

const iPhone = devices['iPhone 6'];

puppeteer.launch().then(async browser => {

  const page = await browser.newPage();

  await page.emulate(iPhone);

  await page.goto('https://www.google.com');

  // other actions...

  await browser.close();

});

键盘

keyboard.down
keyboard.up
keyboard.press
keyboard.type
keyboard.sendCharacter

// 直接输入、按键

page.keyboard.type('Hello World!');

page.keyboard.press('ArrowLeft');

// 按住不放

page.keyboard.down('Shift');

for (let i = 0; i < ' World'.length; i++)

  page.keyboard.press('ArrowLeft');

page.keyboard.up('Shift');

page.keyboard.press('Backspace');

page.keyboard.sendCharacter('嗨');

鼠标 & 屏幕

mouse.click(x, y, [options]): options 可以设置
1. button
2. clickCount
mouse.move(x, y, [options]): options 可以设置
1. steps
mouse.down([options])
mouse.up([options])
touchscreen.tap(x, y)

页面跳转控制

这几个 API 比较简单，不在展开介绍

page.goto(url, options)
page.goback(options)
page.goForward(options)

事件

Puppeteer 提供了对一些页面常见事件的监听，用法和 jQuery 很类似，常用的有

console：调用 console API
dialog：页面出现弹窗
error：页面 crash
load
pageerror：页面内未捕获错误

page.on('load', async () => {

  console.log('page loading done, start fetch...');

  const srcs = await page.$$eval((img) => img.src);

  console.log(`get ${srcs.length} images, start download`);

  srcs.forEach(async (src) => {

    // sleep

    await page.waitFor(200);

    await srcToImg(src, mn);

  });

  await browser.close();

});

性能

通过 page.getMetrics() 可以得到一些页面性能数据

Timestamp The timestamp when the metrics sample was taken.
Documents 页面文档数
Frames 页面 frame 数
JSEventListeners 页面内事件监听器数
Nodes 页面 DOM 节点数
LayoutCount 页面 layout 数
RecalcStyleCount 样式重算数
LayoutDuration 页面 layout 时间
RecalcStyleDuration 样式重算时长
ScriptDuration script 时间
TaskDuration 所有浏览器任务时长
JSHeapUsedSize JavaScript 占用堆大小
JSHeapTotalSize JavaScript 堆总量

{

  Timestamp: 382305.912236,

  Documents: 5,

  Frames: 3,

  JSEventListeners: 129,

  Nodes: 8810,

  LayoutCount: 38,

  RecalcStyleCount: 56,

  LayoutDuration: 0.596341000346001,

  RecalcStyleDuration: 0.180430999898817,

  ScriptDuration: 1.24401400075294,

  TaskDuration: 2.21657899935963,

  JSHeapUsedSize: 15430816,

  JSHeapTotalSize: 23449600

}

最后

本文知识介绍了部分常用的 API，全部的 API 可以在 github 上查看，由于 Puppeteer 还没有发布正式版，API 迭代比较迅速，在使用中遇到问题也可以在 issue 中反馈。

在 0.11 版本中只有 page.$eval 并没有 page.$$eval，使用的时候只能通过 page.evaluate，通过大家的反馈，在 0.12 中已经添加了该功能，总体而言 Puppeteer 还是一个十分值得期待的 Node headless API

参考

Getting Started with Headless Chrome

无头浏览器 Puppeteer 初探

Getting started with Puppeteer and Chrome Headless for Web Scraping