Python爬虫初学（三）—— 模拟登录知乎

模拟登录知乎

这几天在研究模拟登录， 以知乎 - 与世界分享你的知识、经验和见解为例。实现过程遇到不少疑问，借鉴了知乎xchaoinfo的代码，万分感激！

知乎登录分为邮箱登录和手机登录两种方式，通过浏览器的开发者工具查看，我们通过不同方式登录时，网址是不一样的。邮箱登录的地址email_url = 'https://www.zhihu.com/login/email'，手机登录网址是phone_url = 'http://www.zhihu.com/login/phone_num'。

1. 建立一个可以传Cookie的opener

Cookie用来跟踪用户是否已经登录的状态信息。一旦网站认证了我们的登录，就会将cookie存到浏览器中，里面包含了服务器生成的令牌、登录有效时长、状态跟踪信息。当登陆有效时长达到，我们的登录状态就被清空，想要访问其他需要登录后才能访问的页面也就不能成功了。意思就是我们能保持登录状态不掉线，是因为服务器端核对了我们访问时携带的cookie，核对成功后服务器端就认为我们时“已经登录了”的状态。urllib.requst.urlopen()可传入的参数中，都不能携带cookie信息。http.cookiejar的FileCookieJar可以帮到我们，FileCookieJar可以将cookie存到本地文件中。 其中FileCookieJar的子类LWPCookieJar，可以存Set-Cookie3类型的文件，而MozillaCookieJar子类是存为.txt格式的文件。这里我使用LWPCookieJar。

filename = 'cookie'
cookie = http.cookiejar.LWPCookieJar(filename)

这样就建立了一个可以保存cookie的实例对象，它还有一个方法load()可以从本地加载已存的cookie数据，这样我们就可以携带着cookie（相当于带了一块令牌）访问服务器，服务器核对成功后，就可以访问那些登录后才能访问的页面。

try:
    cookie.load(ignore_discard=True)
except IOError:
    print('Cookie未加载！')

其中参数ignore_discard=True表示即使cookies将被丢弃也把它保存下来，它还有另外一个参数igonre_expires表示当前数据覆盖（overwritten）原文件。

现在建立一个可以处理cookie的opener。

headers = {'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 '
                         '(KHTML, like Gecko) Chrome/57.0.2987.98 Safari/537.36',
           "Host": "www.zhihu.com",
           "Referer": "https://www.zhihu.com/",
           }
# 创建一个可以处理cookies的opener
opener = request.build_opener(request.HTTPCookieProcessor(cookie))
# 给openner添加headers, addheaders属性接受元组而非字典
opener.addheaders = [(key, value) for key, value in headers.items()]

接下来我们可以使用opener.open()来传入url和data了。

2. 获取登录所需关键参数

模拟登录知乎，除了要POST自己的账号密码，还有两个动态生成的参数，一个是_xsrf,还有一个就是讨厌的验证码了。我们输入账号密码后，通过开发者工具找到一个名为email的json文件，请求方法是POST，可以看到其域名是https://www.zhihu.com/login/email.我用火狐的开发者工具，点开这个文件看到里面的参数。

与chrome对应的好像是Headers下面的Form Data，在Network里面勾选preserve log就可以看到。

这里就把本人邮箱和密码的给打码了哈，嘿嘿。

获取_xsrf

这个参数是动态变化了，所以不能获取一次后就一劳永逸。从html的body里面搜索下_xsrf,然后用正则表达式匹配出来就行。

def get_xsrf():
    """
    获取参数_xsrf
    """
    req = opener.open('https://www.zhihu.com')
    html = req.read().decode('utf-8')
    get_xsrf_pattern = re.compile(r'<input type="hidden" name="_xsrf" value="(.*?)"')
    # 这里会返回多个值，不过都是一样的内容，取第一个就行
    _xsrf = re.findall(get_xsrf_pattern, html)[0]
    return _xsrf

获取验证码

知乎登录一般需要填入验证码，如果没有post这个参数过去，是不能成功登录的。

知乎的验证码开始把我给坑了，在html内容的页面里搜索能看到验证码图片的网址，但是实际用xxx.read().decode('utf-8')获取到的网页内容是没有这个网址的，它被隐藏了!好狡诈。研究无果只好搜索，从知乎上这个问题xchaoinfo的回答找到答案，结果是这个图片网址中的一串数字就是时间戳。

时间戳是指格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒(北京时间1970年01月01日08时00分00秒)起至现在的总秒数。

通过time.time()可以查看当前时间戳。比如我当前是1471771678.5400066,看是不是和上面红框中的很接近！通过过换算关系t = time.time() * 1000可以得到图片链接的关键部分，其余部分都是不变的。验证码的完整地址为captcha_url = 'http://www.zhihu.com/captcha.gif?r=' + t + "&type=login"。好了，链接知道了，下载下来查看并手动输入就行了。再把这个post过去应该就可以登录成功了，好激动。

def get_captcha():
    """
    获取验证码本地显示
    返回你输入的验证码
    """
    t = str(int(time.time() * 1000))
    # 验证码完整网址
    captcha_url = 'http://www.zhihu.com/captcha.gif?r=' + t + "&type=login"
    # 下载验证码图片，用下面注释掉的方法一样的效果
    request.urlretrieve(captcha_url, 'cptcha.gif')
    # image_data = request.urlopen(captcha_url).read()
    # with open('cptcha.gif', 'wb') as f:
    #     f.write(image_data)
    # 用Pillow库显示图片，免去手动去文件夹打开的麻烦
    im = Image.open('cptcha.gif')
    im.show()
    captcha = input('本次登录需要输入验证码： ')
    return captcha

3. 尝试模拟登录知乎

关键的两个东西我们都获取到了，现在登录一下试试吧！要将登录方式考虑进去，如果检测到用于输入手机号，则我们应该访问手机登录网址；否则就是邮箱登录。

def login(username, password):
    """
    输入自己的账号密码，模拟登录知乎
    """
    # 检测到11位数字则是手机登录
    if re.match(r'\d{11}$', account):
        url = 'http://www.zhihu.com/login/phone_num'
        data = {'_xsrf': get_xsrf(),
                'password': password,
                'remember_me': 'true',
                'phone_num': username
                }
    else:
        url = 'https://www.zhihu.com/login/email'
        data = {'_xsrf': get_xsrf(),
                'password': password,
                'remember_me': 'true',
                'email': username
                }

    # 若不用验证码，直接登录
    post_data = parse.urlencode(data).encode('utf-8')
    r = opener.open(url, post_data)
    result = r.read().decode('utf-8')
    # 打印返回的响应，r = 1代表响应失败，msg里是失败的原因
    # 要用验证码，post后登录
    if (json.loads(result))["r"] == 1:
        data['captcha'] = get_captcha()
        post_data = parse.urlencode(data).encode('utf-8')
        r = opener.open(url, post_data)
        result = r.read().decode('utf-8')
        print((json.loads(result))['msg'])
    # 保存cookie到本地
    cookie.save(ignore_discard=True, ignore_expires=True)

关于那句print((json.loads(result))['msg']) ，opener携带数据post过去，请求网址得到的响应会返回登录信息，该数据是json类型，刚开始我一直是登录失败的，返回这样的玩意儿！

{

"r": 1,

"errcode": 1991829,

"data": {"captcha":"\u9a8c\u8bc1\u7801\u9519\u8bef"},

"msg": "\u9a8c\u8bc1\u7801\u9519\u8bef"

}

r为1表示登录失败，0表示登录成功。msg里反映的是登录失败的原因是”验证码会话失效“。

这里一定注意，登录是一个连贯的过程。这个过程我们总共有三次访问网址，一定保证包括获取动态参数，获取验证码、最终模拟登陆都使用同一个opener。这也是登录失败的原因之一，因为刚开始获取_xsrf和验证码时用的是urlopen()。urllib标准库并不很强大，可以尝试requests库，会让这个过程变得简单。

看下结果吧。如果显示登录成功，可以访问以下个人资料的网址，这个如果登录失败了是不能查看的，会返回到登录界面的网址。

好了，这次模拟登录感觉与前两次学习比起来难度加深了，好多问题还得靠搜索才能解决。加油吧。

这里贴上全部代码。

import re
from urllib import parse, request
import http.cookiejar
from PIL import Image
import time
import json

# 建立LWPCookieJar实例，可以存Set-Cookie3类型的文件。
# 而MozillaCookieJar类是存为'.txt'格式的文件
cookie = http.cookiejar.LWPCookieJar('cookie')
# 若本地有cookie则不用再post数据了
try:
    cookie.load(ignore_discard=True)
except IOError:
    print('Cookie未加载！')

headers = {'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 '
                         '(KHTML, like Gecko) Chrome/57.0.2987.98 Safari/537.36',
           "Host": "www.zhihu.com",
           "Referer": "https://www.zhihu.com/",
           }
opener = request.build_opener(request.HTTPCookieProcessor(cookie))
# 给openner添加headers, addheaders方法接受元组而非字典
opener.addheaders = [(key, value) for key, value in headers.items()]

def get_xsrf():
    """
    获取参数_xsrf
    """
    response = opener.open('https://www.zhihu.com')
    html = response.read().decode('utf-8')
    get_xsrf_pattern = re.compile(r'<input type="hidden" name="_xsrf" value="(.*?)"')
    _xsrf = re.findall(get_xsrf_pattern, html)[0]
    return _xsrf

def get_captcha():
    """
    获取验证码本地显示
    返回你输入的验证码
    """
    t = str(int(time.time() * 1000))
    captcha_url = 'http://www.zhihu.com/captcha.gif?r=' + t + "&type=login"
    # 获取验证码也用同一个opener
    image_data = opener.open(captcha_url).read()
    with open('cptcha.gif', 'wb') as f:
        f.write(image_data)
    im = Image.open('cptcha.gif')
    im.show()
    captcha = input('本次登录需要输入验证码： ')
    return captcha

def login(username, password):
    """
    输入自己的账号密码，模拟登录知乎
    """
    # 检测到11位数字则是手机登录
    if re.match(r'\d{11}$', account):
        url = 'http://www.zhihu.com/login/phone_num'
        data = {'_xsrf': get_xsrf(),
                'password': password,
                'remember_me': 'true',
                'phone_num': username
                }
    else:
        url = 'https://www.zhihu.com/login/email'
        data = {'_xsrf': get_xsrf(),
                'password': password,
                'remember_me': 'true',
                'email': username
                }

    # 若不用验证码，直接登录
    post_data = parse.urlencode(data).encode('utf-8')
    r = opener.open(url, post_data)
    result = r.read().decode('utf-8')
    # 打印返回的响应，r = 1代表响应失败，msg里是失败的原因
    # 要用验证码，post后登录
    if (json.loads(result))["r"] == 1:
        data['captcha'] = get_captcha()
        post_data = parse.urlencode(data).encode('utf-8')
        r = opener.open(url, post_data)
        result = r.read().decode('utf-8')
        print((json.loads(result))['msg'])
    # 保存cookie到本地
    cookie.save(ignore_discard=True, ignore_expires=True)

def isLogin():
    # 通过查看用户个人信息来判断是否已经登录
    url = 'https://www.zhihu.com/settings/profile'
    # 获得真实网址，可能重定向了
    actual_url = opener.open(url).geturl()
    if actual_url == 'https://www.zhihu.com/settings/profile':
        return True
    else:
        return False

if __name__ == '__main__':
    if isLogin():
        print('您已经登录')
    else:
        account = input('输入账号：')
        secret = input('输入密码：')
        login(account, secret)

更新： 使用requests库重写程序

Date：2016.8.23

今天翻看了下requests的文档，学了点urllib库再看这个不算很难。我用requests最基本的函数重新实现以上功能，当然大部分代码是重复的。

requests.get()类似urllib.request.urlopen()。如其名是以get方式请求的，接收url，字典形式的headers，timeout，allow_redirects等参数，当然还有requests.post()，可以传入data参数，不像urllib一样需要对字典形式的data进行编码，requests它会自动处理并且data可以传入json数据。

allow_redirects这是参数可选True、False，默认True，若选False则表示禁止重定向，按我的理解即禁止自动跳转。

看下两个库的区别，返回来的response可选text和content，其中text以文本形式返回，content以二进制数据形式返回，比如我们请求的网址是图片，就返回content，便可以以wb方式写入文件了。看下这两个库在实现返回网页内容的区别。对了返回的对象如response还有一个属性是status_code访问成功了当然就返回的200啦。

# requests返回html内容
response = requests.get('https://www.zhihu.com', headers=headers)
    html = response.text
# urllib返回html内容
req = urllib.request.Request(url)
response = urllib.request.urlopen(req)
html = response.read().decode('utf-8')

然后就是requests.Session()或者requests.session()，两种写法都可以。类型都是一个class 'requests.sessions.Session'，看下源码其实session返回的就是一个Session对象。requests.Session()会新建一个会话，可以把同一用户的不同请求联系起来，直到会话结束都会自动处理cookies，这比urllib方便多了。如果只使用requests.get()或者requests.post()每次访问网页都是独立进行的，并没有把当前用户的多次访问关联起来，故而模拟登录需要用到requests.Session()。然后再用新建的session使用post()，get()等函数。如下。

session = requests.Session()
session.get(url, headers)
session.post(url, headers, data)

这只是requests的冰山一角！它强大着呢。号称是HTTP FOR HUMAN。不过掌握以上基本的东西，足够重写模拟登录知乎的程序。进一步学习请看requests文档，那里有详细介绍。

再放requests版本的。

import re
import requests
import http.cookiejar
from PIL import Image
import time
import json

headers = {'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 '
                         '(KHTML, like Gecko) Chrome/57.0.2987.98 Safari/537.36',
           "Host": "www.zhihu.com",
           "Referer": "https://www.zhihu.com/",
           }
# 建立一个会话，可以把同一用户的不同请求联系起来；直到会话结束都会自动处理cookies
session = requests.Session()
# 建立LWPCookieJar实例，可以存Set-Cookie3类型的文件。
# 而MozillaCookieJar类是存为'/.txt'格式的文件
session.cookies = http.cookiejar.LWPCookieJar("cookie")
# 若本地有cookie则不用再post数据了
try:
    session.cookies.load(ignore_discard=True)
except IOError:
    print('Cookie未加载！')

def get_xsrf():
    """
    获取参数_xsrf
    """
    response = session.get('https://www.zhihu.com', headers=headers)
    html = response.text
    get_xsrf_pattern = re.compile(r'<input type="hidden" name="_xsrf" value="(.*?)"')
    _xsrf = re.findall(get_xsrf_pattern, html)[0]
    return _xsrf

def get_captcha():
    """
    获取验证码本地显示
    返回你输入的验证码
    """
    t = str(int(time.time() * 1000))
    captcha_url = 'http://www.zhihu.com/captcha.gif?r=' + t + "&type=login"
    response = session.get(captcha_url, headers=headers)
    with open('cptcha.gif', 'wb') as f:
        f.write(response.content)
    # Pillow显示验证码
    im = Image.open('cptcha.gif')
    im.show()
    captcha = input('本次登录需要输入验证码： ')
    return captcha

def login(username, password):
    """
    输入自己的账号密码，模拟登录知乎
    """
    # 检测到11位数字则是手机登录
    if re.match(r'\d{11}$', account):
        url = 'http://www.zhihu.com/login/phone_num'
        data = {'_xsrf': get_xsrf(),
                'password': password,
                'remember_me': 'true',
                'phone_num': username
                }
    else:
        url = 'https://www.zhihu.com/login/email'
        data = {'_xsrf': get_xsrf(),
                'password': password,
                'remember_me': 'true',
                'email': username
                }
    # 若不用验证码，直接登录
    result = session.post(url, data=data, headers=headers)
    # 打印返回的响应，r = 1代表响应失败，msg里是失败的原因
    # loads可以反序列化内置数据类型，而load可以从文件读取
    if (json.loads(result.text))["r"] == 1:
        # 要用验证码，post后登录
        data['captcha'] = get_captcha()
        result = session.post(url, data=data, headers=headers)
        print((json.loads(result.text))['msg'])
        # 保存cookie到本地
    session.cookies.save(ignore_discard=True, ignore_expires=True)

def isLogin():
    # 通过查看用户个人信息来判断是否已经登录
    url = "https://www.zhihu.com/settings/profile"
    # 禁止重定向，否则登录失败重定向到首页也是响应200
    login_code = session.get(url, headers=headers, allow_redirects=False).status_code
    if login_code == 200:
        return True
    else:
        return False

if __name__ == '__main__':
    if isLogin():
        print('您已经登录')
    else:
        account = input('输入账号：')
        secret = input('输入密码：')
        login(account, secret)

以上使用到的浏览器UA都是电脑端的，现在知乎出了倒立文字验证码。如果因此而导致登录失败，可以将浏览器UA改成Android端或者IOS端。

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by sunhaiyu

2016.8.21