Python使用Selenium模拟浏览器自动操作功能

概述

在进行网站爬取数据的时候，会发现很多网站都进行了反爬虫的处理，如JS加密，Ajax加密，反Debug等方法，通过请求获取数据和页面展示的内容完全不同，这时候就用到Selenium技术，来模拟浏览器的操作，然后获取数据。本文以一个简单的小例子，简述Python搭配Tkinter和Selenium进行浏览器的模拟操作，仅供学习分享使用，如有不足之处，还请指正。

什么是Selenium?

Selenium是一个用于Web应用程序测试的工具，Selenium测试直接运行在浏览器中，就像真正的用户在操作一样。支持的浏览器包括IE（7, 8, 9, 10, 11），Mozilla Firefox，Safari，Google Chrome，Opera等。Selenium支持多种操作系统，如Windows、Linux、IOS等，如果需要支持Android，则需要特殊的selenium，本文主要以IE11浏览器为例。

安装Selenium

通过pip install selenium 进行安装即可，如果速度慢，则可以使用国内的镜像进行安装。

涉及知识点

程序虽小，除了需要掌握的Html ，JavaScript，CSS等基础知识外，本例涉及的Python相关知识点还是蛮多的，具体如下：

• Selenium相关：

Selenium进行元素定位，主要有ID，Name，ClassName，Css Selector，Partial LinkText，LinkText，XPath，TagName等8种方式。
Selenium获取单一元素（如：find_element_by_xpath）和获取元素数组（如：find_elements_by_xpath）两种方式。
Selenium元素定位后，可以给元素进行赋值和取值，或者进行相应的事件操作（如：click）。

• 线程（Thread）相关：
  

为了防止前台页面卡主，本文用到了线程进行后台操作，如果要定义一个新的线程，只需要定义一个类并继承threading.Thread，然后重写run方法即可。
在使用线程的过程中，为了保证线程的同步，本例用到了线程锁，如：threading.Lock()。

• 队列（queue）相关：

本例将Selenium执行的过程信息，保存到对列中，并通过线程输出到页面显示。queue默认先进先出方式。
对列通过put进行压栈，通过get进行出栈。通过qsize()用于获取当前对列元素个数。

• 日志（logging.Logger）相关：

为了保存Selenium执行过程中的日志，本例用到了日志模块，为Pyhton自带的模块，不需要额外安装。
Python的日志共六种级别，分别是：NOTSET，DEBUG，INFO，WARN，ERROR，FATAL，CRITICAL。

示例效果图

本例主要针对某一配置好的商品ID进行轮询，监控是否有货，有货则加入购物车，无货则继续轮询，如下图所示：

核心代码

本例最核心的代码，就是利用Selenium进行网站的模拟操作，如下所示：

class Smoking:
 """定义Smoking类"""

 # 浏览器驱动
 __driver: webdriver = None
 # 配置帮助类
 __cfg_info: dict = {}
 # 日志帮助类
 __log_helper: LogHelper = None
 # 主程序目录
 __work_path: str = ''
 # 是否正在运行
 __running: bool = False
 # 无货
 __no_stock = 'Currently Out of Stock'
 # 线程等待秒数
 __wait_sec = 2

 def __init__(self, work_path, cfg_info, log_helper: LogHelper):
  """初始化"""
  self.__cfg_info = cfg_info
  self.__log_helper = log_helper
  self.__work_path = work_path
  self.__wait_sec = int(cfg_info['wait_sec'])
  # 如果小于2，则等于2
  self.__wait_sec = (2 if self.__wait_sec < 2 else self.__wait_sec)

 def checkIsExistsById(self, id):
  """通过ID判断是否存在"""
  try:
   i = 0
   while self.__running and i < 3:
    if len(self.__driver.find_elements_by_id(id)) > 0:
     break
    else:
     time.sleep(self.__wait_sec)
     i = i + 1
   return len(self.__driver.find_elements_by_id(id)) > 0
  except BaseException as e:
   return False

 def checkIsExistsByName(self, name):
  """通过名称判断是否存在"""
  try:
   i = 0
   while self.__running and i < 3:
    if len(self.__driver.find_elements_by_name(name)) > 0:
     break
    else:
     time.sleep(self.__wait_sec)
     i = i + 1
   return len(self.__driver.find_elements_by_name(name)) > 0
  except BaseException as e:
   return False

 def checkIsExistsByPath(self, path):
  """通过xpath判断是否存在"""
  try:
   i = 0
   while self.__running and i < 3:
    if len(self.__driver.find_elements_by_xpath(path)) > 0:
     break
    else:
     time.sleep(self.__wait_sec)
     i = i + 1
   return len(self.__driver.find_elements_by_xpath(path)) > 0
  except BaseException as e:
   return False

 def checkIsExistsByClass(self, cls):
  """通过class名称判断是否存在"""
  try:
   i = 0
   while self.__running and i < 3:
    if len(self.__driver.find_elements_by_class_name(cls)) > 0:
     break
    else:
     time.sleep(self.__wait_sec)
     i = i + 1
   return len(self.__driver.find_elements_by_class_name(cls)) > 0
  except BaseException as e:
   return False

 def checkIsExistsByLinkText(self, link_text):
  """判断LinkText是否存在"""
  try:
   i = 0
   while self.__running and i < 3:
    if len(self.__driver.find_elements_by_link_text(link_text)) > 0:
     break
    else:
     time.sleep(self.__wait_sec)
     i = i + 1
   return len(self.__driver.find_elements_by_link_text(link_text)) > 0
  except BaseException as e:
   return False

 def checkIsExistsByPartialLinkText(self, link_text):
  """判断包含LinkText是否存在"""
  try:
   i = 0
   while self.__running and i < 3:
    if len(self.__driver.find_elements_by_partial_link_text(link_text)) > 0:
     break
    else:
     time.sleep(self.__wait_sec)
     i = i + 1
   return len(self.__driver.find_elements_by_partial_link_text(link_text)) > 0
  except BaseException as e:
   return False

 # def waiting(self, *locator):
 #  """等待完成"""
 #  # self.__driver.switch_to.window(self.__driver.window_handles[1])
 #  Wait(self.__driver, 60).until(EC.visibility_of_element_located(locator))

 def login(self, username, password):
  """登录"""
  # 5. 点击链接跳转到登录页面
  self.__driver.find_element_by_link_text('账户登录').click()
  # 6. 输入账号密码
  # 判断是否加载完成
  # self.waiting((By.ID, "email"))
  if self.checkIsExistsById('email'):
   self.__driver.find_element_by_id('email').send_keys(username)
   self.__driver.find_element_by_id('password').send_keys(password)
   # 7. 点击登录按钮
   self.__driver.find_element_by_id('sign-in').click()

 def working(self, item_id):
  """工作状态"""
  while self.__running:
   try:
    # 正常获取信息
    if self.checkIsExistsById('string'):
     self.__driver.find_element_by_id('string').clear()
     self.__driver.find_element_by_id('string').send_keys(item_id)
     self.__driver.find_element_by_id('string').send_keys(Keys.ENTER)
    # 判断是否查询到商品
    xpath = "//div[@class='specialty-header search']/div[@class='specialty-description']/div[" \
      "@class='gt-450']/span[2] "
    if self.checkIsExistsByPath(xpath):
     count = int(self.__driver.find_element_by_xpath(xpath).text)
     if count < 1:
      time.sleep(self.__wait_sec)
      self.__log_helper.put('没有查询到item id =' + item_id + '对应的信息')
      continue
    else:
     time.sleep(self.__wait_sec)
     self.__log_helper.put('没有查询到item id2 =' + item_id + '对应的信息')
     continue
    # 判断当前库存是否有货

    xpath1 = "//div[@class='product-list']/div[@class='product']/div[@class='price-and-detail']/div[" \
       "@class='price']/span[@class='noStock'] "
    if self.checkIsExistsByPath(xpath1):
     txt = self.__driver.find_element_by_xpath(xpath1).text
     if txt == self.__no_stock:
      # 当前无货
      time.sleep(self.__wait_sec)
      self.__log_helper.put('查询一次' + item_id + '，无货')
      continue

    # 链接path1
    xpath2 = "//div[@class='product-list']/div[@class='product']/div[@class='imgDiv']/a"
    # 判断是否加载完毕
    # self.waiting((By.CLASS_NAME, "imgDiv"))
    if self.checkIsExistsByPath(xpath2):
     self.__driver.find_element_by_xpath(xpath2).click()
     time.sleep(self.__wait_sec)
     # 加入购物车
     if self.checkIsExistsByClass('add-to-cart'):
      self.__driver.find_element_by_class_name('add-to-cart').click()
      self.__log_helper.put('加入购物车成功，商品item-id:' + item_id)
      break
     else:
      self.__log_helper.put('未找到加入购物车按钮')
    else:
     self.__log_helper.put('没有查询到，可能是商品编码不对，或者已下架')
   except BaseException as e:
    self.__log_helper.put(e)

 def startRun(self):
  """运行起来"""
  try:
   self.__running = True
   url: str = self.__cfg_info['url']
   username = self.__cfg_info['username']
   password = self.__cfg_info['password']
   item_id = self.__cfg_info['item_id']
   if url is None or len(url) == 0 or username is None or len(username) == 0 or password is None or len(
     password) == 0 or item_id is None or len(item_id) == 0:
    self.__log_helper.put('配置信息不全，请检查config.cfg文件是否为空，然后再重启')
    return
   if self.__driver is None:
    options = webdriver.IeOptions()
    options.add_argument('encoding=UTF-8')
    options.add_argument('Accept= text / css, * / *')
    options.add_argument('Accept - Language= zh - Hans - CN, zh - Hans;q = 0.5')
    options.add_argument('Accept - Encoding= gzip, deflate')
    options.add_argument('user-agent=Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko')
    # 2. 定义浏览器驱动对象
    self.__driver = webdriver.Ie(executable_path=self.__work_path + r'\IEDriverServer.exe', options=options)
   self.run(url, username, password, item_id)
  except BaseException as e:
   self.__log_helper.put('运行过程中出错，请重新打开再试')

 def run(self, url, username, password, item_id):
  """运行起来"""
  # 3. 访问网站
  self.__driver.get(url)
  # 4. 最大化窗口
  self.__driver.maximize_window()
  if self.checkIsExistsByLinkText('账户登录'):
   # 判断是否登录：未登录
   self.login(username, password)
  if self.checkIsExistsByPartialLinkText('欢迎回来'):
   # 判断是否登录：已登录
   self.__log_helper.put('登录成功，下一步开始工作了')
   self.working(item_id)
  else:
   self.__log_helper.put('登录失败，请设置账号密码')

 def stop(self):
  """停止"""
  try:
   self.__running = False
   # 如果驱动不为空，则关闭
   self.close_browser_nicely(self.__driver)
   if self.__driver is not None:
    self.__driver.quit()
    # 关闭后切要为None，否则启动报错
    self.__driver = None
  except BaseException as e:
   print('Stop Failure')
  finally:
   self.__driver = None

 def close_browser_nicely(self, browser):
  try:
   browser.execute_script("window.onunload=null; window.onbeforeunload=null")
  except Exception as err:
   print("Fail to execute_script:'window.onunload=null; window.onbeforeunload=null'")

  socket.setdefaulttimeout(10)
  try:
   browser.quit()
   print("Close browser and firefox by calling quit()")
  except Exception as err:
   print("Fail to quit from browser, error-type:%s, reason:%s" % (type(err), str(err)))
  socket.setdefaulttimeout(30)

其他辅助类

日志类（LogHelper），代码如下：

class LogHelper:
 """日志帮助类"""
 __queue: queue.Queue = None # 队列
 __logging: logging.Logger = None # 日志
 __running: bool = False # 是否记录日志

 def __init__(self, log_path):
  """初始化类"""
  self.__queue = queue.Queue(1000)
  self.init_log(log_path)

 def put(self, value):
  """添加数据"""
  # 记录日志
  self.__logging.info(value)
  # 添加到队列
  if self.__queue.qsize() < self.__queue.maxsize:
   self.__queue.put(value)

 def get(self):
  """获取数据"""
  if self.__queue.qsize() > 0:
   try:
    return self.__queue.get(block=False)
   except BaseException as e:
    return None
  else:
   return None

 def init_log(self, log_path):
  """初始化日志"""
  self.__logging = logging.getLogger()
  self.__logging.setLevel(logging.INFO)
  # 日志
  rq = time.strftime('%Y%m%d%H%M', time.localtime(time.time()))
  log_name = log_path + rq + '.log'
  logfile = log_name
  # if not os.path.exists(logfile):
  #  # 创建空文件
  #  open(logfile, mode='r')
  fh = logging.FileHandler(logfile, mode='a', encoding='UTF-8')
  fh.setLevel(logging.DEBUG) # 输出到file的log等级的开关
  # 第三步，定义handler的输出格式
  formatter = logging.Formatter("%(asctime)s - %(filename)s[line:%(lineno)d] - %(levelname)s: %(message)s")
  fh.setFormatter(formatter)
  # 第四步，将logger添加到handler里面
  self.__logging.addHandler(fh)

 def get_running(self):
  # 获取当前记录日志的状态
  return self.__running

 def set_running(self, v: bool):
  # 设置当前记录日志的状态

  self.__running = v

配置类（ConfigHelper）

class ConfigHelper:
 """初始化数据类"""

 __config_dir = None
 __dic_cfg = {}

 def __init__(self, config_dir):
  """初始化"""
  self.__config_dir = config_dir

 def ReadConfigInfo(self):
  """得到配置项"""
  parser = ConfigParser()
  parser.read(self.__config_dir + r"\config.cfg")
  section = parser.sections()[0]
  items = parser.items(section)
  self.__dic_cfg.clear()
  for item in items:
   self.__dic_cfg.__setitem__(item[0], item[1])

 def getConfigInfo(self):
  """获取配置信息"""
  if len(self.__dic_cfg) == 0:
   self.ReadConfigInfo()
  return self.__dic_cfg

线程类（MyThread）

class MyThread(threading.Thread):
 """后台监控线程"""

 def __init__(self, tid, name, smoking: Smoking, log_helper: LogHelper):
  """线程初始化"""
  threading.Thread.__init__(self)
  self.threadID = tid
  self.name = name
  self.smoking = smoking
  self.log_helper = log_helper

 def run(self):
  print("开启线程： " + self.name)
  self.log_helper.put("开启线程： " + self.name)
  # 获取锁，用于线程同步
  # lock = threading.Lock()
  # lock.acquire()
  self.smoking.startRun()
  # 释放锁，开启下一个线程
  # lock.release()
  print("结束线程： " + self.name)
  self.log_helper.put("结束线程： " + self.name)

备注

侠客行 [唐：李白]赵客缦胡缨，吴钩霜雪明。银鞍照白马，飒沓如流星。
十步杀一人，千里不留行。事了拂衣去，深藏身与名。
闲过信陵饮，脱剑膝前横。将炙啖朱亥，持觞劝侯嬴。
三杯吐然诺，五岳倒为轻。眼花耳热后，意气素霓生。
救赵挥金槌，邯郸先震惊。千秋二壮士，烜赫大梁城。
纵死侠骨香，不惭世上英。谁能书阁下，白首太玄经。

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