前言
我们在做爬虫的过程中经常会遇到这样的情况，最初爬虫正常运行，正常抓取数据，一切看起来都是那么的美好，然而一杯茶的功夫可能就会出现错误，比如 403 Forbidden，这时候打开网页一看，可能会看到 “您的 IP 访问频率太高” 这样的提示，或者跳出一个验证码让我们输入，输入之后才可能解封，但是输入之后过一会儿就又这样了。
出现这样的现象的原因是网站采取了一些反爬虫的措施，比如服务器会检测某个 IP 在单位时间内的请求次数，如果超过了这个阈值，那么会直接拒绝服务，返回一些错误信息，这种情况可以称之为封 IP，于是乎就成功把我们的爬虫禁掉了。
既然服务器检测的是某个 IP 单位时间的请求次数，那么我们借助某种方式来伪装我们的 IP，让服务器识别不出是由我们本机发起的请求，不就可以成功防止封 IP 了吗？
所以这时候代理就派上用场了。本章会详细介绍代理的基本知识及各种代理的使用方式，包括代理的设置、代理池的维护、付费代理的使用、ADSL 拨号代理的搭建方法等内容，以帮助爬虫脱离封 IP 的 “苦海”。
代理的设置
前面我们介绍了多种请求库，如 Requests、Urllib、Selenium 等。我们接下来了解一下代理怎么使用，为后面了解代理池的使用打下基础。
下面我们来梳理一下这些库的代理的设置方法。
1. 获取代理
做测试之前，我们需要先获取一个可用代理。搜索引擎搜索 “代理” 关键字，就可以看到许多代理服务网站，网站上会有很多免费代理，比如西刺：http://www.xicidaili.com/。但是这些免费代理大多数情况下都是不好用的，所以比较靠谱的方法是购买付费代理。付费代理在很多网站上都有售卖，数量不用多，稳定可用即可，我们可以自行选购。
如果本机有相关代理软件的话，软件一般会在本机创建 HTTP 或 SOCKS 代理服务，本机直接使用此代理也可以。
在这里，我的本机安装了一部代理软件，它会在本地 9743 端口上创建 HTTP 代理服务，即代理为 127.0.0.1:9743，另外还会在 9742 端口创建 SOCKS 代理服务，即代理为 127.0.0.1:9742。我只要设置了这个代理，就可以成功将本机 IP 切换到代理软件连接的服务器的 IP 了。
本章下面的示例里，我使用上述代理来演示其设置方法，你也可以自行替换成自己的可用代理。设置代理后测试的网址是：http://httpbin.org/get，我们访问该网址可以得到请求的相关信息，其中 origin 字段就是客户端的 IP，我们可以根据它来判断代理是否设置成功，即是否成功伪装了 IP。
2. urllib
首先我们以最基础的 urllib 为例，来看一下代理的设置方法，代码如下：
from urllib.error import URLError
from urllib.request import ProxyHandler, build_opener
proxy = '127.0.0.1:9743'
proxy_handler = ProxyHandler({
'http': 'http://' + proxy,
'https': 'https://' + proxy
})
opener = build_opener(proxy_handler)
try:
response = opener.open('http://httpbin.org/get')
print(response.read().decode('utf-8'))
except URLError as e:
print(e.reason)
运行结果如下：
{"args": {},
"headers": {
"Accept-Encoding": "identity",
"Connection": "close",
"Host": "httpbin.org",
"User-Agent": "Python-urllib/3.6"
},
"origin": "106.185.45.153",
"url": "http://httpbin.org/get"
}
这里我们需要借助 ProxyHandler 设置代理，参数是字典类型，键名为协议类型，键值是代理。注意，此处代理前面需要加上协议，即 http 或者 https。当请求的链接是 http 协议的时候，ProxyHandler 会调用 http 代理。当请求的链接是 https 协议的时候，会调用 https 代理。此处生效的代理是：http://127.0.0.1:9743。
创建完 ProxyHandler 对象之后，我们需要利用 build_opener 方法传入该对象来创建一个 Opener，这样就相当于此 Opener 已经设置好代理了。接下来直接调用 Opener 对象的 open 方法，即可访问我们所想要的链接。
运行输出结果是一个 JSON，它有一个字段 origin，标明了客户端的 IP。验证一下，此处的 IP 确实为代理的 IP，并不是真实的 IP。这样我们就成功设置好代理，并可以隐藏真实 IP 了。
如果遇到需要认证的代理，我们可以用如下的方法设置：
from urllib.error import URLError
from urllib.request import ProxyHandler, build_opener
proxy = 'username:password@127.0.0.1:9743'
proxy_handler = ProxyHandler({
'http': 'http://' + proxy,
'https': 'https://' + proxy
})
opener = build_opener(proxy_handler)
try:
response = opener.open('http://httpbin.org/get')
print(response.read().decode('utf-8'))
except URLError as e:
print(e.reason)
这里改变的只是 proxy 变量，只需要在代理前面加入代理认证的用户名密码即可，其中 username 就是用户名，password 为密码，例如 username 为 foo，密码为 bar，那么代理就是 foo:bar@127.0.0.1:9743。
如果代理是 SOCKS5 类型，那么可以用如下方式设置代理：
import socks
import socket
from urllib import request
from urllib.error import URLError
socks.set_default_proxy(socks.SOCKS5, '127.0.0.1', 9742)
socket.socket = socks.socksocket
try:
response = request.urlopen('http://httpbin.org/get')
print(response.read().decode('utf-8'))
except URLError as e:
print(e.reason)
此处需要一个 socks 模块，可以通过如下命令安装：
pip3 install PySocks
本地我有一个 SOCKS5 代理，运行在 9742 端口，运行成功之后和上文 HTTP 代理输出结果是一样的：
{"args": {},
"headers": {
"Accept-Encoding": "identity",
"Connection": "close",
"Host": "httpbin.org",
"User-Agent": "Python-urllib/3.6"
},
"origin": "106.185.45.153",
"url": "http://httpbin.org/get"
}
结果的 origin 字段同样为代理的 IP。现在，代理设置成功。
3. requests
对于 requests 来说，代理设置更加简单，我们只需要传入 proxies 参数即可。
还是以上例中的代理为例，我们来看下 requests 的代理的设置：
import requests
proxy = '127.0.0.1:9743'
proxies = {
'http': 'http://' + proxy,
'https': 'https://' + proxy,
}
try:
response = requests.get('http://httpbin.org/get', proxies=proxies)
print(response.text)
except requests.exceptions.ConnectionError as e:
print('Error', e.args)
运行结果：
{"args": {},
"headers": {
"Accept": "*/*",
"Accept-Encoding": "gzip, deflate",
"Connection": "close",
"Host": "httpbin.org",
"User-Agent": "python-requests/2.18.1"
},
"origin": "106.185.45.153",
"url": "http://httpbin.org/get"
}
可以发现，requests 的代理设置比 urllib 简单很多，它只需要构造代理字典，然后通过 proxies 参数即可，而不需要重新构建 Opener。
其运行结果的 origin 也是代理的 IP，这证明代理已经设置成功。
如果代理需要认证，同样在代理的前面加上用户名密码即可，代理的写法就变成如下所示：
proxy = 'username:password@127.0.0.1:9743'
和 urllib 一样，这里只需要将 username 和 password 替换即可。
如果需要使用 SOCKS5 代理，则可以使用如下方式来设置：
import requests
proxy = '127.0.0.1:9742'
proxies = {
'http': 'socks5://' + proxy,
'https': 'socks5://' + proxy
}
try:
response = requests.get('http://httpbin.org/get', proxies=proxies)
print(response.text)
except requests.exceptions.ConnectionError as e:
print('Error', e.args)
在这里，我们需要额外安装一个模块，这个模块叫作requests[socks]，命令如下所示：
pip3 install "requests[socks]"
运行结果是完全相同的：
{"args": {},
"headers": {
"Accept": "*/*",
"Accept-Encoding": "gzip, deflate",
"Connection": "close",
"Host": "httpbin.org",
"User-Agent": "python-requests/2.18.1"
},
"origin": "106.185.45.153",
"url": "http://httpbin.org/get"
}
另外，还有一种设置方式，和 urllib 中的方法相同，使用 socks 模块，也需要像上文一样安装 socks 库。这种设置方法如下所示：
import requests
import socks
import socket
socks.set_default_proxy(socks.SOCKS5, '127.0.0.1', 9742)
socket.socket = socks.socksocket
try:
response = requests.get('http://httpbin.org/get')
print(response.text)
except requests.exceptions.ConnectionError as e:
print('Error', e.args)
使用这种方法也可以设置 SOCKS5 代理，运行结果完全相同。相比第一种方法，此方法是全局设置。我们可以在不同情况下选用不同的方法。
4. Selenium
Selenium 同样也可以设置代理，包括两种方式：一种是有界面浏览器，以 Chrome 为例；另一种是无界面浏览器，以 PhantomJS 为例。
Chrome
对于 Chrome 来说，用 Selenium 设置代理的方法也非常简单，设置方法如下所示：
from selenium import webdriver
proxy = '127.0.0.1:9743'
chrome_options = webdriver.ChromeOptions()
chrome_options.add_argument('--proxy-server=http://' + proxy)
browser = webdriver.Chrome(chrome_options=chrome_options)
browser.get('http://httpbin.org/get')
在这里我们通过 ChromeOptions 来设置代理，在创建 Chrome 对象的时候用 chrome_options 参数传递即可。
运行代码之后便会弹出一个 Chrome 浏览器，我们访问目标链接之后输出结果如下所示：
{"args": {},
"headers": {
"Accept": "text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8",
"Accept-Encoding": "gzip, deflate",
"Accept-Language": "zh-CN,zh;q=0.8",
"Connection": "close",
"Host": "httpbin.org",
"Upgrade-Insecure-Requests": "1",
"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_12_3) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/59.0.3071.115 Safari/537.36"
},
"origin": "106.185.45.153",
"url": "http://httpbin.org/get"
}
代理设置成功，origin 同样为代理 IP 的地址。
如果代理是认证代理，则设置方法相对比较麻烦，设置方法如下所示：
from selenium import webdriver
from selenium.webdriver.chrome.options import Options
import zipfile
ip = '127.0.0.1'
port = 9743
username = 'foo'
password = 'bar'
manifest_json = """{"version":"1.0.0","manifest_version": 2,"name":"Chrome Proxy","permissions": ["proxy","tabs","unlimitedStorage","storage","<all_urls>","webRequest","webRequestBlocking"],"background": {"scripts": ["background.js"]
}
}
"""background_js ="""
var config = {
mode: "fixed_servers",
rules: {
singleProxy: {
scheme: "http",
host: "%(ip) s",
port: %(port) s
}
}
}
chrome.proxy.settings.set({value: config, scope: "regular"}, function() {});
function callbackFn(details) {
return {
authCredentials: {username: "%(username) s",
password: "%(password) s"
}
}
}
chrome.webRequest.onAuthRequired.addListener(
callbackFn,
{urls: ["<all_urls>"]},
['blocking']
)
""" % {'ip': ip, 'port': port, 'username': username, 'password': password}
plugin_file = 'proxy_auth_plugin.zip'
with zipfile.ZipFile(plugin_file, 'w') as zp:
zp.writestr("manifest.json", manifest_json)
zp.writestr("background.js", background_js)
chrome_options = Options()
chrome_options.add_argument("--start-maximized")
chrome_options.add_extension(plugin_file)
browser = webdriver.Chrome(chrome_options=chrome_options)
browser.get('http://httpbin.org/get')
这里需要在本地创建一个 manifest.json 配置文件和 background.js 脚本来设置认证代理。运行代码之后本地会生成一个 proxy_auth_plugin.zip 文件来保存当前配置。
运行结果和上例一致，origin 同样为代理 IP。
PhantomJS
对于 PhantomJS 来说，代理设置方法可以借助 service_args 参数，也就是命令行参数。代理设置方法如下所示：
from selenium import webdriver
service_args = [
'--proxy=127.0.0.1:9743',
'--proxy-type=http'
]
browser = webdriver.PhantomJS(service_args=service_args)
browser.get('http://httpbin.org/get')
print(browser.page_source)
我们只需要使用 service_args 参数，将命令行的一些参数定义为列表，在初始化的时候传递给 PhantomJS 对象即可。
运行结果如下所示：
{"args": {},
"headers": {
"Accept": "text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8",
"Accept-Encoding": "gzip, deflate",
"Accept-Language": "zh-CN,en,*",
"Connection": "close",
"Host": "httpbin.org",
"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X) AppleWebKit/538.1 (KHTML, like Gecko) PhantomJS/2.1.0 Safari/538.1"
},
"origin": "106.185.45.153",
"url": "http://httpbin.org/get"
}
设置代理成功，运行结果的 origin 同样为代理的 IP。
如果需要认证，那么只需要再加入 --proxy-auth 选项即可，这样参数就改为下面这样：
service_args = [
'--proxy=127.0.0.1:9743',
'--proxy-type=http',
'--proxy-auth=username:password'
]
将 username 和 password 替换为认证所需的用户名和密码即可。
5. 结语
本文介绍了前文所讲的请求库的代理设置方法，后面我们会使用这些方法来搭建代理池和爬取网站。
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