scrapy中添加cookie踩坑记录

【问题发现】

爬虫项目中，为了防止被封号(提供的可用账号太少)，对于能不登录就可以抓取的内容采用不带cookie的策略，只有必要的内容才带上cookie去访问。

本来想着很简单：在每个抛出来的Request的meta中带上一个标志位，通过在CookieMiddleware中查看这个标志位，决定是否是给这个Request是否装上Cookie。

实现的代码大致如下：

class CookieMiddleware(object):
    """
    每次请求都随机从账号池中选择一个账号去访问
    """


    def __init__(self):
        client = pymongo.MongoClient(MONGO_URI)
        self.account_collection = client[MONGO_DATABASE][ACCOUNT_COLLECTION]


    def process_request(self, request, spider):
        if 'target' in request.meta: 
            logging.debug('进入到process_request了')
            flag = request.meta['target']
            if flag != 'no':
                all_count = self.account_collection.find({'status': 'success'}).count()
                if all_count == 0:
                    raise Exception('当前账号池为空')
                random_index = random.randint(0, all_count - 1)
                random_account = self.account_collection.find({'status': 'success'})[random_index]
                
                request.cookies = json.loads(random_account['cookie'])
            else:
                logging.debug('对XXX的请求不做处理')
        else:
            all_count = self.account_collection.find({'status': 'success'}).count()
            if all_count == 0:
                raise Exception('当前账号池为空')
            random_index = random.randint(0, all_count - 1)
            random_account = self.account_collection.find({'status': 'success'})[random_index]
            
            request.cookies = json.loads(random_account['cookie'])

在settings.py中的配置如下：

DOWNLOADER_MIDDLEWARES = {
   'eyny.middlewares.CookieMiddleware': 550,
}

到这里可能有些大佬已经能够看出端倪了，和我一样认为这么写没啥问题的同志们继续往下看。

在这么编写完之后，我正常开启了项目，还适当调高了并发量，然后第二天发现账号被封了。在debug过程中看到在抓取不需要携带cookie的url的时候，依然携带了cookie，并且cookie是被放在了header中，经过我花费了两个多小时查看框架源码之后，终于发现了原因。

【原因&解决方案】

在scrapy的settings目录下的default_settings.py文件中，初始声明了一些DOWNLOADER_MIDDLEWARES_BASE，这些middlewares的声明如下：

DOWNLOADER_MIDDLEWARES_BASE = {
    # Engine side
    'scrapy.downloadermiddlewares.robotstxt.RobotsTxtMiddleware': 100,
    'scrapy.downloadermiddlewares.httpauth.HttpAuthMiddleware': 300,
    'scrapy.downloadermiddlewares.downloadtimeout.DownloadTimeoutMiddleware': 350,
    'scrapy.downloadermiddlewares.defaultheaders.DefaultHeadersMiddleware': 400,
    'scrapy.downloadermiddlewares.useragent.UserAgentMiddleware': 500,
    'scrapy.downloadermiddlewares.retry.RetryMiddleware': 550,
    'scrapy.downloadermiddlewares.ajaxcrawl.AjaxCrawlMiddleware': 560,
    'scrapy.downloadermiddlewares.redirect.MetaRefreshMiddleware': 580,
    'scrapy.downloadermiddlewares.httpcompression.HttpCompressionMiddleware': 590,
    'scrapy.downloadermiddlewares.redirect.RedirectMiddleware': 600,
    'scrapy.downloadermiddlewares.cookies.CookiesMiddleware': 700,
    'scrapy.downloadermiddlewares.httpproxy.HttpProxyMiddleware': 750,
    'scrapy.downloadermiddlewares.stats.DownloaderStats': 850,
    'scrapy.downloadermiddlewares.httpcache.HttpCacheMiddleware': 900,
    # Downloader side
}

可以看到在DOWNLOADER_MIDDLEWARES_BASE中也声明了一个CookiesMiddleware，而且是700，也就是说比我们写的CookieMiddleware(500)要靠后执行，而且在debug过程中也看到，在执行完我们编写的CookieMiddleware之后，header中没有携带cookie，但是在执行完scrapy.downloadermiddlewares.cookies.CookiesMiddleware: 700之后，在header中看到了cookie，这说明cookie是scrapy帮我们自动加了。

我们打开scrapy.downloadermiddlewares.cookies.CookiesMiddleware的实现源码，主要关注process_request方法：

class CookiesMiddleware(object):
    """This middleware enables working with sites that need cookies"""


    def __init__(self, debug=False):
        self.jars = defaultdict(CookieJar)
        self.debug = debug


    @classmethod
    def from_crawler(cls, crawler):
        if not crawler.settings.getbool('COOKIES_ENABLED'):
            raise NotConfigured
        return cls(crawler.settings.getbool('COOKIES_DEBUG'))


    def process_request(self, request, spider):
        if request.meta.get('dont_merge_cookies', False):
            return


        cookiejarkey = request.meta.get("cookiejar")
        jar = self.jars[cookiejarkey]
        cookies = self._get_request_cookies(jar, request)
        for cookie in cookies:
            jar.set_cookie_if_ok(cookie, request)


        # set Cookie header
        request.headers.pop('Cookie', None)
        jar.add_cookie_header(request)
        self._debug_cookie(request, spider)


  def process_response(self, request, response, spider):
        if request.meta.get('dont_merge_cookies', False):
            return response


        # extract cookies from Set-Cookie and drop invalid/expired cookies
        cookiejarkey = request.meta.get("cookiejar")
        jar = self.jars[cookiejarkey]
        jar.extract_cookies(response, request)
        self._debug_set_cookie(response, spider)


        return response

在上面的代码中，最重要的是process_request方法中的内容，可以看到首先从request.meta中查看有没有dont_merge_cookies属性，如果没有或者为false，就不运行剩下的方法，卧槽，这就是我们要找的方法呀！是不是好简单…

【特别注意】

如果要使用dont_merge_cookies=true，那么需要我们自己将cookie加入到header中，通过**request.cookies = json.loads(random_account[‘cookie’])**方式添加的cookie，scrapy也不再会帮我们合并到header 中了。

【解决方案】
我们的解决方法就是在request的meta中加入dont_merge_cookies属性，并设置为true，在CookieMiddleware中，我们将cookie添加在header中，而不是赋值给request.cookies

问题解决了，但是这么简单是不是很不爽，所以就继续想看看是为什么scrapy可以自动给我们加上cookie，这个接下来就需要读下面的代码了。

继续看process_request方法中的内容，在检查完CookiesMiddleware属性之后，然后会在request.meta中查找cookiejar属性的值，然后用这个值去自己的CookiJar管理器中查找是否有这个cookieJar，scrapy的cookieJar管理器使用的是self.jars=defaultdict(CookieJar)。如果没有携带cookiejar属性，则返回默认的CookieJar。

然后通过 _get_request_cookies方法获得我们放在request.cookies中的cookie内容，然后遍历这个cookies内容，将所有的内容保存在cookieJar的_cookies属性中。

scrapy.http.cookies.CookieJar通过在属性中设置self.jar=http.cookiejar.CookieJar，来实现CookieJar大部分的功能。

接下来是帮我们把cookies放在header中，

 # set Cookie header
request.headers.pop('Cookie', None)
jar.add_cookie_header(request)
self._debug_cookie(request, spider)

先把request.headers中的Cookie属性删除，然后把刚刚保存在jar中的cookies包装到request.headers中。

scrapy.http.cookies.CookieJar 中添加cookies的代码如下：

def add_cookie_header(self, request):
        wreq = WrappedRequest(request)
        self.policy._now = self.jar._now = int(time.time())


        # the cookiejar implementation iterates through all domains
        # instead we restrict to potential matches on the domain
        req_host = urlparse_cached(request).hostname
        if not req_host:
            return


        if not IPV4_RE.search(req_host):
            hosts = potential_domain_matches(req_host)
            if '.' not in req_host:
                hosts += [req_host + ".local"]
        else:
            hosts = [req_host]


        cookies = []
        for host in hosts:
            if host in self.jar._cookies:
                cookies += self.jar._cookies_for_domain(host, wreq)


        attrs = self.jar._cookie_attrs(cookies)
        if attrs:
            if not wreq.has_header("Cookie"):
                wreq.add_unredirected_header("Cookie", "; ".join(attrs))


        self.processed += 1
        if self.processed % self.check_expired_frequency == 0:
            # This is still quite inefficient for large number of cookies
            self.jar.clear_expired_cookies()

这段代码的大致思路就是，从url中解析出host，然后根据host从jar._cookies属性中获取到cookie并包装到header中，并且每包装一次就对这次的cookie计数，如果达到了过期检查次数，就对jar中的cookie做一次清空。

【最后】

看到这里，最需要注意的是：经过上面的过程，scrapy帮我们将cookies保存在了一个默认的CookieJar中，每当我们执行

cookiejarkey = request.meta.get("cookiejar")
jar = self.jars[cookiejarkey]

这段代码的时候，实际上并没有拿到新的CookieJar，拿到的是那个默认的CookieJar，他在defaultdict中的key是None，所以虽然我们没有给request.cookies赋值，但是实际上add_cookie_header方法，将cookieJar中保存的cookie又给我们包装到了header中。

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