Scrapy架构概览

要探究清楚Spider Middleware，首先得对Scrapy框架的整体架构有个大致的认识，如下图所示：

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1，组件（Components）

Scrapy 引擎（Engine）
引擎负责控制数据流在系统中所有组件中流动，并在相应动作发生时触发事件。详细内容查看下面的数据流(Data Flow)部分。

调度器(Scheduler)

调度器从引擎接受request并将他们入队，以便之后引擎请求他们时提供给引擎。

下载器(Downloader)

下载器负责获取页面数据并提供给引擎，而后提供给spider。

Spiders

Spider是Scrapy用户编写用于分析response并提取item(即获取到的item)或额外跟进的URL的类。每个spider负责处理一个特定(或一些)网站，我们前面几篇文章中，通过Scrapy框架实现的爬虫例子都是在Spiders这个组件中实现。更多内容请看 Spiders 。

管道（Item Pipeline）

Item Pipeline负责处理被spider提取出来的item。典型的处理有清理、验证及持久化(例如存取到数据库中)。更多内容查看 Item Pipeline 。

下载器中间件(Downloader Middlewares)

下载器中间件是在引擎及下载器之间的特定钩子(specific hook)，处理Downloader传递给引擎的response，以及引擎传递给Downloader的request,(介于reuqest和response之间) 其提供了一个简便的机制，通过插入自定义代码来扩展Scrapy功能。更多内容请看 Downloader Middleware 。

Spider中间件(Spider Middlewares)

Spider中间件是在引擎及Spider之间的特定钩子(specific hook)，处理spider的输入(response)和输出(items及requests)。其提供了一个简便的机制，通过插入自定义代码来扩展Scrapy功能。更多内容请看 Spider Middleware 。

2，数据流(Data flow)

Scrapy中的数据流由执行引擎控制，其过程如下:

1，引擎从Spiders中获取到最初的要爬取的请求（Requests）。
2，引擎安排请求（Requests）到调度器中，并向调度器请求下一个要爬取的请求（Requests）。
3，调度器返回下一个要爬取的请求（Requests）给引擎。
4，引擎将上步中得到的请求（Requests）通过下载器中间件（Downloader Middlewares）发送给下载器（Downloader ），这个过程中下载器中间件（Downloader Middlewares）中的process_request()函数会被调用到。
5，一旦页面下载完毕，下载器生成一个该页面的Response，并将其通过下载中间件（Downloader Middlewares）发送给引擎，这个过程中下载器中间件（Downloader Middlewares）中的process_response()函数会被调用到。
6，引擎从下载器中得到上步中的Response并通过Spider中间件(Spider Middlewares)发送给Spider处理，这个过程中Spider中间件(Spider Middlewares)中的process_spider_input()函数会被调用到。
7，Spider处理Response并通过Spider中间件(Spider Middlewares)返回爬取到的Item及(跟进的)新的Request给引擎，这个过程中Spider中间件(Spider Middlewares)的process_spider_output()函数会被调用到。
8，引擎将上步中Spider处理的其爬取到的Item给Item 管道（Pipeline），将Spider处理的Request发送给调度器，并向调度器请求可能存在的下一个要爬取的请求（Requests）。
9，(从第二步)重复直到调度器中没有更多的请求（Requests）。

二，Spider中间件(Spider Middlewares)

Spider中间件是介入到Scrapy中的spider处理机制的钩子框架，可以插入自定义功能来处理发送给 Spiders 的response，以及spider产生的item和request。

1，激活Spider中间件(Spider Middlewares)
要启用Spider中间件(Spider Middlewares)，可以将其加入到 SPIDER_MIDDLEWARES 设置中。该设置是一个字典，键为中间件的路径，值为中间件的顺序(order)。

样例:

SPIDER_MIDDLEWARES = {
'myproject.middlewares.CustomSpiderMiddleware': 543,
}
SPIDER_MIDDLEWARES 设置会与Scrapy定义的 SPIDER_MIDDLEWARES_BASE 设置合并(但不是覆盖)，而后根据顺序(order)进行排序，最后得到启用中间件的有序列表: 第一个中间件是最靠近引擎的，最后一个中间件是最靠近spider的。

关于如何分配中间件的顺序请查看 SPIDER_MIDDLEWARES_BASE 设置，而后根据您想要放置中间件的位置选择一个值。由于每个中间件执行不同的动作，您的中间件可能会依赖于之前(或者之后)执行的中间件，因此顺序是很重要的。

如果您想禁止内置的(在 SPIDER_MIDDLEWARES_BASE 中设置并默认启用的)中间件，您必须在项目的 SPIDER_MIDDLEWARES设置中定义该中间件，并将其值赋为 None 。例如，如果您想要关闭off-site中间件:

SPIDER_MIDDLEWARES = {
'myproject.middlewares.CustomSpiderMiddleware': 543,
'scrapy.contrib.spidermiddleware.offsite.OffsiteMiddleware': None,
}

最后，请注意，有些中间件需要通过特定的设置来启用。更多内容请查看相关中间件文档。

2，编写自己的spider中间件
编写spider中间件十分简单。每个中间件组件是一个定义了以下一个或多个方法的Python类:
class scrapy.contrib.spidermiddleware.SpiderMiddleware
process_spider_input(response, spider)
当response通过spider中间件时，该方法被调用，处理该response。

process_spider_input() 应该返回 None 或者抛出一个异常(exception)。

如果其返回 None ，Scrapy将会继续处理该response，调用所有其他的中间件直到spider处理该response。

如果其抛出一个异常(exception)，Scrapy将不会调用任何其他中间件的 process_spider_input() 方法，并调用request的errback。 errback的输出将会以另一个方向被重新输入到中间件链中，使用 process_spider_output() 方法来处理，当其抛出异常时则带调用process_spider_exception() 。

参数:
response (Response 对象) – 被处理的response
spider (Spider 对象) – 该response对应的spider

process_spider_output(response, result, spider)
当Spider处理response返回result时，该方法被调用。

process_spider_output() 必须返回包含 Request 或 Item 对象的可迭代对象(iterable)。

参数:
response (Response 对象) – 生成该输出的response
result (包含 Request 或 Item 对象的可迭代对象(iterable)) – spider返回的result
spider (Spider 对象) – 其结果被处理的spider

process_spider_exception(response, exception, spider)
当spider或(其他spider中间件的) process_spider_input() 抛出异常时，该方法被调用。

process_spider_exception() 必须要么返回 None ，要么返回一个包含 Response 或 Item 对象的可迭代对象(iterable)。

如果其返回 None ，Scrapy将继续处理该异常，调用中间件链中的其他中间件的 process_spider_exception() 方法，直到所有中间件都被调用，该异常到达引擎(异常将被记录并被忽略)。

如果其返回一个可迭代对象，则中间件链的 process_spider_output() 方法被调用，其他的 process_spider_exception() 将不会被调用。

参数:
response (Response 对象) – 异常被抛出时被处理的response
exception (Exception 对象) – 被跑出的异常
spider (Spider 对象) – 抛出该异常的spider

process_start_requests(start_requests, spider)
0.15 新版功能.

该方法以spider 启动的request为参数被调用，执行的过程类似于 process_spider_output() ，只不过其没有相关联的response并且必须返回request(不是item)。

其接受一个可迭代的对象(start_requests 参数)且必须返回另一个包含 Request 对象的可迭代对象。

注解
当在您的spider中间件实现该方法时，您必须返回一个可迭代对象(类似于参数start_requests)且不要遍历所有的 start_requests。该迭代器会很大(甚至是无限)，进而导致内存溢出。 Scrapy引擎在其具有能力处理start request时将会拉起request，因此start request迭代器会变得无限，而由其他参数来停止spider( 例如时间限制或者item/page记数)。

参数:
start_requests (包含 Request 的可迭代对象) – start requests
spider (Spider 对象) – start requests所属的spider

scrapy架构详解