自动化 Web 性能分析之 Puppeteer 爬虫实践

时间  2019-11-05
标签 自动化 web 性能 分析 puppeteer 爬虫 实践 栏目 测试自动化 繁體版
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原创不易，但愿能关注下咱们，再顺手点个赞~~

本文首发于政采云前端团队博客： 自动化 Web 性能分析之 Puppeteer 爬虫实践javascript

经过上篇文章《自动化 Web 性能优化分析方案》的分享想必你们对“百策系统”有了初步的了解。本文将向你们介绍自动化性能分析使用的核心库——Puppeteer，并结合页面登陆场景，介绍 Puppeteer 在百策系统中的应用。前端

Puppeteer 简介

Puppeteer 是一个 Node 库，它提供了一整套高级 API 来经过 DevTools 协议控制 Chromium 或 Chrome。正如其翻译为“操纵木偶的人”同样， 你能够经过 Puppeteer 的提供的 API 直接控制 Chrome，模拟大部分用户操做来进行 UI 测试或者做为爬虫访问页面来收集数据。java

Puppeteer 用途

  • 生成页面的屏幕截图和 PDF。
  • 爬取 SPA 应用，并生成预渲染内容（即 SSR 服务端渲染）。
  • 自动执行表单提交、UI测试、键盘输入等。
  • 建立最新的自动化测试环境，使用最新的 JavaScript 和浏览器功能，直接在最新版本的 Chrome 中运行测试。
  • 捕获页面的时间轴来帮助诊断性能问题。
  • 测试 Chrome 扩展程序。
  • 从页面抓取所须要的内容。

Puppeteer 安装

阅读 Puppeteer 的 官方 API 你会发现满屏的 async、await ，这些都是 ES7 的规范，因此你须要：git

  • Node.js 的版本不能低于 v7.6.0，由于须要支持 async、await；github

  • 须要最新的 Chrome Driver, 这个你在经过 npm 安装 Puppeteer 的时候系统会自动下载的。npm

# 配置淘宝的 Puppeteer下载源，用于安装 Chromium
# 国内环境若不配置，会卡在下载 Chromium ，你能够这样切换 npm 源

npm config set registry registry.npm.taobao.orgjson

export PUPPETEER_DOWNLOAD_HOST=https://npm.taobao.org/mirrorscanvas

npm i puppeteerc#

初探 Puppeteer：从页面截图开始

实现页面截图，首先咱们须要建立一个浏览器实例，而后打开一个页面，加载指定的 URL，在打开的页面上触发截图操做，最后再将浏览器关闭。所以，咱们须要用到如下 API：api

  • puppeteer.launch([options]) 启动浏览器实例
  • browser.newPage() 建立一个Page对象
  • page.goto(url[,options]) 跳转至指定页面
  • page.screenshot([options]) 进行页面截图
  • browser.close() 关闭 Chromium 及其全部页面
实现代码以下：
const puppeteer = require('puppeteer');
 
(async () => {
  const browser = await puppeteer.launch({
    // 是否运行浏览器无头模式(boolean)
    headless: false,
    // 是否自动打开调试工具(boolean)，若此值为true，headless自动置为fasle
    devtools: true,
    // 设置超时时间(number)，若此值为0，则禁用超时
    timeout: 20000,
  });

  const page = await browser.newPage();

  await page.goto('https://www.baidu.com');

  await page.screenshot({
    // 截图保存路径(string)
    path: './one.png',
    // 是否保存完整页面(boolean)
    fullPage: true
  });
	
  await browser.close();
})();
复制代码
执行完以上代码，咱们就能够在当前路径找到 one.png，咱们打开就能够看到以下截图：

Image text

又探 Puppeteer：自动测试页面性能

咱们知道 Web Performance 接口容许页面中的 JavaScript 代码能够经过具体的函数测量当前网页页面或者 Web 应用的性能。为能在页面执行 JavaScript 从而来检测页面性能，咱们就须要用到如下 API：

  • page.evaluate(pageFunction[, ...args]) 在浏览器中执行此函数，返回一个 Promise 对象
const puppeteer = require('puppeteer');

// 检测页面url
const url = 'https://www.zhengcaiyun.cn';
// 检测次数
const times = 5;
const record = [];

(async () => {
  for (let i = 0; i < times; i++) {
    const browser = await puppeteer.launch({headless: false});
    const page = await browser.newPage();
    await page.goto(url);
    // 等待保证页面加载完成
    await page.waitFor(5000);

    // 获取页面的 window.performance 属性
    const timing = JSON.parse(await page.evaluate(
      () => JSON.stringify(window.performance.timing)
    ));
    record.push(calculate(timing));
    await browser.close();
  }

  let whiteScreenTime = 0, requestTime = 0;

  for (let item of record) {
    whiteScreenTime += item.whiteScreenTime;
    requestTime += item.requestTime;
  }
	
  // 检测计算结果
  const result = [];
  result.push(url);
  result.push(`页面平均白屏时间为：${whiteScreenTime / times} ms`);
  result.push(`页面平均请求时间为：${requestTime / times} ms`);
  console.log(result);

  function calculate(timing) {
    const result = {};
    // 白屏时间
    result.whiteScreenTime = timing.responseStart - timing.navigationStart;
    // 请求时间
    result.requestTime = timing.responseEnd - timing.responseStart;
    return result;
  }
})();
复制代码
执行完以上代码，咱们就能够在终端看到检测页面的基本性能信息：

image

双探 Puppeteer：爬取苏宁易购的商品信息

打开电商首页，输入想要的商品名称，点击搜索按钮，跳转至相应的商品列表页，而后一页页浏览，从而找到心仪的商品，这大概就是咱们平时网购的样子。那么如何让浏览器自动执行以上步骤，同时还能抽空爬取每页的商品信息，顺便将信息导出至文件呢？为此，咱们须要用到如下 API：

  • page.title() 获取页面标题
  • page.type(selector, text[, options]) 获取输入框焦点并输入内容
  • page.click(selector[, options]) 点击要选择的元素
  • page.waitForNavigation([options]) 等待页面跳转
  • page.waitFor(selectorOrFunctionOrTimeout[, options[, ...args]]) 页面等待时间
  • fs.createWriteStream 对文件流进行写入
  • window.scrollBy(xnum, ynum) 页面向右、向下滑动的像素值
const fs = require('fs');
const puppeteer = require('puppeteer');

// 本次模拟获取苏宁易购的数据，来抓取在售的全部笔记本电脑信息~
(async () => {
  const browser = await (puppeteer.launch({ headless: false }));
  const page = await browser.newPage();

  // 进入页面
  // await page.goto('https://search.suning.com/笔记本电脑/');
  await page.goto('https://www.suning.com');
  
  // 获取页面标题
  let title = await page.title();
  console.log(title);

  // 点击搜索框拟人输入“笔记本电脑”
  await page.type('#searchKeywords', '笔记本电脑', { delay: 500 });

  // 点击搜索按钮
  await page.click('.search-btn');
  // await page.click('#searchKeywords');
  // await page.type('#searchKeywords', String.fromCharCode(13));

  // 等待页面跳转，注意：若是 click() 触发了一个跳转，会有一个独立的 page.waitForNavigation()对象须要等待
  await page.waitForNavigation();

  // 获取当前搜索项商品最大页数，为节约爬取时间，暂只爬取前5页数据
  // const maxPage = await page.evaluate(() => {
  // return Number($('#bottomPage').attr('max'));
  // })
  const maxPage = 5;

  let allInfo = [];
  for (let i = 0; i < maxPage; i++) {
    // 由于苏宁页面的商品信息用了懒加载，因此须要把页面滑动到最底部，保证全部商品数据都加载出来
    await autoScroll(page);
    // 保证每一个商品信息都加载出来
    await page.waitFor(5000);
    // 获取每一个
    const SHOP_LIST_SELECTOR = 'ul.general.clearfix';
    const shopList = await page.evaluate((sel) => {
      const shopBoxs = Array.from($(sel).find('li div.res-info'));
      const item = shopBoxs.map(v => {
        // 获取每一个商品的名称、品牌、价格
        const title = $(v).find('div.title-selling-point').text().trim();
        const brand = $(v).find('b.highlight').text().trim();
        const price = $(v).find('span.def-price').text().trim();
        return {
          title,
          brand,
          price,
        };
      });
      return item;
    }, SHOP_LIST_SELECTOR);
    allInfo = [...allInfo, ...shopList];

    // 当当前页面并不是最大页的时候，跳转到下一页
    if (i < maxPage - 1) {
      const nextPageUrl = await page.evaluate(() => {
        const url = $('#nextPage').get(0).href;
        return url;
      });
      await page.goto(nextPageUrl, { waitUntil:'networkidle0' });
      // waitUntil对应的参数以下：
      // load - 页面的load事件触发时
      // domcontentloaded - 页面的 DOMContentLoaded 事件触发时
      // networkidle0 - 再也不有网络链接时触发（至少500毫秒后）
      // networkidle2 - 只有2个网络链接时触发（至少500毫秒后）
    }
  }
  
  console.log(`共获取到${allInfo.length}台笔记本电脑信息`);

  // 将笔记本电脑信息写入文件
  writerStream = fs.createWriteStream('notebook.json');
  writerStream.write(JSON.stringify(allInfo, undefined, 2), 'UTF8');
  writerStream.end();
	
  browser.close();

  // 滑动屏幕，滚至页面底部
  function autoScroll(page) {
    return page.evaluate(() => {
      return new Promise((resolve) => {
        var totalHeight = 0;
        var distance = 100;
        // 每200毫秒让页面下滑100像素的距离
        var timer = setInterval(() => {
          var scrollHeight = document.body.scrollHeight;
          window.scrollBy(0, distance);
          totalHeight += distance;
          if (totalHeight >= scrollHeight) {
            clearInterval(timer);
            resolve();
          }
        }, 200);
      })
    });
  }
})();
复制代码
执行完以上代码，咱们就能够在终端看到爬取的笔记本电脑总数：

Image text

同时咱们能够在当前路径找到 notebook.json 文件，打开能够看到全部爬取的笔记本电脑信息：

Image text

叒探 Puppeteer：“百策系统”实现模拟登陆

如下内容是对上次“百策系统”的分享《自动化 Web 性能优化分析方案》内容的后续补充，要是不了解“百策系统”的同窗能够先补补课哈。

当“百策系统”分析须要登陆的页面时，如何模拟用户的登陆行为呢？好比检测咱们政采云的后台页面，咱们就须要先分辨出当前页面处于哪一个环境，其次跳转至对应环境的登陆页面，以后再输入帐号密码，待登陆完成后，跳转至后台页面的 URL，再进行页面后续的操做。那么如何实现以上功能呢，这里就须要用到如下 API：

  • browser.createIncognitoBrowserContext() 建立一个匿名浏览器上下文，这将不会与其余浏览器上下文分享 cookies/cache
  • page.waitForSelector(selector[, options]) 等待指定的选择器匹配的元素出如今页面中
  • page.$eval(selector, pageFunction[, ...args]) 此方法在页面内执行 document.querySelector，而后把匹配到的元素做为第一个参数传给 pageFunction。
const puppeteer = require('puppeteer');

// 根据不一样环境的页面，返回对应环境下登陆的 url
const getLoginPath = target => {
  if (target.includes('-staging.zcygov.cn')) {
    return 'https://login-staging.zcygov.cn/user-login/';
  } else if (target.includes('test.zcygov.cn')) {
    return 'http://login.test.zcygov.cn/user-login/';
  } else {
    return 'https://login.zcygov.cn/user-login/';
  }
};

async function loginSimulation(url, options) {
    const browser = await puppeteer.launch();
    // 建立一个匿名的浏览器上下文，这将不会与其余浏览器上下文分享 cookies/cache。
    const context = await browser.createIncognitoBrowserContext();
    const page = await context.newPage();

  // waitUntil对应的参数以下：
  // load - 页面的load事件触发时
  // domcontentloaded - 页面的 DOMContentLoaded 事件触发时
  // networkidle0 - 再也不有网络链接时触发（至少500毫秒后）
  // networkidle2 - 只有2个网络链接时触发（至少500毫秒后）

  // 若参数中有用户名密码，则先到登陆页面进行登陆再进行性能检测
  if (options.username && options.password) {
    // 跳转至相应的登陆页面
    await page.goto(getLoginPath(url), { waitUntil: 'networkidle0' });
    // 输入用户帐号
    await page.type('.login-form #username', options.username);
    // 输入用户密码
    await page.type('.login-form #password', options.password);
    // 点击登陆按钮
    await page.click('.login-form .password-login');
    
    // 等待页面跳转，注意：若是 click() 触发了一个跳转，会有一个独立的 page.waitForNavigation()对象须要等待
    await page.waitForNavigation();
    
    // 若跳转以后的页面仍处在登陆页，说明登陆出错
    const pUrl = await page.url();
    if (pUrl.includes('login')) {
      await page.waitForSelector('.form-content > .error-text > .text');
      // 获取错误信息内容
      const errorText = await page.$eval('.form-content > .error-text > .text', el => el.textContent.trim());
      // 报出错误信息
      throw new Error(`政采云登陆失败，${errorText}`);
    }
  }
};
复制代码

叕探 Puppeteer：搞定滑动解锁

目前有许多站点的登陆页面都添加了滑动解锁校验，这无疑对页面信息的爬取增长了难度，可是技术都是在互相碰撞中进步的。咱们不只要直面这座大山，还要想着跨越过去，为此，咱们须要用到如下 API：

  • CanvasRenderingContext2D.getImageData() 返回一个 ImageData 对象，用来描述 canvas 区域隐含的像素数据
  • page.$(selector) 此方法在页面内执行 document.querySelector
  • page.mouse.down([options]) 触发一个 mousedown 事件
  • page.mouse.move([options]) 触发一个 mousemove 事件
  • page.mouse.up([options]) 触发一个mouseup事件
const puppeteer = require('puppeteer');

(async function run() {
  const browser = await puppeteer.launch({
    headless: false,
    defaultViewport: {
      width: 1200,
      height: 600
    }
  });
  page = await browser.newPage();
  // 1.打开 bilibili 登陆页面
  await page.goto('https://passport.bilibili.com/login');
  await page.waitFor(3000);

  // 3.输入帐号密码
  await page.type('input#login-username','你的帐号', { delay: 50 });
  await page.type('input#login-passwd','你的密码', { delay: 50 });

  // 4.点登录按钮
  await page.click('.btn.btn-login');

  // 保证滑动弹窗加载出
  await page.waitFor(3000);

  // 获取像素差较大的最左侧横坐标 
  const diffX = await page.evaluate(() => {
    const fullbg = document.querySelector('.geetest_canvas_fullbg'); // 完成图片
    const bg = document.querySelector('.geetest_canvas_bg'); // 带缺口图片
    const diffPixel = 40; // 像素差

    // 滑动解锁的背景图片的尺寸为 260*160
    // 拼图右侧离背景最左侧距离为 46px，故从 47px 的位置开始检测
    for(let i = 47; i < 260; i++) {
      for(let j = 1; j < 160; j++) {
        const fullbgData = fullbg.getContext("2d").getImageData(i, j, 1, 1).data;
        const bgData = bg.getContext("2d").getImageData(i, j, 1, 1).data;
        const red = Math.abs(fullbgData[0] - bgData[0]);
        const green = Math.abs(fullbgData[1] - bgData[1]);
        const blue = Math.abs(fullbgData[2] - bgData[2]);
        // 若找到两张图片在一样像素点中，red、green、blue 有一个值相差较大，便可视为缺口图片中缺口的最左侧横坐标位置
        if(red > diffPixel || green > diffPixel || blue > diffPixel) {
          return i;
        }
      }
    }
  });

  // 获取滑动按钮在页面中的坐标
  const dragButton = await page.$('.geetest_slider_button');
  const box = await dragButton.boundingBox();
  // 获取滑动按钮中心点位置
  const x = box.x + (box.width / 2);
  const y = box.y + (box.height / 2);

  // 鼠标滑动至滑动按钮中心点
  await page.mouse.move(x, y);
  // 按下鼠标
  await page.mouse.down();
  // 慢慢滑动至缺口位置,因起始位置有约 7px 的误差，故终点值为 x + diffX - 7 
  for (let i = x; i < x + diffX - 7; i = i + 5) {
    // 滑动鼠标
    await page.mouse.move(i, y);
  }
  // 伪装有个停顿，看起来更像是人为操做
  await page.waitFor(200);
  // 放开鼠标
  await page.mouse.up();

  await page.waitFor(5000);
  await browser.close();
})();
复制代码
执行完以上代码，来看下实现效果：

Image text

结语

固然， Puppeteer 的强大不止于此，咱们能够经过 Puppeteer 实现更多有意思的功能，好比使用 Puppeteer 来检测页面图片是否使用懒加载，后续咱们会对其功能的实现进行的分享，也请持续关注咱们微信公众号“政采云前端团队”以及关注咱们掘金帐号。

引用资料

招贤纳士

招人，前端，隶属政采云前端大团队（ZooTeam），50 余个小伙伴正等你加入一块儿浪～ 若是你想改变一直被事折腾，但愿开始能折腾事；若是你想改变一直被告诫须要多些想法，却无从破局；若是你想改变你有能力去作成那个结果，却不须要你；若是你想改变你想作成的事须要一个团队去支撑，但没你带人的位置；若是你想改变“5年工做时间3年工做经验”；若是你想改变原本悟性不错，但老是有那一层窗户纸的模糊… 若是你相信相信的力量，相信平凡人能成就非凡事，相信能遇到更好的本身。若是你但愿参与到随着业务腾飞的过程，亲手参与一个有着深刻的业务理解、完善的技术体系、技术创造价值、影响力外溢的前端团队的成长历程，我以为咱们该聊聊。任什么时候间，等着你写点什么，发给ZooTeam@cai-inc.com

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