urllib与urllib2的学习总结(python2.7.X)

　　先啰嗦一句，我使用的版本是python2.7，没有使用3.X的原因是我觉得2.7的扩展比较多，且较之前的版本变化不大，使用顺手。3.X简直就是革命性的变化，用的蹩手。3.x的版本urllib与urllib2已经合并为一个urllib库，学着比较清晰些，2.7的版本呢urllib与urllib2各有各的作用，下面我把自己学习官方文档和其他资料的总结写下，方便以后使用。

　　urllib与urllib2并不是可以代替的，只能说2是一个补充吧。先来看看他们俩的区别，有一篇文章把urllib与urllib2的关系说的很明白《difference between urllib and urllib2》，意思如下。

　　Python的urllib和urllib2模块都做与请求URL相关的操作，但他们提供不同的功能。他们两个最显着的差异如下：

• 　　urllib2可以接受一个Request对象，并以此可以来设置一个URL的headers，但是urllib只接收一个URL。这意味着，你不能伪装你的用户代理字符串等。
• 　　urllib模块可以提供进行urlencode的方法，该方法用于GET查询字符串的生成，urllib2的不具有这样的功能。这就是urllib与urllib2经常在一起使用的原因。

　　

　　这两点对于用过urllib与urllib2的人来说比较好理解，但是对于没用过的还是不能有好的理解，下面参考官方的文档，把自己对urllib与urllib2的学习内容总结如下。

　　A.urllib2概述

　　urllib2模块定义的函数和类用来获取URL（主要是HTTP的），他提供一些复杂的接口用于处理： 基本认证，重定向，Cookies等。

　　urllib2支持许多的“URL schemes”（由URL中的“：”之前的字符串确定 - 例如“FTP”的URL方案如“ftp://python.org/”），且他还支持其相关的网络协议（如FTP，HTTP）。我们则重点关注HTTP。

　　在简单的情况下，我们会使用urllib2模块的最常用的方法urlopen。但只要打开HTTP URL时遇到错误或异常的情况下，就需要一些HTTP传输协议的知识。我们没有必要掌握HTTP RFC2616。这是一个最全面和最权威的技术文档，且不易于阅读。在使用urllib2时会用到HTTP RFC2616相关的知识，了解即可。

　　B.常用方法和类

　　1) urllib2.urlopen(url[, data][, timeout])

　　urlopen方法是urllib2模块最常用也最简单的方法，它打开URL网址，url参数可以是一个字符串url或者是一个Request对象。URL没什么可说的，Request对象和data在request类中说明，定义都是一样的。

　　对于可选的参数timeout，阻塞操作以秒为单位，如尝试连接（如果没有指定，将使用设置的全局默认timeout值）。实际上这仅适用于HTTP，HTTPS和FTP连接。

　　先看只包含URL的请求例子：

import urllib2
response = urllib2.urlopen('http://python.org/')
html = response.read()

　　urlopen方法也可通过建立了一个Request对象来明确指明想要获取的url。调用urlopen函数对请求的url返回一个response对象。这个response类似于一个file对象，所以用.read()函数可以操作这个response对象，关于urlopen函数的返回值的使用，我们下面再详细说。

import urllib2
req = urllib2.Request('http://python.org/')
response = urllib2.urlopen(req)
the_page = response.read()

这里用到了urllib2.Request类，对于上例，我们只通过了URL实例化了Request类的对象，其实Request类还有其他的参数。

　　2) class urllib2.Request(url[, data][, headers][, origin_req_host][, unverifiable])

Request类是一个抽象的URL请求。5个参数的说明如下

　　URL——是一个字符串，其中包含一个有效的URL。

　　data——是一个字符串，指定额外的数据发送到服务器，如果没有data需要发送可以为“None”。目前使用data的HTTP请求是唯一的。当请求含有data参数时，HTTP的请求为POST，而不是GET。数据应该是缓存在一个标准的application/x-www-form-urlencoded格式中。urllib.urlencode()函数用映射或2元组，返回一个这种格式的字符串。通俗的说就是如果想向一个URL发送数据（通常这些数据是代表一些CGI脚本或者其他的web应用）。对于HTTP来说这动作叫Post。例如在网上填的form（表单）时，浏览器会POST表单的内容，这些数据需要被以标准的格式编码（encode），然后作为一个数据参数传送给Request对象。Encoding是在urlib模块中完成的，而不是在urlib2中完成的。下面是个例子：

import urllib
import urllib2
url = 'http://www.someserver.com/cgi-bin/register.cgi'
values = {'name' : 'Michael Foord',
          'location' : 'Northampton',
          'language' : 'Python' }
data = urllib.urlencode(values)
req = urllib2.Request(url, data)
response = urllib2.urlopen(req)
the_page = response.read()

　　headers——是字典类型，头字典可以作为参数在request时直接传入，也可以把每个键和值作为参数调用add_header()方法来添加。作为辨别浏览器身份的User-Agent header是经常被用来恶搞和伪装的，因为一些HTTP服务只允许某些请求来自常见的浏览器而不是脚本，或是针对不同的浏览器返回不同的版本。例如，Mozilla Firefox浏览器被识别为“Mozilla/5.0 (X11; U; Linux i686) Gecko/20071127 Firefox/2.0.0.11”。默认情况下，urlib2把自己识别为Python-urllib/x.y（这里的xy是python发行版的主要或次要的版本号，如在Python 2.6中，urllib2的默认用户代理字符串是“Python-urllib/2.6。下面的例子和上面的区别就是在请求时加了一个headers，模仿IE浏览器提交请求。

import urllib
import urllib2
url = 'http://www.someserver.com/cgi-bin/register.cgi'
user_agent = 'Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.5; Windows NT)'
values = {'name' : 'Michael Foord',
          'location' : 'Northampton',
          'language' : 'Python' }
headers = { 'User-Agent' : user_agent }
data = urllib.urlencode(values)
req = urllib2.Request(url, data, headers)
response = urllib2.urlopen(req)
the_page = response.read()

标准的headers组成是(Content-Length, Content-Type and Host)，只有在Request对象调用urlopen()（上面的例子也属于这个情况）或者OpenerDirector.open()时加入。两种情况的例子如下：

使用headers参数构造Request对象，如上例在生成Request对象时已经初始化header，而下例是Request对象调用add_header(key, val)方法附加header（Request对象的方法下面再介绍）：

import urllib2
req = urllib2.Request('http://www.example.com/')
req.add_header('Referer', 'http://www.python.org/')
r = urllib2.urlopen(req)

OpenerDirector为每一个Request自动加上一个User-Agent header，所以第二种方法如下（urllib2.build_opener会返回一个OpenerDirector对象，关于urllib2.build_opener类下面再说）：

import urllib2
opener = urllib2.build_opener()
opener.addheaders = [('User-agent', 'Mozilla/5.0')]
opener.open('http://www.example.com/')

最后两个参数仅仅是对正确操作第三方HTTP cookies 感兴趣，很少用到：

　　origin_req_host——是RFC2965定义的源交互的request-host。默认的取值是cookielib.request_host(self)。这是由用户发起的原始请求的主机名或IP地址。例如，如果请求的是一个HTML文档中的图像，这应该是包含该图像的页面请求的request-host。

　　unverifiable ——代表请求是否是无法验证的，它也是由RFC2965定义的。默认值为false。一个无法验证的请求是，其用户的URL没有足够的权限来被接受。例如，如果请求的是在HTML文档中的图像，但是用户没有自动抓取图像的权限，unverifiable的值就应该是true。

　　3) urllib2.install_opener(opener)和urllib2.build_opener([handler, ...])　

　　install_opener和build_opener这两个方法通常都是在一起用,也有时候build_opener单独使用来得到OpenerDirector对象。　　

　　install_opener实例化会得到OpenerDirector 对象用来赋予全局变量opener。如果想用这个opener来调用urlopen，那么就必须实例化得到OpenerDirector；这样就可以简单的调用OpenerDirector.open()来代替urlopen()。

　　build_opener实例化也会得到OpenerDirector对象，其中参数handlers可以被BaseHandler或他的子类实例化。子类中可以通过以下实例化：ProxyHandler (如果检测代理设置用), UnknownHandler, HTTPHandler, HTTPDefaultErrorHandler, HTTPRedirectHandler, FTPHandler, FileHandler, HTTPErrorProcessor。　

import urllib2
req = urllib2.Request('http://www.python.org/')
opener=urllib2.build_opener()
urllib2.install_opener(opener)
f = opener.open(req)

　　如上使用 urllib2.install_opener()设置 urllib2 的全局 opener。这样后面的使用会很方便，但不能做更细粒度的控制，比如想在程序中使用两个不同的 Proxy 设置等。比较好的做法是不使用 install_opener 去更改全局的设置，而只是直接调用 opener的open 方法代替全局的 urlopen 方法。

　　说到这Opener和Handler之间的操作听起来有点晕。整理下思路就清楚了。当获取一个URL时，可以使用一个opener（一个urllib2.OpenerDirector实例对象，可以由build_opener实例化生成）。正常情况下程序一直通过urlopen使用默认的opener（也就是说当你使用urlopen方法时，是在隐式的使用默认的opener对象），但也可以创建自定义的openers（通过操作器handlers创建的opener实例）。所有的重活和麻烦都交给这些handlers来做。每一个handler知道如何以一种特定的协议（http，ftp等等）打开url，或者如何处理打开url发生的HTTP重定向，或者包含的HTTP cookie。创建openers时如果想要安装特别的handlers来实现获取url（如获取一个处理cookie的opener，或者一个不处理重定向的opener）的话，先实例一个OpenerDirector对象，然后多次调用.add_handler(some_handler_instance)来创建一个opener。或者，你可以用build_opener，这是一个很方便的创建opener对象的函数，它只有一个函数调用。build_opener默认会加入许多handlers，它提供了一个快速的方法添加更多东西和使默认的handler失效。
install_opener如上所述也能用于创建一个opener对象，但是这个对象是（全局）默认的opener。这意味着调用urlopen将会用到你刚创建的opener。也就是说上面的代码可以等同于下面这段。这段代码最终还是使用的默认opener。一般情况下我们用build_opener为的是生成自定义opener，没有必要调用install_opener，除非是为了方便。

import urllib2
req = urllib2.Request('http://www.python.org/')
opener=urllib2.build_opener()
urllib2.install_opener(opener)
f = urllib2.urlopen(req)

 　　C.异常处理

　　当我们调用urllib2.urlopen的时候不会总是这么顺利，就像浏览器打开url时有时也会报错，所以就需要我们有应对异常的处理。
　　说到异常，我们先来了解返回的response对象的几个常用的方法：

　　geturl() — 返回检索的URL资源，这个是返回的真正url，通常是用来鉴定是否重定向的，如下面代码4行url如果等于“http://www.python.org/ ”说明没有被重定向。

　　info() — 返回页面的原信息就像一个字段的对象， 如headers，它以mimetools.Message实例为格式(可以参考HTTP Headers说明)。

　　getcode() — 返回响应的HTTP状态代码，运行下面代码可以得到code=200，具体各个code代表的意思请参见文后附录。

import urllib2
req = urllib2.Request('http://www.python.org/')
response=urllib2.urlopen(req)
url=response.geturl()
info=response.info()
code=response.getcode()

　　当不能处理一个response时，urlopen抛出一个URLError（对于python APIs，内建异常如，ValueError, TypeError 等也会被抛出。）
　　HTTPError是HTTP URL在特别的情况下被抛出的URLError的一个子类。下面就详细说说URLError和HTTPError。

　　URLError——handlers当运行出现问题时（通常是因为没有网络连接也就是没有路由到指定的服务器，或在指定的服务器不存在），抛出这个异常.它是IOError的子类.这个抛出的异常包括一个‘reason’ 属性,他包含一个错误编码和一个错误文字描述。如下面代码，request请求的是一个无法访问的地址，捕获到异常后我们打印reason对象可以看到错误编码和文字描述。

import urllib2
req = urllib2.Request('http://www.python11.org/')
try:
    response=urllib2.urlopen(req)
except urllib2.URLError,e:
    print e.reason
    print e.reason[0]
    print e.reason[1]

运行结果：

　　HTTPError——HTTPError是URLError的子类。每个来自服务器HTTP的response都包含“status code”. 有时status code不能处理这个request. 默认的处理程序将处理这些异常的responses。例如，urllib2发现response的URL与你请求的URL不同时也就是发生了重定向时，会自动处理。对于不能处理的请求, urlopen将抛出HTTPError异常. 典型的错误包含‘404’ (没有找到页面), ‘403’ (禁止请求),‘401’ (需要验证)等。它包含2个重要的属性reason和code。

　　当一个错误被抛出的时候，服务器返回一个HTTP错误代码和一个错误页。你可以使用返回的HTTP错误示例。这意味着它不但具有code和reason属性，而且同时具有read，geturl，和info等方法，如下代码和运行结果。

import urllib2
req = urllib2.Request('http://www.python.org/fish.html')
try:
    response=urllib2.urlopen(req)
except urllib2.HTTPError,e:
    print e.code
    print e.reason
    print e.geturl()
    print e.read()

运行结果:

   如果我们想同时处理HTTPError和URLError，因为HTTPError是URLError的子类，所以应该把捕获HTTPError放在URLError前面，如不然URLError也会捕获一个HTTPError错误，代码参考如下：

import urllib2
req = urllib2.Request('http://www.python.org/fish.html')
try:
    response=urllib2.urlopen(req)
except urllib2.HTTPError,e:
    print 'The server couldn\'t fulfill the request.'
    print 'Error code: ',e.code
    print 'Error reason: ',e.reason   
except urllib2.URLError,e:
    print 'We failed to reach a server.'
    print 'Reason: ', e.reason
else:
    # everything is fine
    response.read()

这样捕获两个异常看着不爽，而且HTTPError还是URLError的子类，我们可以把代码改进如下：

import urllib2
req = urllib2.Request('http://www.python.org/fish.html')
try:
    response=urllib2.urlopen(req)
except urllib2.URLError as e:
    if hasattr(e, 'reason'):
        #HTTPError and URLError all have reason attribute.
        print 'We failed to reach a server.'
        print 'Reason: ', e.reason
    elif hasattr(e, 'code'):
        #Only HTTPError has code attribute.
        print 'The server couldn\'t fulfill the request.'
        print 'Error code: ', e.code
else:
    # everything is fine
    response.read()

　　关于错误编码因为处理程序默认的处理重定向（错误码范围在300内），错误码在100-299范围内的表示请求成功，所以通常会看到的错误代码都是在400-599的范围内。具体错误码的说明看附录。

　　写到这上面多次提到了重定向，也说了重定向是如何判断的，并且程序对于重定向时默认处理的。如何禁止程序自动重定向呢，我们可以自定义HTTPRedirectHandler 类，代码参考如下：

class SmartRedirectHandler(urllib2.HTTPRedirectHandler):
    def http_error_301(self, req, fp, code, msg, headers):
        result = urllib2.HTTPRedirectHandler.http_error_301(self, req, fp, code, msg, headers)
        return result

    def http_error_302(self, req, fp, code, msg, headers):
        result = urllib2.HTTPRedirectHandler.http_error_302(self, req, fp, code, msg, headers)
        return result

附录：

# Table mapping response codes to messages; entries have the
# form {code: (shortmessage, longmessage)}.
responses = {
    100: ('Continue', 'Request received, please continue'),
    101: ('Switching Protocols',
          'Switching to new protocol; obey Upgrade header'),

    200: ('OK', 'Request fulfilled, document follows'),
    201: ('Created', 'Document created, URL follows'),
    202: ('Accepted',
          'Request accepted, processing continues off-line'),
    203: ('Non-Authoritative Information', 'Request fulfilled from cache'),
    204: ('No Content', 'Request fulfilled, nothing follows'),
    205: ('Reset Content', 'Clear input form for further input.'),
    206: ('Partial Content', 'Partial content follows.'),

    300: ('Multiple Choices',
          'Object has several resources -- see URI list'),
    301: ('Moved Permanently', 'Object moved permanently -- see URI list'),
    302: ('Found', 'Object moved temporarily -- see URI list'),
    303: ('See Other', 'Object moved -- see Method and URL list'),
    304: ('Not Modified',
          'Document has not changed since given time'),
    305: ('Use Proxy',
          'You must use proxy specified in Location to access this '
          'resource.'),
    307: ('Temporary Redirect',
          'Object moved temporarily -- see URI list'),

    400: ('Bad Request',
          'Bad request syntax or unsupported method'),
    401: ('Unauthorized',
          'No permission -- see authorization schemes'),
    402: ('Payment Required',
          'No payment -- see charging schemes'),
    403: ('Forbidden',
          'Request forbidden -- authorization will not help'),
    404: ('Not Found', 'Nothing matches the given URI'),
    405: ('Method Not Allowed',
          'Specified method is invalid for this server.'),
    406: ('Not Acceptable', 'URI not available in preferred format.'),
    407: ('Proxy Authentication Required', 'You must authenticate with '
          'this proxy before proceeding.'),
    408: ('Request Timeout', 'Request timed out; try again later.'),
    409: ('Conflict', 'Request conflict.'),
    410: ('Gone',
          'URI no longer exists and has been permanently removed.'),
    411: ('Length Required', 'Client must specify Content-Length.'),
    412: ('Precondition Failed', 'Precondition in headers is false.'),
    413: ('Request Entity Too Large', 'Entity is too large.'),
    414: ('Request-URI Too Long', 'URI is too long.'),
    415: ('Unsupported Media Type', 'Entity body in unsupported format.'),
    416: ('Requested Range Not Satisfiable',
          'Cannot satisfy request range.'),
    417: ('Expectation Failed',
          'Expect condition could not be satisfied.'),

    500: ('Internal Server Error', 'Server got itself in trouble'),
    501: ('Not Implemented',
          'Server does not support this operation'),
    502: ('Bad Gateway', 'Invalid responses from another server/proxy.'),
    503: ('Service Unavailable',
          'The server cannot process the request due to a high load'),
    504: ('Gateway Timeout',
          'The gateway server did not receive a timely response'),
    505: ('HTTP Version Not Supported', 'Cannot fulfill request.'),
    }