网络爬虫的设计与实现(完整版)
【设计】毕业设计网络爬虫

【关键字】设计毕业设计网络爬虫篇一:网络爬虫的设计与实现毕业设计(论文)说明书学院软件学院专业软件工程年级姓名张凤龙指导教师陈锦言XX年3月 6 日毕业设计(论文)任务书题目:网络爬虫设计与实现学生姓名张凤龙学院名称软件学院专业软件工程学号指导教师陈锦言职称讲师一、原始依据(包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。
)互联网是一个庞大的非结构化的数据库,将数据有效的检索并组织呈现出来有着巨大的应用前景。
搜索引擎作为一个辅助人们检索信息的工具成为用户访问万维网的入口和指南。
但是,这些通用性搜索引擎也存在着一定的局限性。
不同领域、不同背景的用户往往具有不同的检索目的和需求,通用搜索引擎所返回的结果包含大量用户不关心的网页。
所以需要一个能基于主题搜索的满足特定需求的网络爬虫。
为了解决上述问题,参照成功的网络爬虫模式,对网络爬虫进行研究,从而能够为网络爬虫实现更深入的主题相关性,提供满足特定搜索需求的网络爬虫。
二、参考文献[1]Winter.中文搜索引擎技术解密:网络蜘蛛[M].北京:人民邮电出版社,XX年.[2]Sergey等.The Anatomy of a Large-Scale Hypertextual Web Search Engine [M].北京:清华大学出版社,1998年.[3]Wisenut.WiseNut Search Engine white paper [M].北京:中国电力出版社,XX年.[4]Gary R.Wright W.Richard Stevens.TCP-IP协议详解卷3:TCP事务协议,HTTP,NNTP 和UNIX域协议[M].北京:机械工业出版社,XX 年1月. [5]罗刚王振东.自己动手写网络爬虫[M].北京:清华大学出版社,XX年10月.[6]李晓明,闫宏飞,王继民.搜索引擎:原理、技术与系统——华夏英才基金学术文库[M].北京:科学出版社,XX年04月.三、设计(研究)内容和要求(包括设计或研究内容、主要指标与技术参数,并根据课题性质对学生提出具体要求。
基于Perl的网络爬虫设计与实现

基于Perl的网络爬虫设计与实现一、引言网络爬虫(Web Crawler)是一种自动化程序,可以在互联网上自动浏览网页并提取相关信息的工具。
在当今信息爆炸的时代,网络爬虫在各行各业都扮演着重要的角色。
Perl作为一种强大的脚本语言,被广泛应用于网络爬虫的设计与实现中。
本文将介绍基于Perl的网络爬虫的设计原理和实现方法。
二、网络爬虫的原理网络爬虫的核心功能是从互联网上下载网页并提取有用信息。
其工作流程一般包括以下几个步骤: 1. 发起HTTP请求:网络爬虫通过HTTP协议向目标网站发送请求,获取网页内容。
2. 解析HTML:爬虫将获取到的HTML页面进行解析,提取其中的链接和数据。
3. 下载资源:爬虫下载页面中包含的图片、视频等资源。
4. 存储数据:爬虫将提取到的数据存储到本地数据库或文件中。
三、Perl语言简介Perl是一种通用的高级编程语言,特别适合处理文本数据和执行系统管理任务。
它具有强大的正则表达式支持和丰富的模块库,非常适合用于网络爬虫的开发。
四、基于Perl的网络爬虫设计1. 安装必要的模块在Perl中,我们可以使用CPAN(Comprehensive Perl Archive Network)来安装各种模块。
在开发网络爬虫时,常用的模块包括LWP::UserAgent、HTML::TreeBuilder等。
2. 发起HTTP请求使用LWP::UserAgent模块可以方便地发送HTTP请求,并获取服务器响应。
下面是一个简单的示例代码:示例代码star:编程语言:perluse LWP::UserAgent;my $ua = LWP::UserAgent->new;my $response = $ua->get('对应网址');if ($response->is_success) {print $response->content;} else {die $response->status_line;}示例代码end3. 解析HTML页面解析HTML页面是网络爬虫中非常重要的一步。
爬虫实现方案

爬虫具有高效性、自动化、可定制性 等特点,可以根据用户需求进行定制 化开发。
爬虫的工作原理
工作流程
爬虫从起始网页开始,解析网页内容, 提取链接,然后通过HTTP请求获取 链接页面的内容,重复以上步骤,直 到完成预设的任务目标。
数据存储
爬取到的数据可以存储在本地文件、 数据库或云存储中,以便后续处理和 分析。
MySQLdb库
连接MySQL数据库,适用于存储大量 数据。
数据清洗与去重
去除无关数据
去除重复、无关或错误的 数据,提高数据质量。
数据格式化
将数据格式化为统一格式, 方便后续处理和分析。
数据去重
使用set等数据结构去除 重复数据,确保数据唯一 性。
Part
03
爬虫策略与技巧
反爬虫策略应对
使用代理IP
在进行爬虫开发时,应尊重网站的知识产权,不得盗取网 站的内容。
要点二
避免恶意竞争
在进行爬虫开发时,应避免对竞争对手进行恶意干扰或攻击。
THANKS
感谢您的观看
通过频繁更换IP地址来避免被目 标网站封禁。
使用Headers信息
设置合理的Headers信息,模仿 正常浏览器请求。
限制请求频率
合理设置请求间隔和频率,以降 低被目标网站识别和封禁的风险。
模拟用户行为
使用如Selenium等工具模拟用户 浏览行为,以降低被反爬虫机制 识别。
多线程与多进程爬虫
多线程爬虫
搜索引擎爬虫
实现方式
通过爬虫技术,抓取互联网上的网页信息,建 立索引数据库,提供搜索服务。
优势
快速响应用户的搜索请求,提供准确的搜索结果。
挑战
需要处理网页质量和更新问题,保持索引数据库的实时性和准确性。
(精品)网络爬虫的设计与实现毕业论文

摘要网络爬虫是一种自动搜集互联网信息的程序。
通过网络爬虫不仅能够为搜索引擎采集网络信息,而且可以作为定向信息采集器,定向采集某些网站下的特定信息,如招聘信息,租房信息等。
本文通过JAVA实现了一个基于广度优先算法的多线程爬虫程序。
本论文阐述了网络爬虫实现中一些主要问题:为何使用广度优先的爬行策略,以及如何实现广度优先爬行;为何要使用多线程,以及如何实现多线程;系统实现过程中的数据存储;网页信息解析等。
通过实现这一爬虫程序,可以搜集某一站点的URLs,并将搜集到的URLs 存入数据库。
【关键字】网络爬虫;JAVA;广度优先;多线程。
ABSTRACTSPIDER is a program which can auto collect informations from internet. SPIDER can collect data for search engines, also can be a Directional information collector, collects specifically informations from some web sites, such as HR informations, this paper, use JAVA implements a breadth-first algorithm multi-thread SPDIER. This paper expatiates some major problems of SPIDER: why to use breadth-first crawling strategy, and collect URLs from one web site, and store URLs into database.【KEY WORD】SPIDER; JA V A; Breadth First Search; multi-threads.目录第一章引言 (1)第二章相关技术介绍 (2)2.1JAVA线程 (2)2.1.1 线程概述 (2)2.1.2 JAVA线程模型 (2)2.1.3 创建线程 (3)2.1.4 JAVA中的线程的生命周期 (4)2.1.5 JAVA线程的结束方式 (4)2.1.6 多线程同步 (5)2.2URL消重 (5)2.2.1 URL消重的意义 (5)2.2.2 网络爬虫URL去重储存库设计 (5)2.2.3 LRU算法实现URL消重 (7)2.3URL类访问网络 (8)2.4爬行策略浅析 (8)2.4.1宽度或深度优先搜索策略 (8)2.4.2 聚焦搜索策略 (9)2.4.3基于内容评价的搜索策略 (9)2.4.4 基于链接结构评价的搜索策略 (10)2.4.5 基于巩固学习的聚焦搜索 (11)2.4.6 基于语境图的聚焦搜索 (11)第三章系统需求分析及模块设计 (13)3.1系统需求分析 (13)3.2SPIDER体系结构 (13)3.3各主要功能模块(类)设计 (14)3.4SPIDER工作过程 (14)第四章系统分析与设计 (16)4.1SPIDER构造分析 (16)4.2爬行策略分析 (17)4.3URL抽取,解析和保存 (18)4.3.1 URL抽取 (18)4.3.2 URL解析 (19)4.3.3 URL保存 (19)第五章系统实现 (21)5.1实现工具 (21)5.2爬虫工作 (21)5.3URL解析 (22)5.4URL队列管理 (24)5.4.1 URL消重处理 (24)5.4.2 URL等待队列维护 (26)5.4.3 数据库设计 (27)第六章系统测试 (29)第七章结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)外文资料原文 (35)译文 (51)第一章引言随着互联网的飞速发展,网络上的信息呈爆炸式增长。
Python网络爬虫设计与实现-课件详解

数据可视化
学习使用Python的数据可视化工 具创建图表和可视化呈现数据。
Pandas库应用
了解如何使用Pandas库对爬虫数 据进行处理和分析。
爬取动态网页的方法与技巧
1 动态网页基础
了解动态网页的基本原理和技术。
2 模拟浏览器行为
学习使用Selenium模拟浏览器行为来解 析动态网页。
3 AJAX抓包
学习如何使用解析库解析和提取XML页 面的数据。
3 JSON解析
介绍如何使用解析库解析和提取JSON数据。如何提高爬虫效率与稳定性
1
多线程/多进程
了解并实践使用多线程或多进程提高爬
异步请求
2
虫效率。
介绍异步请求的概念和使用方法以提高
爬虫的效率。
3
错误处理和重试
学习如何处理爬虫中的错误和异常,并 进行自动重试。
学习如何使用爬虫爬取和保存网 页上的图片数据。
视频爬取技巧
了解如何使用爬虫爬取和保存网 页上的视频数据。
图像识别技术
介绍使用图像识别技术自动识别 和下载网页中的图片。
数据提取技术
学习使用XPath和正则表达式提取 网页中的数据。
API集成
了解通过API和Web Services获取 结构化数据的方法。
RSS订阅
介绍如何使用爬虫订阅和提取 RSS源的内容。
网页解析的基本方法及相关技术
1 HTML解析
了解如何使用解析库解析和提取HTML 页面的数据。
2 XML解析
学习URL解析和请求头设置 的基本知识。
常见请求错误
介绍一些常见的网络请求错 误和解决方法。
爬虫的常见反爬策略及应对方法
1
IP封禁
网络爬虫技术的实现与应用

技术创新与监管:讨论爬虫技术的未来发展和监管之间的平衡,包括技术创新、法律监管等方面的 挑战和机遇
未来发展趋势的预测与展望
人工智能与机器学 习在爬虫技术中的 应用
分布式爬虫技术的 普及与发展
隐私保护和反爬虫 策略的完善
跨平台和跨领域的 数据采集与整合
感谢您的观看
汇报人:
模拟用户行为:模拟正常用户浏览网页的行为,如使用 JavaScript渲染、模拟鼠标点击等
伪装身份:使用User-Agent头信息伪装成浏览器或搜索引 擎爬虫,以避免被识别为恶意爬虫
限制爬取频率:合理控制爬取频率,避免过于频繁地访问目 标网站,以减少被封禁的风险
使用验证码:对于一些需要验证码才能访问的页面,可以使 用OCR技术自动识别验证码
数据可视化: 将数据以图 表等形式展 示,更直观 地理解数据
网络爬虫的合法 性与道德问题
遵守网站的robots协议
robots协议定义:robots协议是网站与爬虫之间的一种协议,用于规范爬虫 的行为
遵守robots协议的重要性:遵守robots协议可以保护网站的权益,避免不必 要的法律纠纷
如何遵守robots协议:在编写爬虫程序时,需要遵循robots协议中的规定, 如限制爬取频率、不抓取敏感信息等
网络爬虫技术的实现与 应用
汇报人:
目录
网络爬虫的基本概念 与原理
01
网络爬虫的实现技术
02
网络爬虫的应用场景
03
网络爬虫的策略与技 巧
04
网络爬虫的合法性与 道德问题
05
网络爬虫的未来发展 与趋势
06
网络爬虫的基本 概念与原理网络爬虫的定义网络爬虫的概念:网络爬虫是一种自动化程序,能够模拟人类在互联网上浏览网页并抓取数据。
网页爬虫设计与实现

网页爬虫设计与实现网络爬虫(Web Crawler)是指一种自动化程序,可以在Internet上找到URL并按照一定规则解析网页内容。
这种程序也被称为Web Spider或Web Robot。
它会遍历互联网,并将其找到的页面、文件、图片和视频等信息抓取下来,解析为可读取的数据,再进行分析、存储和处理等操作。
爬虫技术目前广泛应用于搜索引擎、数据挖掘、信息监控、商业情报、竞争情报、舆情分析等领域。
我们也可以通过自己搭建网络爬虫,获取网站上的信息,并进行分析和处理。
下面我将介绍如何设计和实现一个简单的网络爬虫。
一、爬虫设计1.确定爬取目标在设计爬虫之前,首先需要确定我们的爬虫要爬取的目标网站,并决定要获取哪些信息。
这个过程需要针对不同的网站进行不同的处理,因为每个网站的结构和内容都各不相同。
2.选择开发技术开发网络爬虫需要掌握一定的编程技能,在选择技术上可以根据个人的需求和技术储备进行选择。
目前主流的网络爬虫的开发技术包括Python、Java、C++等编程语言。
其中,Python常用于开发爬虫项目,因为它具有简单易用、高效稳定、开源等特点。
3.定义爬虫的流程在确定要爬取的目标网站和选择开发技术之后,我们需要定义爬虫的具体流程。
这个过程大致包括以下步骤:(1)获取目标页面URL首先,我们需要获取目标网站的URL,然后解析页面信息,获取需要爬取的页面地址。
(2)解析页面内容接下来,我们需要对目标网站的页面进行解析,获取需要的信息。
解析可以通过正则表达式、BeautifulSoup、Scrapy等工具实现。
(3)存储数据获取到数据之后,我们需要将其存储到数据库或者本地文本等格式中。
(4)设置爬取规则为了控制爬虫的行为,我们需要设置一些规则,比如访问频率、访问深度、访问范围等。
这些规则可以避免因为爬虫过于频繁而被封IP地址等情况。
(5)安全性考虑网络爬虫是公开的,所以我们需要考虑安全问题,比如爬虫被攻击或者误用等情况。
使用Python进行网络爬虫的设计与实现

使用Python进行网络爬虫的设计与实现随着互联网的快速发展,网络上的信息量越来越庞大,人们需要从海量数据中获取有用信息。
而网络爬虫作为一种自动化获取网页信息的工具,受到了广泛关注和应用。
Python作为一种简洁、易学、功能强大的编程语言,被广泛应用于网络爬虫的设计与实现中。
本文将介绍如何使用Python进行网络爬虫的设计与实现。
1. 网络爬虫简介网络爬虫(Web Crawler)是一种按照一定规则自动地抓取万维网信息的程序或脚本。
它可以模拟人类浏览网页的行为,访问网页并提取其中的信息。
网络爬虫在搜索引擎、数据挖掘、舆情监控等领域有着广泛的应用。
2. Python语言简介Python是一种高级编程语言,具有简洁、易读、易学的特点,被称为“优雅”、“明确”、“简单”。
Python拥有丰富的第三方库和工具,使得开发者能够快速地实现各种功能。
3. 网络爬虫的设计与实现3.1 确定需求在设计网络爬虫之前,首先需要明确需求。
确定要抓取的网站、要提取的信息以及爬取频率等。
3.2 选择合适的库Python有许多优秀的网络爬虫库,如BeautifulSoup、Scrapy、Requests等。
根据需求选择合适的库进行开发。
3.3 编写爬虫程序编写网络爬虫程序时,需要注意以下几点:设置User-Agent:模拟浏览器发送请求,避免被网站屏蔽。
处理异常:处理网络异常、超时等情况,保证程序稳定运行。
数据解析:使用正则表达式或XPath等方法提取所需信息。
数据存储:将抓取到的数据存储到数据库或文件中。
3.4 遵守法律法规在进行网络爬虫时,需要遵守相关法律法规,尊重网站所有者的权益,不得擅自抓取他人网站数据。
4. 实例演示下面通过一个简单的实例演示如何使用Python进行网络爬虫的设计与实现。
示例代码star:编程语言:pythonimport requestsfrom bs4 import BeautifulSoupurl = '对应网址'headers = {'User-Agent': 'Mozilla/5.0'}response = requests.get(url, headers=headers)soup = BeautifulSoup(response.text, 'html.parser')# 提取标题title = soup.title.textprint('标题:', title)# 提取正文内容content = soup.find('div', class_='content').textprint('内容:', content)示例代码end5. 总结本文介绍了使用Python进行网络爬虫的设计与实现过程,包括确定需求、选择库、编写程序、遵守法律法规等方面。
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网络爬虫的设计与实现摘要网络爬虫将下载的网页和收集到的网页信息存储在本地数据库中以供搜索引擎使用,它是一个专门从万维网上下载网页并分析网页的程序。
随着网络的快速发展,人们对搜索引擎的要求也越来越高,而网络爬虫的效率直接影响着搜索引擎的质量。
本课题研究的是通用网络爬虫,它是从一个或若干个初始网页的链接开始进而得到一个链接队列。
伴随着网页的抓取又不断从抓取到的网页中抽取新链接放入到链接队列中,直到爬虫系统满足了停止条件。
该课题主要涉及到了缓冲池技术,多线程技术,套接字技术,HTTP和SSL协议,正则表达式,Linux网络编程技术,PHP+Apache的使用等相关技术。
本说明书叙述的网络爬虫是以Linux C实现的,加以PHP语言编写的界面使用户更加方面的操作,利用Shell脚本和Apache服务器使得爬虫系统和界面很好的结合在一起。
关键词:网络爬虫缓冲池正则表达式 SSL协议多线程目次1 引言 (1)1.1 课题选题背景 (1)1.2 课题研究的意义 (2)2 需求分析 (3)2.1 功能需求分析 (3)2.2 系统性能分析 (4)3 系统设计 (5)3.1 系统工作流程图 (5)3.2 数据结构设计 (6)3.3 系统各功能流程图 (7)4 系统实现 (10)4.1 相关技术分析 (10)4.2 系统功能模块的实现 (11)5 测试与结果 (17)结论 (23)致谢............................................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献. (24)1 引言随着网络技术日新月异的发展,互联网俨然已成为信息的最大载体。
为了能够在浩瀚的信息海洋中精确地查询用户所需要的信息,搜索引擎技术应运而生。
目前比较流行的搜索引擎是Google和百度,他们拥有着庞大的用户数量。
作为搜索引擎的重要组成部分,网络爬虫的设计直接影响着搜索引擎的质量。
网络爬虫是一个专门从万维网上下载网页并分析网页的程序。
它将下载的网页和采集到的网页信息存储在本地数据库中以供搜索引擎使用。
网络爬虫的工作原理是从一个或若干初始网页的链接开始进而得到一个链接队列。
伴随着网页的抓取又不断从抓取到的网页里抽取新的链接放入到链接队列中,直到爬虫程序满足系统的某一条件时停止。
本说明书对课题背景进行简单介绍的同时,又对研究网络爬虫的意义进行了叙述,在此基础上,详细的介绍来了利用C语言在linux系统上开发出多线程网络爬虫的设计步骤。
1.1 课题选题背景搜索引擎是用户在网上冲浪时经常使用的一种工具,毫无疑问,每个用户都可以通过搜索引擎得到自己所需要的网络资源。
搜索引擎一词在互联网领域得到广泛的应用,但是每个地区对它又有着不同的理解。
在一些欧美国家搜索引擎常常是基于因特网的,它们通过网络爬虫程序采集网页,并且索引网页的每个词语,也就是全文检索。
而在一些亚洲国家,搜索引擎通常是基于网站目录的搜索服务。
总的来说:搜索引擎只是一种检索信息的工具。
它的检索方式分为以下两种:一种是目录型的方式,爬虫程序把网络的资源采集在一起,再根据资源类型的不同而分成不同的目录,然后继续一层层地进行分类,人们查询信息时就是按分类一层层进入的,最后得到自己所需求的信息。
另一种是用户经常使用的关键字方式,搜索引擎根据用户输入的关键词检索用户所需资源的地址,然后把这些地址反馈给用户。
1.2 课题研究的意义网络在我们的生活中越来越重要,网络的信息量也越来越大,研究该课题可以更好的理解网络爬虫在搜索引擎中的作用以及网络爬虫的原理。
现实中,一般的服务器大多是linux系统该课题更好的配合了linux系统上运行爬虫程序,加上界面更容易操作。
21世纪是一个讲究信息安全的时代,于是网站上出现了越来越多的https(超文本传输安全协议)协议的链接,该课题很好的利用了SSL协议解决了下载https协议链接的问题。
设备的内存是珍贵的,如何更加合理有效地利用内存提高内存的利用率是值得研究的,该课题为了解决内存的利用使用了内存池来提高内存的使用率。
2 需求分析网络爬虫是一个专门从万维网上下载网页并分析网页的程序。
它将下载的网页和收集到的信息存储在本地数据库中以供搜索引擎使用。
网络爬虫的工作原理是从一个或若干初始网页的链接开始进而得到一个链接队列。
伴随着网页的抓取又不断从抓取到的网页里抽取新的链接放入到链接队列中,直到爬虫程序满足系统的某一条件时停止。
它是搜索引擎的重要组成部分。
2.1 功能需求分析(1)网页下载功能①能够下载任何http协议和https协议的链接的网页。
②构造HTTP请求中的GET请求。
③分析HTTP响应请求。
(2)网页分析功能①提取网页标题。
②提取网页关键字。
③提取网页摘要。
④提取网页链接并统计数量。
⑤把新链接加入到URL队列。
(3)内存池功能①能够分配固定大小的内存。
②能够回收内存对象。
③能够释放内存对象。
④能够销毁内存池。
⑤能够分配固定大小的内存。
(4)保存功能①能够正确保存网页以及网页信息到文件。
②功能把系统运行中的异常写入日志文件。
(5)界面①可以配置参数和运行后台的爬虫系统。
②能够查看运行结果。
2.2 系统性能分析当用户使用系统时,系统需要能够对于一些异常状况系统能够记录并跳过此异常继续执行。
系统需要具有较高的可移植性和可靠性。
系统需要具有很好的可测试性和可维护性。
网络爬虫系统是不停的从万维网上下载网页和采集网页信息的系统。
由于网络爬虫系统是搜索引擎的组成部分,搜索引擎要利用到爬虫系统的信息,所以系统要设计合理的存储文件并建立索引。
3 系统设计3.1 系统工作流程图本系统通过IE共同访问Apache服务器的发布的页面、Apache服务器返回页面方便用户操作。
(1)系统物理结构如图3-1:图3-1 系统物理结构图(2)界面的流程如图3-2:(3)网络爬虫系统流程如图3-3:图3-3 系统流程图3.2 数据结构设计系统中主要是使用了链表作为URL队列,而链表中的每个结构体是一个数据单元,数据单元中的元素及其含义如表3-1:表3-1 数据结构表系统把初始的链接保存在了init_url文件中;把一些异常情况保存在了crawl.log文件中;把下载的网页文件保存在了page_db文件夹中;把网页信息文件保存在page_info文件夹中;把网页中链接文件保存在了page_url文件夹中;把网页文件名称,网页信息文件名称,网页链接文件名称保存在link.db 文件中。
3.3 系统各功能流程图(1)主模块功能流程图如图3-5:图3-4 主模块流程图需要说明的问题:①指向内存池的是一个全局变量指针。
②初始的URL必须从文件中读取,然后调用函数get_host()解析出URL的host, page, dir, port。
③必须要有全局变量指向URL队列的头。
(2)功能模块流程图如图3-6:图3-5 下载模块流程图需要说明的问题:①启动线程下载。
②对于GET请求不变动的部分使用宏定义。
③在链接服务器前需要建立socket套接字并进行域名解析。
④注意HTTP报文头的接受。
(3)功能模块流程图如图3-7:图3-6 解析模块流程图需要说明的问题:1)利用系统函数把网页读入内存。
2)利用正则表达式提取相关信息。
3)把一个网页的URL写入文件保存。
(4)功能模块流程图如图3-8:图3-7 界面流程图需要说明的问题:①配置界面配置爬行深度的参数必须大于0。
②每个界面必须有返回按钮和返回首页的按钮。
③配置界面输入的URL不能为空。
4 系统实现4.1 相关技术分析4.1.1 多线程操作系统能够运行多线程还不到40年,但线程的出现带来了很多正面影响,使用多线程具有以下好处:(1)和进程相比,多线程是多任务操作中十分“节俭”的方式。
在Linux操作系统中,开启新进程来达到多任务工作的目的是十分"昂贵"的,因为必须给新进程分配独立的地址空间以及用来维护代码段的众多数据表、堆栈段、数据段。
而多个线程共享相同的内存空间和大部分数据,因此启动一个线程跟启动一个进程在所花费的空间上有很大的差别,同时,在启动需要的时间上线程要远远小于进程。
(2)通信机制。
由于进程具有独立的数据空间,因此进程间只能通过通信的方式进行数据传递,显然这种方式是耗时又不方便的。
由于线程共享数据空间的特性,因此线程与线程通信更加方便。
当然共享特性也带了一定的数据不一致的风险,但可以通过锁机制来解决。
4.1.2 内存池申请内存空间几乎是每个系统必须涉及到的,而直接使用系统函数malloc 和free进行内存分配和释放会产生额外的开销并且频繁使用还会产生大量内存碎片从而降低程序运行效率,同时还容易造成内存泄漏。
内存池很好的解决了直接调用系统函数所带来的问题。
也就说使用内存池进行内存申请、释放要比使用malloc和free方式快,系统开销小;不会造成内存碎片或有很少的内存碎片同时内存池很好的避免了内存泄漏。
4.1.3 正则表达式在本说明书所叙述的网络爬虫系统中在提取网页中链接、提取网页标题等功能函数中使用了正则表达式。
正则表达式是Linux系统中一种非常重要的字符串搜索模式,是一组规则字符的集合。
这些规则字符能够组成我们所需要的搜索规则,效率高、功能强,可以极大地简化处理字符串时的复杂度。
虽然标准C是不支持正则表达式的,但是可以在POSIX函数库中的regex系列函数的辅助下在程序中运用它们。
4.1.4 SSL协议SSL的全称是Secure Sockets Layer,它是一个为基于TCP的应用层协议提供安全连接的安全协议,为网络上数据的传输提供安全性保证,因而被广泛应用于网上银行、电子商务等金融领域。
SSL提供的安全连接(如https)可以实现:(1)连接的私密性:传输的数据是利用对称密钥进行加密,并利用RSA加密传输对称密钥算法中使用的密钥。
(2)身份验证:对服务器和客户端进行身份验证的方法是基于证书利用数字签名实现的。
SSL服务器和客户端通过公钥基础设施提供的机制从认证机构获取证书。
(3)连接的可靠性:使用基于密钥的消息验证码来检验传输消息的完整性。
消息验证码是将密钥和随机数转换为定长数据的一种算法。
SSL协议本身可以分为两层:底层为SSL记录协议(SSL record protocol);上层为SSL握手协议(SSL handshake protocol)、SSL密码变化协议(SSL change cipher spec protocol)和SSL警告协议(SSL alert protocol)。
4.2 系统功能模块的实现(一)主模块(1)主要事件流:①调用内存池模块创建内存池返回指向内存池的指针并在程序结尾销毁内存池。