一、Downloader Middleware 的用法

Downloader Middleware即下载中间件，它是处于Scrapy的Request和Response之间的处理模块。

Scheduler从队列中拿出一个Request发送给Downloader执行下载，这个过程会经过Downloader Middleware的处理。另外，当Downloader将Request下载完成得到Response返回给Spider时会再次经过Downloader Middleware处理。

也就是说，Downloader Middleware在整个架构中起作用的位置是以下两个：

• 在Scheduler调度出队列的Request发送给Doanloader下载之前，也就是我们可以在Request执行下载之前对其进行修改。
• 在下载后生成的Response发送给Spider之前，也就是我们可以在生成Resposne被Spider解析之前对其进行修改。

Downloader Middleware的功能十分强大，修改User-Agent、处理重定向、设置代理、失败重试、设置Cookies等功能都需要借助它来实现。下面我们来了解一下Downloader Middleware的详细用法。

1. 使用说明

需要说明的是，Scrapy其实已经提供了许多Downloader Middleware，比如负责失败重试、自动重定向等功能的Middleware，它们被DOWNLOADER_MIDDLEWARES_BASE变量所定义。

DOWNLOADER_MIDDLEWARES_BASE变量的内容如下所示：

'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,

这是一个字典格式，字典的键名是Scrapy内置的Downloader Middleware的名称，键值代表了调用的优先级，优先级是一个数字，数字越小代表越靠近Scrapy引擎，数字越大代表越靠近Downloader，数字小的Downloader Middleware会被优先调用。

如果向己定义Downloader Middleware要添加到项目里，DOWNLOADER_MIDDLEWARES_BASE变量不能直接修改。Scrapy提供了另外一个设置变量DOWNLOADER_MIDDLEWARES，我们直接修改这个变盘就可以添加向己定义的Downloader Middleware，以及禁用DOWNLOADER_MIDDLEWARES_BASE里面定义的Downloader Middleware。下面我们具体来看看Downloader Middleware的使用方法。

2 . 核心方法

Scrapy内置的Downloader Middleware为Scrapy提供了基础的功能，但在项目实战中我们往往需要单独定义Downloader Middleware。不用担心，这个过程非常简单，我们只需要实现某几个方法即可。每个Downloader Middleware都定义了一个或多个方法的类，核心的方法有如下三个。

• process_request(request, spider)。
• process_response(request, response, spider)。
• process_exception(request, exception, spider)。

我们只需要实现至少一个方法，就可以定义一个Downloader Middleware。下面我们来看看这三个方法的详细用法：

process_request(request, spider)

Request被Scrapy引擎调度给Downloader之前，process_request()方法就会被调用，也就是在Request从队列里调度出来到Downloader下载执行之前，我们都可以用processrequest()方法对Request进行处理。方法的返回值必须为None、Response对象、Request对象之一，或者抛出IgnoreRequest异常。

process_request()方法的参数有如下两个：

• request，是Request对象，即被处理的Request。
• spider，是Spdier对象，即此Request对应的Spider。

返回类型不同，产生的效果也不同。下面归纳一下不同的返回情况：

• 当返回是None时，Scrapy将继续处理该Request，接着执行其他Downloader Middleware的process_request()方法，一直到Downloader把Request执行后得到Response才结束。这个过程其实就是修改Request的过程，不同的Downloader Middleware按照设置的优先级顺序依次对Request进行修改，最后送至Downloader执行。（如果返回None，Scrapy将继续处理该request，执行其他中间件中的相应方法，直到合适的下载器处理函数被调用。）
• 当返回为Response对象时，更低优先级的Downloader Middleware的process_request()和process_exception()方法就不会被继续调用，每个Downloader Middleware的process_response()方法转而被依次调用。调用完毕之后，直接将Response对象发送给Spider来处理。(Scrapy将不会调用任何其他的process_request方法，将直接返回这个response对象。已经激活的中间件的process_response()方法将会在每个response返回时被调用。)
• 当返回为Request对象时，更低优先级的Downloader Middleware的process_request()方法会停止执行。这个Request会重新放到调度队列里，其实它就是一个全新的Request，等待被调度。如果被Scheduler调度了，那么所有的Downloader Middleware的process_request()方法会被重新按照顺序执行。（不再使用之前的request对象去下载数据，而是根据现在返回的request对象返回数据，接着执行其他下载器处理函数。）
• 如果IgnoreRequest异常抛出，则所有的Downloader Middleware的process_exception()方法会依次执行。如果没有一个方法处理这个异常，那么Request的errorback()方法就会回调。如果该异常还没有被处理，那么它便会被忽略。（如果这个方法中抛出了异常，则会调用process_exception方法。）

process_response(request, response, spider)

Downloader执行Request下载之后，会得到对应的Response。Scrapy引擎便会将Response发送给Spider进行解析。在发送之前，我们都可以用process_response()方法来对Response进行处理。方法的返回值必须为Request对象、Response对象之一，或者抛出IgnoreRequest异常。

process_response()方法的参数有如下三个：

• request，是Request对象，即此Response对应的Request。
• response，是Response对象，即此被处理的Response。
• spider，是Spider对象，即此Response对应的Spider。

下面归纳一下不同的返回情况：

• 当返回为Request对象时，更低优先级的Downloader Middleware的process_response()方法不会继续调用。该Request对象会重新放到调度队列里等待被调度，它相当于一个全新的Request。然后，该Request会被process_request()方法顺次处理。
• 当返回为Respons巳对象时，更低优先级的Downloader Middleware的process_response()方法会继续调用，继续对该Response对象进行处理。
• 如果 gnoreRequest异常抛向，则Request的errorback()方法会回调。如果该异常还没有被处理，那么它便会被忽略。

process_exception(request, exception, spider)

当Downloader或process_request()方法抛出异常时，例如抛出IgnoreRequest异常，process_exception()方法就会被调用。方法的返回值必须为None、Response对象、Request对象之一。

process_exception()方法的参数有如下三个。

• request，是Request对象，即产生异常的Request。
• exception，是Exception对象，即抛出的异常。
• spdier，是Spider对象，即Request对应的Spider。

下面归纳一下不同的返回值：

• 当返回为None时，更低优先级的Downloader Middleware的process_exception()会被继续顺次调用，直到所有的方法都被调度完毕。（）
• 当返回为Response对象时，更低优先级的Downloader Middleware的process_exception()方法不再被继续调用，每个Downloader Middleware的process_response()方法转而被依次调用。（会将这个新的response对象传给其他中间件，最终传给爬虫。）
• 当返回为Request对象时，更低优先级的Downloader Middleware的process_exception()也不再被继续调用，该Request对象会重新放到调度队列里面等待被调度，它相当于一个全新的Request。然后，该Request 又会被 process_request()方法顺次处理。
  （下载器链接切断，返回的request会重新被下载器调度下载。）
• 如果抛出一个异常，那么调用request的errback方法，如果没有指定这个方法，那么会抛出一个异常。

以上内容便是这三个方法的详细使用逻辑。在使用它们之前，请先对这三个方法的返回值的处理情况有一个清晰的认识。在自定义 Downloader Middleware的时候，也一定要注意每个方法的返回类型。

二、Spider Middleware 的用法

Spider Middleware是介入到Scrapy的Spider处理机制的钩子框架。

当Downloader生成Response之后，Response会被发送给Spider，在发送给Spider之前，Response会首先经过Spider Middleware处理，当Spider处理生成Item和Request之后，Item和Request还会经过Spider Middleware的处理。

Spider Middleware有如下三个作用：

• 我们可以在Downloader生成的Response发送给Spider之前，也就是在Response发送给Spider之前对Response进行处理。
• 我们可以在Spider生成的Request发送给Scheduler之前，也就是在Request发送给Scheduler之前对Request进行处理。
• 我们可以在Spider生成的Item发送给Item Pipeline之前，也就是在Item发送给Item Pipeline之前对Item进行处理。

1. 使用说明

需要说明的是，Scrapy其实已经提供了许多Spider Middleware，它们被SPIDER_MIDDLEWARES_BASE这个变量所定义。

SPIDER_MIDDLEWARES_BASE变量的内容如下：

'scrapy.spidermiddlewares.httperror.HttpErrorMiddleware': 50,
'scrapy.spidermiddlewares.offsite.OffsiteMiddleware': 500,
'scrapy.spidermiddlewares.referer.RefererMiddleware': 700,
'scrapy.spidermiddlewares.urllength.UrllengthMiddleware': 800,
'scrapy.spidermiddlewares.depth.DepthMiddleware': 900,

和Downloader Middleware一样，Spider Middleware首先加入到SPIDER_MIDDLEWARES设置中，该设置会和Scrapy中SPIDER_MIDDLEWARES_BASE定义的Spider Middleware合并。然后根据键值的数字优先级排序，得到一个有序列表。第一个Middleware是最靠近引擎的，最后一个Middleware是最靠近Spider的。

2. 核心方法

Scrapy内置的Spider Middleware为Scrapy提供了基础的功能。如果我们想要扩展其功能，只需要实现某几个方法即可。
每个Spider Middleware都定义了以下一个或多个方法的类，核心方法有如下4个：

• process_spider_input(response, spider)。
• process_spider_output(response, result, spider)。
• process_spider_exception(response, exception, spider)。
• process_start_requests(start_requests, spider)。

只需要实现其巾一个方法就可以定义一个Spider Middleware。下面我们来看看这4个方法的详细用法：

process_spider_input(response, spider)

当Response被Spider Middleware处理时·，process_spider_input()方法被调用。

process_spider_input()方法的参数有如下两个：

• response，是Response对象，即被处理的Response。
• spider，是Spider对象，即该Response对应的Spider。

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

• 如果它返回None，Scrapy将会继续处理该Response，调用所有其他的Spider Middleware，直到Spider处理该Response。
• 如果它抛出一个异常，Scrapy将不会调用任何其他Spider Middleware的process_spider_input()方法，而调用Request的errback()方法。errback的输出将会被重新输入到中间件中，使用process_spider_output()方法来处理，当其抛出异常时则调用process_spider_exception()来处理。

process_spider_output(response, result, spider)

当Spider处理Response返回结果时，process_spider_output()方法被调用。

process_spider_output()方法的参数有如下三个：

• response，是Response对象，即生成该输出的Response。
• result，包含Request或Item对象的可迭代对象，即Spider返回的结果。
• spider，是Spider对象，即其结果对应的Spider。

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

process_spider_exception(response, exception, spider)

当Spider或Spider Middleware的process_spider_input()方法抛出异常时，process_spider_exception()方法被调用。

process_spider_exception()方法的参数有如下三个：

• response，是Response对象，即异常被抛出时被处理的Response。
• exception，是Exception对象，即被抛出的异常。
• spider，是Spider对象，即抛出该异常的Spider。

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。

• 如果它返问None，Scrapy将继续处理该异常，调用其他Spider Middleware中的process_spider_exception()方法，直到所有Spider Middleware都被调用。
• 如果它返回一个可迭代对象，则其他Spider Middleware的process_spider_output()方法被调用，其他的process_spider_exception()不会被调用。

process_start_requests(start_requests, spider)

process_start_requests()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()，只不过它没有相关联的Response，并且必须返回Request。

process_start_requests()方法的参数有如下两个：

• start_requests，是包含Request的可迭代对象，即Start Requests。
• spider，是Spider对象，即Start Requests所属的Spider。

process_start_requests()必须返回另一个包含Request对象的可迭代对象。

3 . 结语

本节介绍了Spider Middleware的基本原理和自定义Spider Middleware的方法。Spider Middleware使用的频率不如Downloader Middleware的高，在必要的情况下它可以用来方便数据的处理。