Scrapy 웹 스크래핑 프레임워크 개요

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Scrapy은 웹 스크래핑 및 데이터 추출을 위해 설계된 강력한 고급 프레임워크로서 데이터 구문 분석, 가격 모니터링, 사용자 행동 분석, 소셜 미디어 인사이트, SEO 분석과 같은 작업에 이상적입니다. 이 프레임워크는 대량의 데이터를 효율적으로 처리할 수 있는 기능을 갖추고 있습니다. 여기에는 복잡한 대규모 웹 데이터 수집 프로젝트를 탐색하는 데 필수적인 HTTP 요청 관리, 오류 처리, robots.txt 준수 보장을 위한 기본 제공 메커니즘이 포함되어 있습니다. 이 리뷰에서는 Scrapy의 정의, 작동 방식, 사용자에게 제공하는 기능에 대해 자세히 살펴보고 Scrapy의 기능과 애플리케이션에 대한 포괄적인 이해를 제공합니다.

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Scrapy 프레임워크의 작동 방식

Scrapy 프레임워크는 웹사이트의 구조화된 데이터를 고효율로 크롤링하고 추출하도록 설계된 Python으로 작성된 강력한 오픈소스 웹 스크래핑 도구입니다. 추출된 데이터를 JSON 및 CSV 형식으로 정리하거나 SQLite, MySQL, PostgreSQL, MongoDB와 같은 데이터베이스에 직접 저장할 수 있습니다. Scrapy은 CSS 선택기, XPath 등 다양한 구문 분석 방법을 지원하며 API를 다룰 때 중요한 JSON 및 XML 응답을 처리할 수 있습니다.

Scrapy은 웹 페이지를 탐색하고 데이터를 수집하기 위해 정의된 지침을 따르는 특수 크롤러인 'spiders'를 통해 작동합니다. 이러한 스파이더는 기본적으로 텍스트, 이미지 또는 링크와 같은 특정 유형의 개체를 식별하고 캡처하는 스크립트입니다. 스크래피에서 제공하는 대화형 크롤링 셸을 사용하면 이러한 스파이더를 실시간으로 테스트하고 디버깅할 수 있어 크롤러의 설정 및 최적화 프로세스를 크게 향상시킬 수 있습니다.

Scrapy 아키텍처의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다:

  • 항목: 웹 페이지에서 캡처한 데이터는 키-값 쌍으로 형식이 지정된 Python 객체인 항목으로 구조화됩니다. 사용자의 필요에 따라 사용자 정의할 수 있는 이러한 항목은 텍스트 및 이미지와 같은 다양한 속성을 캡슐화할 수 있으며 JSON 또는 CSV와 같은 형식으로 쉽게 내보내거나 데이터베이스로 직접 내보낼 수 있습니다.
  • 항목 파이프라인: 스파이더가 데이터를 캡처한 후에는 항목 파이프라인으로 들어갑니다. 이는 데이터를 검증하고, 정리하고, 저장할 수 있는 일련의 처리 단계입니다. 파이프라인의 각 단계는 오류 수정 및 데이터 정리와 같은 작업을 수행할 수 있는 Python 클래스에 의해 정의됩니다.
  • 요청 및 응답: Scrapy은 작업을 비동기적으로 관리하여 요청의 우선순위 지정, 실패한 요청의 자동 재시도, 리디렉션 및 쿠키와 같은 일반적인 웹 작업 처리를 통해 효율성을 향상시킵니다.
  • 피드 내보내기: Scrapy은 추출된 데이터에서 JSON, CSV, XML 등 다양한 형식의 피드를 생성하고 데이터베이스 또는 클라우드 스토리지로의 출력을 지원하여 추출 후 데이터 처리 방식에 유연성을 제공합니다.
  • AutoThrottle: 이 기능은 서버 부하와 응답 시간에 따라 스파이더가 전송하는 요청 속도를 자동으로 관리하여 효율성을 최적화하고 Scrapy 대상 웹사이트의 부담을 최소화합니다.
  • 선택기: 웹 페이지에서 요소를 식별하고 추출하기 위해 CSS 또는 XPath를 사용하는 Scrapy 내의 도구입니다. 강력한 Parcel 라이브러리를 기반으로 하는 셀렉터는 복잡한 웹 페이지에서 필요한 데이터를 정확하게 타겟팅할 수 있도록 도와줍니다.
  • 서비스: Scrapy에는 스크래핑 프로세스를 모니터링하고 제어하는 데 도움이 되는 이벤트 로깅, 통계 수집, 이메일 알림, 텔넷 콘솔 액세스 등의 기능을 강화하는 기본 제공 서비스가 포함되어 있습니다.

전반적으로 Scrapy은 가장 강력하고 유연한 웹 스크래핑 도구 중 하나로, 간단한 데이터 추출 작업부터 복잡한 대규모 웹 마이닝 프로젝트에 이르기까지 모든 작업에 적합합니다.

Scrapy 도구의 특징

이 섹션에서는 Scrapy 프레임워크의 주요 특징인 데이터 수집 및 처리 속도, 기능 확장 기능, 이식성에 대해 중점적으로 설명합니다. 이러한 특성은 Scrapy을 경쟁사와 차별화하며 웹 스크래핑 분야에서 인기 있는 선택지로 자리매김하게 해줍니다.

작동 속도

Scrapy은 비동기식 오픈소스 네트워크 엔진인 Twisted로 구동됩니다. 한 작업이 완료되어야 다른 작업이 시작되는 동기식 작업과 달리, Twisted를 사용하면 작업을 병렬로 실행할 수 있습니다. 즉, Scrapy 스파이더는 여러 요청을 동시에 보내고 응답을 처리할 수 있어 특히 대규모 프로젝트나 여러 사이트를 동시에 스캔할 때 데이터 수집의 속도와 효율성이 향상됩니다.

Scrapy 속도는 몇 가지 요인에 의해 더욱 빨라집니다:

  1. 요청 관리: 스크래핑은 요청 우선순위 지정을 지원하여 스크래핑 프로세스 중에 전략적인 실행 순서를 지정할 수 있습니다. 이 우선순위는 요청 생성 시 수동으로 설정할 수 있으며 스크래퍼가 작동함에 따라 동적으로 조정할 수 있습니다.
  2. 캐싱 메커니즘: 스크래핑은 캐싱을 사용하여 이전에 수집된 데이터를 재사용함으로써 스크래핑 프로세스를 가속화하고 지연을 줄이며 서버의 부하를 줄여줍니다. 이 프레임워크는 인메모리 또는 디스크 기반 스토리지와 같은 다양한 캐싱 전략을 지원하며 캐시 수명 및 기타 설정을 사용자 정의할 수 있습니다.
  3. 최적화된 선택기: 프레임워크는 선택기를 활용하여 XPath 또는 CSS를 사용하여 HTML 문서의 특정 부분을 정확히 찾아냅니다. 이러한 선택기는 응답 객체를 통해 직접 적용하거나 response.xpath() 및 response.css()와 같은 메서드를 통해 적용하여 데이터 추출 프로세스를 간소화할 수 있습니다.
  4. 병렬 처리 및 확장성: Scrapy은 사용자가 병렬 처리 수준을 설정할 수 있어 소규모 사이트에서 데이터를 수집하든 광범위한 웹 포털에서 데이터를 수집하든 프로젝트의 규모에 따라 리소스 사용을 최적화할 수 있습니다.
  5. 대화형 셸: 스크래피에는 가설을 테스트하고 크롤러 동작을 실시간으로 관찰할 수 있는 대화형 셸이 포함되어 있어 개발 및 디버깅 속도를 높이는 데 매우 유용합니다.

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이러한 기능을 통해 Scrapy은 수많은 웹사이트에서 데이터를 효율적으로 Scrapy하고 수집하는 가장 빠른 도구 중 하나로 자리매김하여 제품 가격 모니터링, 구인 목록, 뉴스 수집, 소셜 미디어 분석, 학술 연구와 같은 작업에 귀중한 리소스가 되고 있습니다.

기능의 확장성

Scrapy의 모듈식 아키텍처는 적응성과 확장성을 향상시켜 다양하고 복잡한 데이터 수집 작업에 적합합니다. MongoDB, PostgreSQL, Elasticsearch와 같은 다양한 데이터 저장소와 Redis, RabbitMQ와 같은 큐 관리 시스템과의 통합을 지원하여 대용량 데이터를 효과적으로 처리할 수 있습니다. 또한, Scrapy는 Prometheus나 Logstash 같은 모니터링 또는 로깅 플랫폼과 통합할 수 있어 머신 러닝 데이터 수집부터 검색 엔진 개발까지 다양한 프로젝트를 위한 확장 가능하고 사용자 정의 가능한 스크래퍼 구성이 가능합니다.

Scrapy 아키텍처의 확장 가능한 구성 요소:

  • Signals: Scrapy은 개발자가 데이터 수집의 시작 또는 종료, 오류 또는 스파이더 종료와 같은 특정 이벤트에 대한 응답을 사용자 정의할 수 있는 신호 시스템을 활용합니다. 예를 들어, 크롤링이 완료되면 신호가 이메일 보고서를 트리거할 수 있습니다.
  • Extensions: 사용자는 사용자 정의 확장 기능을 개발하여 Scrapy에 고유한 기능을 도입할 수 있습니다. 예를 들어, Amazon S3 또는 Google Cloud에 직접 데이터를 업로드하기 위한 확장 기능이 있습니다.
  • Middleware: Scrapy의 미들웨어 계층은 처리 중에 요청과 응답을 변경할 수 있는 기능을 제공합니다. 이 기능은 특히 핵심 엔진을 수정하지 않고 보안 문자 처리나 세션 관리와 같은 기능을 추가하는 데 유용합니다.
  • 다른 라이브러리와의 통합: Scrapy은 널리 사용되는 Python 라이브러리와 원활하게 통합됩니다. 예를 들어, 데이터 분석 및 필터링을 위해 Pandas와 함께 작동하거나 효율적인 데이터 저장 및 검색을 위해 Elasticsearch와 함께 작동할 수 있습니다.
  • 사용자 정의 선택기: 표준 CSS 또는 XPath 선택기가 구조가 좋지 않아 부적절한 웹사이트의 경우, Scrapy을 사용하면 사용자 정의 선택기를 생성하여 데이터를 보다 정확하게 추출할 수 있습니다.
  • 사용자 지정 파이프라인: 사용자는 데이터 정리, 정규화 또는 유효성 검사와 같은 작업을 수행하기 위해 사용자 지정 데이터 파이프라인을 구성할 수 있습니다. 이러한 파이프라인은 데이터를 JSON 형식으로 자동 저장하거나 MongoDB 또는 PostgreSQL과 같은 데이터베이스에 직접 로드하는 등의 프로세스를 용이하게 합니다.

또한, API 상호 작용을 위한 사용자 정의 모듈을 지원하는 Scrapy의 기능은 대규모 데이터 처리와 복잡한 프로젝트 요구 사항을 충족하기 위해 솔루션을 확장하고 맞춤화할 수 있는 강력한 프레임워크를 제공합니다.

휴대성

Scrapy의 또 다른 중요한 장점은 이식성입니다. 이 프레임워크는 Windows, macOS, Linux 등 여러 운영 체제를 지원하므로 다양한 개발 환경에서 다용도로 사용할 수 있습니다. Python 패키지 관리자(pip)를 사용하여 간단하게 설치할 수 있으며, 모듈식 구조와 유연한 구성 덕분에 큰 변경 없이도 프로젝트를 다른 시스템으로 쉽게 이전할 수 있습니다.

또한, 스크래피는 가상 환경을 지원하여 프로젝트 종속성을 분리하고 설치된 다른 패키지와의 충돌을 방지합니다. 이 기능은 여러 프로젝트를 동시에 작업하거나 애플리케이션을 서버에 배포할 때 특히 유용하며, 깔끔하고 안정적인 개발 환경을 보장합니다.

Scrapy 클라이언트 인터페이스

Scrapy을 보다 효과적으로 사용하려면 프레임워크와의 상호 작용이 명령줄(CLI)을 통해 이루어지므로 Visual Studio Code(VS Code) 또는 이와 유사한 코드 편집기를 사용하는 것이 좋습니다. 이를 통해 프로젝트를 관리하고, 사이트를 스캔하고, 스파이더를 보다 효율적으로 구성할 수 있습니다. 또한 가상 환경을 사용하여 종속성을 관리하면 라이브러리와 패키지 버전 간의 충돌을 방지하여 보다 원활한 워크플로우를 보장할 수 있습니다.

Scrapy에서 프로젝트를 만들고 실행하려면 일련의 간단한 단계를 거쳐야 합니다:

  1. 먼저 터미널에서 다음 명령을 실행하여 Scrapy이 설치되었는지 확인합니다:
    
    pip install scrapy
    
  2. Scrapy이 설치되면 프로젝트의 새 디렉터리를 만들고 그 디렉토리로 이동합니다. 아래 명령어로 새 프로젝트를 초기화합니다. 예를 들어 프로젝트 이름을 "myproject"로 지정합니다.
    
    scrapy startproject myproject
    
  3. 이 명령은 다음과 같이 프로젝트의 표준 디렉토리 구조를 설정합니다.
    
      myproject/
           scrapy.cfg            # 프로젝트 설정
           myproject/
                   __init__.py
                   items.py          # 데이터 모델 정의
                   middlewares.py    # Middleware
                   pipelines.py      # 데이터 처리
                   settings.py       # Scrapy 설정
                   spiders/          # 스파이더 폴더
                        __init__.py
    
  4. 다음으로 스파이더를 만들려면 프로젝트 디렉터리 내의 "spiders" 폴더로 이동하여 새 파일(예: "quotes_spider.py")을 만듭니다. 이 파일에 따옴표를 Scrapy하는 다음 기본 스파이더 코드를 채웁니다:
    
    import scrapy
    
    class QuotesSpider(scrapy.Spider):
        name = "quotes"
        start_urls = ['http://quotes.toscrape.com/']
    
        def parse(self, response):
            for quote in response.css('div.quote'):
                yield {
                    'text': quote.css('span.text::text').get(),
                    'author': quote.css('span small::text').get(),
                }
    
    
    
  5. 스파이더를 시작하고 크롤링을 시작하려면 다음 명령을 사용합니다:
    
    scrapy crawl quotes
    

    여기서 "quotes"는 QuotesSpider 클래스에 정의된 스파이더의 이름입니다. Scrapy은 스파이더를 실행하여 지정된 URL을 크롤링하고 정의된 설정에 따라 데이터를 추출합니다.

  6. 예를 들어 Scrapy한 데이터를 JSON 파일로 저장하려면 -o 매개변수를 추가하여 다음과 같이 출력 파일을 지정하면 됩니다:
    
    scrapy crawl quotes -o quotes.json
    

Scrapy은 개발자에게 웹 페이지에서 자동화된 데이터 추출 및 처리를 위한 포괄적인 도구를 제공하도록 설계된 강력한 무료 웹 스크래핑 프레임워크입니다. 비동기식 아키텍처와 모듈식 구조로 빠른 속도와 뛰어난 확장성을 보장하며, 필요에 따라 기능을 쉽게 확장할 수 있습니다. 또한, Scrapy은 다양한 라이브러리 및 데이터 저장 솔루션과의 원활한 통합과 사용자 정의 프로토콜을 지원하므로 특정 프로젝트 요구 사항을 충족하기 위해 크롤러를 간편하게 사용자 정의할 수 있습니다. 따라서 웹 스크래핑 프로세스가 더 효율적일 뿐만 아니라 적응성과 사용자 친화성도 높아집니다.

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