Como buscar recursos da Internet usando o pacote urllib¶
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Introdução¶
urllib.request é um modulo Python para buscar URLs (Uniform Resource Locators). Ele oferece uma interface muito simples, na forma da função urlopen. Este é capaz de buscar URLs usando uma variedade de diferentes protocolos. Ele também oferece uma interface um pouco mais complexa para lidar com situações comuns - como autenticação básica, cookies, proxies e assim por diante. Estes são fornecidos por objetos chamados handlers (manipuladores) e openers (abridores).
urllib.request suporta o acesso a URLs por meio de vários “esquemas de URL” (identificados pela string antes de ":" na URL - por exemplo "ftp" é o esquema de URL em "ftp://python.org/") usando o protocolo de rede associado a ele (como FTP e HTTP). Este tutorial foca no caso mais comum, HTTP.
Para situações simples “urlopen” é muito fácil de usar. Mas assim que você se depara com erros ou casos não triviais ao abrir URLs HTTP, você vai precisar entender um pouco mais do HyperText Transfer Protocol. A literatura de referência mais reconhecida e compreensível para o HTTP é RFC 2616. Ela é um documento técnico e não foi feita para ser fácil de ler. Este documento busca ilustrar o uso de urllib com detalhes suficientes sobre HTTP para te permitir seguir adiante. Ele não tem a intenção de substituir a documentação do urllib.request, mas é suplementar a ela.
Acessando URLs¶
O modo mais simples de usar urllib.request é o seguinte:
import urllib.request
with urllib.request.urlopen('http://python.org/') as response:
html = response.read()
Se você deseja obter um recurso via URL e guardá-lo em uma localização temporária, você pode fazê-lo com as funções shutil.copyfileobj() e tempfile.NamedTemporaryFile():
import shutil
import tempfile
import urllib.request
with urllib.request.urlopen('http://python.org/') as response:
with tempfile.NamedTemporaryFile(delete=False) as tmp_file:
shutil.copyfileobj(response, tmp_file)
with open(tmp_file.name) as html:
pass
Muitos usos de urllib são simples assim (repare que ao invés de uma URL ‘http:’ nós poderíamos ter usado uma string URL começando com ‘ftp:’, ‘file:’, etc.).. No entanto, o propósito deste tutorial é explicar casos mais complicados, concentrando em HTTP.
HTTP é baseado em solicitações (requests) e respostas (responses) - o cliente faz solicitações e os servidores mandam respostas. urllib.request espelha isto com um objeto Request que representa a solicitação HTTP que você está fazendo. Na sua forma mais simples, você cria um objeto Request que especifica a URL que você quer acessar. Chamar urlopen com este objeto Request retorna um objeto de resposta para a URL solicitada. Essa resposta é um objeto arquivo ou similar, o que significa que você pode, por exemplo, chamar .read() na resposta:
import urllib.request
req = urllib.request.Request('http://python.org/')
with urllib.request.urlopen(req) as response:
the_page = response.read()
Note que urllib.request usa a mesma interface Request para tratar todos os esquemas URL. Por exemplo, você pode fazer uma solicitação FTP da seguinte forma:
req = urllib.request.Request('ftp://example.com/')
No caso do HTTP, há duas coisas extras que os objetos Request permitem que você faça: primeiro, você pode passar dados a serem enviados ao servidor. Segundo, você pode passar informações extras (“metadados”) sobre os dados ou sobre a própria solicitação para o servidor — essas informações são enviadas como “cabeçalhos” HTTP. Vamos analisar cada um deles separadamente.
Dados¶
Às vezes, você deseja enviar dados para uma URL (geralmente a URL se refere a um script CGI (Common Gateway Interface) ou outra aplicação web). Com HTTP, isso geralmente é feito usando o que é conhecido como uma solicitação POST. Isso geralmente é o que seu navegador faz quando você envia um formulário HTML preenchido na web. Nem todos os POSTs precisam vir de formulários: você pode usar um POST para transmitir dados arbitrários para sua própria aplicação. No caso comum de formulários HTML, os dados precisam ser codificados de forma padrão e, em seguida, passados para o objeto Request como o argumento data. A codificação é feita usando uma função da biblioteca urllib.parse.
import urllib.parse
import urllib.request
url = 'http://www.someserver.com/cgi-bin/register.cgi'
values = {'name' : 'Michael Foord',
'location' : 'Northampton',
'language' : 'Python' }
data = urllib.parse.urlencode(values)
data = data.encode('ascii') # data should be bytes
req = urllib.request.Request(url, data)
with urllib.request.urlopen(req) as response:
the_page = response.read()
Observe que outras codificações às vezes são necessárias (por exemplo, para envio de arquivos de formulários HTML - consulte HTML Specification, Form Submission para mais detalhes).
Se você não passar o argumento data, o urllib usará uma requisição GET. Uma diferença entre requisições GET e POST é que as requisições POST frequentemente têm “efeitos colaterais”: elas alteram o estado do sistema de alguma forma (por exemplo, ao fazer um pedido ao site para que cem libras de spam enlatado sejam entregues em sua porta). Embora o padrão HTTP deixe claro que os POSTs devem sempre causar efeitos colaterais, e as requisições GET nunca causar efeitos colaterais, nada impede que uma requisição GET tenha efeitos colaterais, nem que uma requisição POST não tenha efeitos colaterais. Dados também podem ser passados em uma requisição HTTP GET codificando-os na própria URL.
Isso é feito como abaixo:
>>> import urllib.request
>>> import urllib.parse
>>> data = {}
>>> data['name'] = 'Somebody Here'
>>> data['location'] = 'Northampton'
>>> data['language'] = 'Python'
>>> url_values = urllib.parse.urlencode(data)
>>> print(url_values) # The order may differ from below.
name=Somebody+Here&language=Python&location=Northampton
>>> url = 'http://www.example.com/example.cgi'
>>> full_url = url + '?' + url_values
>>> data = urllib.request.urlopen(full_url)
Observe que o URL completo é criado adicionando um ? ao URL, seguido pelos valores codificados.
Cabeçalhos¶
Discutiremos aqui um cabeçalho HTTP específico para ilustrar como adicionar cabeçalhos à sua solicitação HTTP.
Alguns sites [1] não gostam de ser navegados por programas ou enviam versões diferentes para navegadores diferentes [2]. Por padrão, urllib se identifica como Python-urllib/x.y (onde x e y são os números de versão principal e secundária da versão do Python, por exemplo, Python-urllib/2.5), o que pode confundir o site ou simplesmente não funcionar. A forma como um navegador se identifica é através do cabeçalho User-Agent [3]. Ao criar um objeto Request, você pode passar um dicionário de cabeçalhos. O exemplo a seguir faz a mesma solicitação acima, mas se identifica como uma versão do Internet Explorer [4].
import urllib.parse
import urllib.request
url = 'http://www.someserver.com/cgi-bin/register.cgi'
user_agent = 'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64)'
values = {'name': 'Michael Foord',
'location': 'Northampton',
'language': 'Python' }
headers = {'User-Agent': user_agent}
data = urllib.parse.urlencode(values)
data = data.encode('ascii')
req = urllib.request.Request(url, data, headers)
with urllib.request.urlopen(req) as response:
the_page = response.read()
A resposta também possui dois métodos úteis. Veja a seção sobre info e geturl, que vem depois de analisarmos o que acontece quando as coisas dão errado.
Tratamento de exceções¶
urlopen levanta URLError quando não consegue tratar uma resposta (embora, como de costume com APIs Python, exceções embutidas como ValueError, TypeError etc. também possam ser levantadas).
HTTPError é a subclasse de URLError levantada no caso específico de URLs HTTP.
As classes de exceção são exportadas do módulo urllib.error.
URLError¶
Frequentemente, URLError é levantada porque não há conexão de rede (nenhuma rota para o servidor especificado) ou o servidor especificado não existe. Nesse caso, a exceção gerada terá um atributo “reason”, que é uma tupla contendo um código de erro e uma mensagem de erro em texto.
Por exemplo
>>> req = urllib.request.Request('http://www.pretend_server.org')
>>> try: urllib.request.urlopen(req)
... except urllib.error.URLError as e:
... print(e.reason)
...
(4, 'getaddrinfo failed')
HTTPError¶
Cada resposta HTTP do servidor contém um “código de status” numérico. Às vezes, o código de status indica que o servidor não consegue atender à solicitação. Os manipuladores padrão lidarão com algumas dessas respostas para você (por exemplo, se a resposta for um “redirecionamento” que solicita que o cliente busque o documento de uma URL diferente, o urllib cuidará disso para você). Para aquelas que ele não consegue tratar, o urlopen lançará um HTTPError. Erros típicos incluem ‘404’ (página não encontrada), ‘403’ (solicitação proibida) e ‘401’ (autenticação necessária).
Veja a seção 10 de RFC 2616 para uma referência sobre todos os códigos de erro HTTP.
A instância HTTPError levantada terá um atributo inteiro ‘code’, que corresponde ao erro enviado pelo servidor.
Códigos de erro¶
Como os tratadores padrão controlam redirecionamentos (códigos no intervalo 300) e códigos no intervalo 100-299 indicam sucesso, normalmente você verá apenas códigos de erro no intervalo 400-599.
http.server.BaseHTTPRequestHandler.responses is a useful dictionary of
response codes in that shows all the response codes used by RFC 2616. The
dictionary is reproduced here for convenience
# 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.'),
}
Quando um erro é levantado, o servidor responde retornando um código de erro HTTP e uma página de erro. Você pode usar a instância HTTPError como resposta na página retornada. Isso significa que, além do atributo code, ela também possui os métodos read, geturl e info, conforme retornados pelo módulo urllib.response:
>>> req = urllib.request.Request('http://www.python.org/fish.html')
>>> try:
... urllib.request.urlopen(req)
... except urllib.error.HTTPError as e:
... print(e.code)
... print(e.read())
...
404
b'<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN"
"http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">\n\n\n<html
...
<title>Page Not Found</title>\n
...
Resumindo¶
Então, se você quiser se preparar para HTTPError ou URLError, existem duas abordagens básicas. Eu prefiro a segunda.
Número 1¶
from urllib.request import Request, urlopen
from urllib.error import URLError, HTTPError
req = Request(someurl)
try:
response = urlopen(req)
except HTTPError as e:
print('The server couldn\'t fulfill the request.')
print('Error code: ', e.code)
except URLError as e:
print('We failed to reach a server.')
print('Reason: ', e.reason)
else:
# everything is fine
Nota
O except HTTPError deve vir primeiro, caso contrário, except URLError também capturará uma HTTPError.
Número 2¶
from urllib.request import Request, urlopen
from urllib.error import URLError
req = Request(someurl)
try:
response = urlopen(req)
except URLError as e:
if hasattr(e, 'reason'):
print('We failed to reach a server.')
print('Reason: ', e.reason)
elif hasattr(e, 'code'):
print('The server couldn\'t fulfill the request.')
print('Error code: ', e.code)
else:
# everything is fine
info e geturl¶
A resposta retornada por urlopen (ou a instância HTTPError) tem dois métodos úteis info() e geturl() e é definida no módulo urllib.response.
geturl - Isso retorna a URL real da página recuperada. Isso é útil porque
urlopen(ou o objeto de abertura utilizado) pode ter seguido um redirecionamento. A URL da página recuperada pode não ser a mesma que a URL solicitada.info - Isso retorna um objeto semelhante a um dicionário que descreve a página recuperada, particularmente os cabeçalhos enviados pelo servidor. Atualmente, é uma instância de
http.client.HTTPMessage.
Cabeçalhos típicos incluem ‘Content-length’, ‘Content-type’ e assim por diante. Consulte a “Referência rápida para cabeçalhos HTTP <https://jkorpela.fi/http.html>” para obter uma lista útil de cabeçalhos HTTP com breves explicações sobre seu significado e uso.
Abridores e tratadores¶
Ao buscar uma URL, você usa um abridor (uma instância do talvez confuso nome urllib.request.OpenerDirector). Normalmente, usamos o abridor padrão - via urlopen -, mas você pode criar abridores personalizados. Os abridores usam manipuladores. Todo o “trabalho pesado” é feito pelos manipuladores. Cada manipulador sabe como abrir URLs para um esquema de URL específico (http, ftp, etc.) ou como lidar com um aspecto da abertura de URL, por exemplo, redirecionamentos HTTP ou cookies HTTP.
Você vai querer criar abridores se quiser buscar URLs com manipuladores específicos instalados, por exemplo, para obter um abridor que manipule cookies ou para obter um abridor que não manipule redirecionamentos.
Para criar um abridor, instancie um OpenerDirector e então chame .add_handler(some_handler_instance) repetidamente.
Como alternativa, você pode usar build_opener, que é uma função conveniente para criar objetos de abertura com uma única chamada de função. build_opener adiciona vários tratadores por padrão, mas fornece uma maneira rápida de adicionar mais e/ou substituir os tratadores padrão.
Outros tipos de manipuladores que você pode querer podem lidar com proxies, autenticação e outras situações comuns, mas um pouco especializadas.
install_opener pode ser usado para tornar um objeto opener o abridor padrão (global). Isso significa que chamadas para urlopen usarão o abridor que você instalou.
Objetos abridores têm um método open, que pode ser chamado diretamente para buscar URLs da mesma forma que a função urlopen: não há necessidade de chamar install_opener, exceto por conveniência.
Autenticação básica¶
Para ilustrar a criação e instalação de um manipulador, usaremos o HTTPBasicAuthHandler. Para uma discussão mais detalhada sobre este assunto — incluindo uma explicação de como funciona a autenticação básica — consulte este tutorial de autenticação básica.
Quando a autenticação é necessária, o servidor envia um cabeçalho (e o código de erro 401) solicitando autenticação. Isso especifica o esquema de autenticação e um “domínio”. O cabeçalho se parece com: WWW-Authenticate: SCHEME realm="REALM".
Por exemplo:
WWW-Authenticate: Basic realm="cPanel Users"
O cliente deve então tentar a solicitação novamente com o nome e a senha apropriados para o domínio incluídos como cabeçalho na solicitação. Isso é “autenticação básica”. Para simplificar esse processo, podemos criar uma instância de HTTPBasicAuthHandler e um opener para usar esse manipulador.
O HTTPBasicAuthHandler usa um objeto chamado gerenciador de senhas para manipular o mapeamento de URLs e domínios para senhas e nomes de usuário. Se você souber qual é o domínio (a partir do cabeçalho de autenticação enviado pelo servidor), poderá usar um HTTPPasswordMgr. Frequentemente, não importa qual seja o domínio. Nesse caso, é conveniente usar HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm. Isso permite que você especifique um nome de usuário e uma senha padrão para uma URL. Isso será fornecido caso você não forneça uma combinação alternativa para um domínio específico. Indicamos isso fornecendo None como argumento de domínio para o método add_password.
A URL de nível superior é a primeira URL que requer autenticação. URLs “mais profundas” que a URL que você passa para .add_password() também corresponderão.
# create a password manager
password_mgr = urllib.request.HTTPPasswordMgrWithDefaultRealm()
# Add the username and password.
# If we knew the realm, we could use it instead of None.
top_level_url = "http://example.com/foo/"
password_mgr.add_password(None, top_level_url, username, password)
handler = urllib.request.HTTPBasicAuthHandler(password_mgr)
# create "opener" (OpenerDirector instance)
opener = urllib.request.build_opener(handler)
# use the opener to fetch a URL
opener.open(a_url)
# Install the opener.
# Now all calls to urllib.request.urlopen use our opener.
urllib.request.install_opener(opener)
Nota
No exemplo acima, fornecemos apenas nosso HTTPBasicAuthHandler para build_opener. Por padrão, os “openers” possuem os manipuladores para situações normais: ProxyHandler (se uma configuração de proxy, como uma variável de ambiente http_proxy, estiver definida), UnknownHandler, HTTPHandler, HTTPDefaultErrorHandler, HTTPRedirectHandler, FTPHandler, FileHandler, DataHandler, HTTPErrorProcessor.
top_level_url é, na verdade, ou uma URL completa (incluindo o componente do esquema ‘http:’, o nome do host e, opcionalmente, o número da porta), por exemplo, "http://example.com/", ou uma “autoridade” (ou seja, o nome do host, incluindo, opcionalmente, o número da porta), por exemplo, "example.com" ou "example.com:8080" (este último exemplo inclui um número de porta). A autoridade, se presente, NÃO deve conter o componente “userinfo” - por exemplo, "joe:senha@example.com" não está correto.
Proxies¶
urllib detectará automaticamente suas configurações de proxy e as utilizará. Isso ocorre por meio do ProxyHandler, que faz parte da cadeia de manipuladores normal quando uma configuração de proxy é detectada. Normalmente, isso é bom, mas há ocasiões em que pode não ser útil [5]. Uma maneira de fazer isso é configurar nosso próprio ProxyHandler, sem proxies definidos. Isso é feito seguindo etapas semelhantes à configuração de um manipulador de autenticação básica:
>>> proxy_support = urllib.request.ProxyHandler({})
>>> opener = urllib.request.build_opener(proxy_support)
>>> urllib.request.install_opener(opener)
Nota
Atualmente, urllib.request não oferece suporte à busca de locais https por meio de um proxy. No entanto, isso pode ser habilitado estendendo urllib.request, conforme mostrado na receita [6].
Nota
HTTP_PROXY será ignorado se uma variável REQUEST_METHOD estiver definida; veja a documentação em getproxies().
Socekts e camadas¶
O suporte do Python para buscar recursos web é em camadas. urllib usa a biblioteca http.client, que por sua vez usa a biblioteca de sockets.
A partir do Python 2.3, você pode especificar quanto tempo um soquete deve aguardar por uma resposta antes de atingir o tempo limite. Isso pode ser útil em aplicações que precisam buscar páginas web. Por padrão, o módulo socket não tem tempo limite e pode travar. Atualmente, o tempo limite do soquete não é exposto nos níveis http.client ou urllib.request. No entanto, você pode definir o tempo limite padrão globalmente para todos os soquetes usando
import socket
import urllib.request
# timeout in seconds
timeout = 10
socket.setdefaulttimeout(timeout)
# this call to urllib.request.urlopen now uses the default timeout
# we have set in the socket module
req = urllib.request.Request('http://www.voidspace.org.uk')
response = urllib.request.urlopen(req)
Notas de rodapé¶
Este documento foi revisado e revisado por John Lee.