使用AioHttp異步抓取火星圖片

創(chuàng)建aiohttp應用程序

讓我們從一個簡單的應用程序開始，只是為了啟動和運行aiohttp。首先，創(chuàng)建一個新的virtualenv。建議使用Python 3.5以后版本，因為我們將使用asyncio提供的async def和await語法。如果您想進一步開發(fā)該項目并利用異步理解的優(yōu)勢，則可以使用Python 3.6（本例使用python版本）。

接下來，安裝aiohttp：

pip install aiohttp

現(xiàn)在創(chuàng)建一個python文件（稱為nasa.py），并將一些代碼放入其中：

from aiohttp import web

async def get_mars_photo(request):
    return web.Response(text='A photo of Mars')

app = web.Application()
app.router.add_get('/', get_mars_photo, name='mars_photo')

如果您不熟悉aiohttp，則可能需要說明以下幾點：

• get_mars_photo協(xié)程是一個請求處理程序；它以HTTP請求作為唯一參數(shù)，并負責返回HTTP響應（或引發(fā)異常）

• app是高級服務器；它支持路由器，中間件和信號（對于該程序，我們將僅使用路由器）

• app.router.add_get在HTTP GET方法和'/'路徑上注冊請求處理程序

注意：請求處理程序不必一定是協(xié)程，它們可以是常規(guī)函數(shù)。但是我們將使用asyncio的功能，因此程序中的大多數(shù)函數(shù)都將使用進行定義async def。

運行應用程序

要運行您的應用程序，您可以在文件末尾添加以下行：

web.run_app(app, host='127.0.0.1', port=8080)

python nasa.py

pip install aiohttp-devtools
adev runserver -p 8080 nasa.py

現(xiàn)在如果您訪問localhost：8080，則應該在瀏覽器中看到"A photo of mars"的字樣。

使用NASA API

當然，這還沒有結束。如果您是一位敏銳的觀察者，您會注意到我們沒有得到實際的圖像，而是一些文本。現(xiàn)在讓我們解決這個問題。

要從火星獲取照片，我們將使用NASA API。每個火星探路者(rover)都有自己的URL（對于好奇號，它url是https://api.nasa.gov/mars-photos/api/v1/rovers/curiosity/photos）。我們必須為每個請求至少提供2個參數(shù)：

• sol：火星輪轉(zhuǎn)或拍攝照片的日期，從探路者的著陸日期開始算起（最大值可以rover/max_sol在響應的一部分中找到）

• API_KEY：由美國航天局提供的API密鑰（你可以使用默認的：DEMO_KEY）

響應數(shù)據(jù)里我們將獲得一張照片列表，每張照片均帶有URL，相機信息和探路者信息。

修改nasa.py文件，如下所示：

import random

from aiohttp import web, ClientSession
from aiohttp.web import HTTPFound

NASA_API_KEY = 'DEMO_KEY'
ROVER_URL = 'https://api.nasa.gov/mars-photos/api/v1/rovers/curiosity/photos'


async def get_mars_image_url_from_nasa():
    while True:
        sol = random.randint(0, 1722)
        params = {'sol': sol, 'api_key': NASA_API_KEY}
        async with ClientSession() as session:
            async with session.get(ROVER_URL, params=params) as resp:
                resp_dict = await resp.json()
        if 'photos' not in resp_dict:
            raise Exception
        photos = resp_dict['photos']
        if not photos:
            continue
        return random.choice(photos)['img_src']


async def get_mars_photo(request):
    url = await get_mars_image_url_from_nasa()
    return HTTPFound(url)

到底發(fā)生了什么事？

• 我們選擇一個隨機拍攝日期（對于“好奇心”max_sol，在撰寫本文時，其值為1722）

• ClientSession創(chuàng)建一個會話，我們可以使用該會話從NASA API獲取響應

• 我們使用獲取JSON響應resp.json()

• 我們檢查響應中是否存在“照片”鍵；如果沒有，我們已經(jīng)達到了每小時請求數(shù)量的上限，我們需要稍等片刻

• 如果當天沒有照片，我們會再次檢查是否有其他拍攝時間

• 然后，我們使用HTTPFound響應重定向到找到的照片

獲取NASA API密鑰

DEMO_KEYNASA提供的默認設置可以正常工作，但是您很快就會達到每小時API調(diào)用的限制。我建議您獲取自己的API密鑰。您可以在此處進行操作（注冊過程非常簡單快捷）。

現(xiàn)在，當您運行該應用程序時，您將直接從火星重定向到一個漂亮的圖像：

好吧，這不完全是我的意思...

驗證圖像

您剛剛看到的圖像并不讓人受到啟發(fā)。事實證明，漫游者拍攝了很多非常無聊的照片。我想看看馬克·沃特尼（Mark Watney）在他不可思議的旅程中所看到的，但這還不夠好。讓我們找到一種解決方法。

我們將需要對圖像進行某種形式的驗證。在指定篩選條件前，我們可以修改代碼：

async def get_mars_photo_bytes():
    while True:
        image_url = await get_mars_image_url_from_nasa()
        async with ClientSession() as session:
            async with session.get(image_url) as resp:
                image_bytes = await resp.read()
        if await validate_image(image_bytes):
            break
    return image_bytes


async def get_mars_photo(request):
    image = await get_mars_photo_bytes()
    return web.Response(body=image, content_type='image/jpeg')

這里發(fā)生了一些新的事情：

• 我們使用先前定義的函數(shù)獲取URL，然后使用讀取圖像中的原始字節(jié)resp.read()

• 我們檢查我們的圖片是否足夠好；如果沒有，我們一直在尋找

• 一旦有了令人滿意的照片，我們會將其放入響應中（注意，我們?nèi)匀皇褂门cweb.Response以前相同的照片，但是這次我們指定body而不是text，同時了定義content_type

注意：在此代碼中，我們刪除了重定向（HTTPFound），因此現(xiàn)在我們可以輕松地刷新頁面以獲取另一個圖像。

現(xiàn)在我們需要弄清楚如何驗證照片。我們可以很容易做到的一件事就是檢查圖像尺寸否足夠大。這不是一個完美的驗證，但現(xiàn)在應該這樣做。要處理圖像，我們將需要python的圖片庫Pillow。

pip install pillow

import io
from PIL import Image

async def validate_image(image_bytes):
    image = Image.open(io.BytesIO(image_bytes))
    return image.width >= 1024 and image.height >= 1024

現(xiàn)在刷新瀏覽器，應該可以看到火星大圖了。

現(xiàn)在我們可以更進一步，拒絕灰度圖像：

async def validate_image(image_bytes):
    image = Image.open(io.BytesIO(image_bytes))
    return image.width >= 1024 and image.height >= 1024 and image.mode != 'L'

現(xiàn)在我們的程序開始返回更多鼓舞人心的照片：

偶爾還能看到機器人自拍：

總結

我們整個程序如下所示:

import random
import io

from aiohttp import web, ClientSession

from PIL import Image

NASA_API_KEY = 'DEMO_KEY'
ROVER_URL = 'https://api.nasa.gov/mars-photos/api/v1/rovers/curiosity/photos'


async def validate_image(image_bytes):
    image = Image.open(io.BytesIO(image_bytes))
    return image.width >= 1024 and image.height >= 1024 and image.mode != 'L'


async def get_mars_image_url_from_nasa():
    while True:
        sol = random.randint(0, 1722)
        params = {'sol': sol, 'api_key': NASA_API_KEY}
        async with ClientSession() as session:
            async with session.get(ROVER_URL, params=params) as resp:
                resp_dict = await resp.json()
        if 'photos' not in resp_dict:
            raise Exception
        photos = resp_dict['photos']
        if not photos:
            continue
        return random.choice(photos)['img_src']


async def get_mars_photo_bytes():
    while True:
        image_url = await get_mars_image_url_from_nasa()
        async with ClientSession() as session:
            async with session.get(image_url) as resp:
                image_bytes = await resp.read()
        if await validate_image(image_bytes):
            break
    return image_bytes


async def get_mars_photo(request):
    image = await get_mars_photo_bytes()
    return web.Response(body=image, content_type='image/jpeg')


app = web.Application()
app.router.add_get('/', get_mars_photo, name='mars_photo')

我們還可以改善很多事情（例如max_sol從API中獲取價值，傳遞流動站的名稱，緩存URL），但是現(xiàn)在它已經(jīng)完成了工作：我們可以得到一張隨機的，鼓舞人心的火星照片，并覺得我們確實在那里。

原文標題：Python | AioHttp 異步抓取火星圖片

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審核編輯：湯梓紅