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  • C#教程之DotNet应用之爬虫入门系列（二）：HttpClient的前世今生

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对想写网页爬虫的人来说，最先要搞清楚的基础知识就是HTTP/HTTPS，以及所使用的编程语言对应该领域的基础库。因此，本文将为有兴趣的读者介绍.Net基础库中涉及HTTP的基础部分，并展示一些简单易懂的示例（同时，我计划在下期或下下期提供一个稍有难度、较为完整的爬虫案例，让新手更深刻地理解.Net库对HTTP的封装，以及如何处理编写爬虫过程中的意外情况）。另外须提示的是，看懂本文起码需要知道Http相关的“概念性”基础知识，例如知道GET、POST方法是什么，Http请求的Headers通常有哪些及分别表示什么等等；一些案例如果自己想尝试和复现，需要知道浏览器调试或抓包工具使用方面的知识（这些资料网上非常丰富，笔者不再赘叙，浏览器建议选择谷歌或火狐，抓包工具有Windows适用的Fiddler或Mac上常用的Charles）。

前世的HttpWebRequest/HttpWebResponse

早先使用C#编写一个Http请求，需要用到System.Net.HttpWebRequest类。这个类的设计可谓非常之原始，但这也意味着它非常贴合编写Http请求的需要。

HttpWebRequest APIs from .Net Core 2.2

让我们借一个很简单的例子来看看编写出的代码。简书，是一个非常简洁、别致的创作社区（知乎别吃醋哦）。在它的首页上，有一个“推荐作者”的区域（已用红色方框标注），如图：

简书首页（2019.08.18）

通过浏览器调试可以很轻松地发现，这个区域的数据是通过一个请求单独获取的：

那么，我们按部就班地向HttpWebRequest实例填入网站所需的请求参数，就可以获得我们想要的响应文本。控制台代码如下：

			HttpWebRequest request = WebRequest.CreateHttp("https://www.jianshu.com/users/recommended?seen_ids=&count=5&only_unfollowed=true");
			request.Method = "GET";
			request.Accept = "application/json";
			request.Referer = "https://www.jianshu.com/";
			request.UserAgent = "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/76.0.3809.100 Safari/537.36";
			request.Host = "www.jianshu.com";
			request.KeepAlive = false;
			request.Timeout = 5000;
			request.AutomaticDecompression = DecompressionMethods.GZip | DecompressionMethods.Deflate;
			request.Headers.Add(HttpRequestHeader.AcceptLanguage, "zh-CN,zh;q=0.9");
			request.Headers.Add(HttpRequestHeader.AcceptEncoding, "br");
			//request.Proxy = new WebProxy("127.0.0.1", 8888);//让Fiddler抓包以查看实际发送出去的请求
			var response = request.GetResponse() as HttpWebResponse;
			if (response.StatusCode == HttpStatusCode.OK)
			{
				Stream rspStrm = response.GetResponseStream();
				var reader = new StreamReader(rspStrm);
				string rspText = reader.ReadToEnd();
				Console.WriteLine(rspText);
			}
			Console.ReadKey();

运行代码后就可以在控制台程序上打印出响应文本（很明显，这是一个Json格式的文本）：

“推荐作者”响应文本

让我们回头看一下这段代码。如果读者对Http有了基础性认识的话，应该会觉得这样的代码很亲切，无非就是复制粘贴，依次给类里的属性赋值即可。这是抽象层次低的好处，非常方便理解。但这也意味着使用者要注意的地方变多了，例如：

  • Method属性是一个String类型，如果不小心写错了，就会触发异常。
  • GetResponse()方法返回的是一个父类——WebResponse类，每次都需要通过类型转换变成HttpWebResponse对象。
  • 输出文本并没有相应的API，只能先通过HttpWebResponse对象的GetResponseStream()方法获取Stream，然后通过StreamReader读取出文本。
  • 示例代码未启用Cookie参数，如果启用，需要自己创建并维护一个CookieContainer。
  • 包含很多不常用的属性和配置，显得臃肿、复杂。

这还只是单纯代码层面而言。如果是严肃的项目代码，还需要注意性能方面的问题，例如：

  • 单个HttpWebRequest默认只支持2个线程（.Net遵循了“Http协议规定，同个Http请求的并发连接数最大为2”），多线程环境下需要通过设置ServicePointManager类的DefaultConnectionLimit属性来解决（对代码的焦点产生了干扰）。
  • 每个请求都需要创建一个HttpWebRequest对象，过多的对象会导致资源来不及释放直至端口耗尽。
  • 一些特殊场景下的性能问题（比如HttpWebRequest.GetRequestStreamAsync doesn't open the connection to the server - we always buffer the content #11873）。

以及代码之外的现实问题，例如：

  • .Net Framework和.Net Core的实现不太一样了，可能会导致行为上有不同的结果（事实是，Github上.Net Core库有不少与此相关的issues，比如HttpWebResponse.Cookies different behavior in .net framework and .net core #33122）。
  • 官方文档网站Docs明确表示了“不建议使用HttpWebRequest进行新的开发”。
来自官方文档的注解

可以说，对于.Net Core项目，HttpWebRequest/HttpWebResponse已经成为了“历史遗产”。

微软工程师如是说

不过，官方也是有两手准备：Avoid creating a new HttpClient per HttpWebRequest in some cases #15460。未来可能会在.Net5（其实就是.Net Core 4.0，微软改名部又发功了）又有一些优化工作。当然，作为一个新手来说，我们并不需要了解得那么详细，以上只是为了说明：HttpWebRequest/HttpWebResponse的设计，作为一个基础类库来说，它仅仅满足了让你“能用”，却还是“用起来不太舒服”。

今生的HttpClient

伴随着时代发展，.Net重新整合设计了System.Net.Http.HttpClient（Java程序猿可能有话说：“这不是跟Java抄的嘛！”嗯……名字的确是一样）。那么HttpClient又变成什么样子了呢？

HttpClient APIs from .Net Core 2.2

对比一下“前世”，我们惊喜地发现HttpClient的API似乎更精简了。它自带了常用的Http请求方法，比如获取百度首页，我们现在可以写成短短几行代码：

                        using (var client = new HttpClient())
			{
				//client.DefaultRequestHeaders.Add("User-Agent", "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/76.0.3809.100 Safari/537.36");
				string rspText = client.GetStringAsync("https://www.baidu.com").Result;//核心代码就这么一行，注意这里为了示例简单而未使用异步语法而是直接同步调用Result
				Console.WriteLine(rspText);
			}

结合上图，可以先简单总结几点改进：

  • HttpClient使用自带的GetStringAsync()方法就可以获取到响应文本，相应地还有GetStreamAsync()方法和GetAsync()方法，由浅入深，应有尽有，可以充分满足不同场景的需求。
  • 同时很明显的是，HttpClient的APIs全部是异步方法（且是线程安全的），这意味着HttpClient天生就是为高并发场景而设计。
  • 原本HttpWebRequest臃肿的各种属性，现在分散到HttpMessageHandler/HttpRequestMessage/HttpResponseMessage/HttpContent中了，虽然对编程新手来说抽象的提高意味着更高的学习成本，但一旦理解就会发现这样的设计使得代码更精简易读、逻辑焦点更突出。

现在我们尝试加入代理：

                        var handler = new SocketsHttpHandler() { UseProxy = true, Proxy = new WebProxy("127.0.0.1", 8888), UseCookies = false, AutomaticDecompression = DecompressionMethods.GZip | DecompressionMethods.Deflate };
			using (var client = new HttpClient(handler))
			{
				client.DefaultRequestHeaders.Add("User-Agent", "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/76.0.3809.100 Safari/537.36");
				string rspText = client.GetStringAsync("https://www.baidu.com").Result;
				Console.WriteLine(rspText);
			}

可以看到我们不需要去修改请求参数赋值的代码块，而是引入一个HttpMessageHandler的子类SocketsHttpHandler，替换HttpClient的重载构造方法即可。如果我们要存储Cookie呢？只需要将UseCookie设为true即可——HttpClient在绝大多数情况下不需要手动维护Cookie。

现在让我们重写上面简书的例子：

using System;
using System.Net;
using System.Net.Http;

namespace ConsoleAppTest
{
	internal class Program
	{
		private static async void Main(string[] args)//.Net Core 2.1版本以上支持异步形式的Main方法
		{
			var handler = new SocketsHttpHandler() { UseProxy = true, Proxy = new WebProxy("127.0.0.1", 8888), UseCookies = false, AutomaticDecompression = DecompressionMethods.GZip | DecompressionMethods.Deflate };
			using (var client = new HttpClient(handler))
			{
				client.Timeout = TimeSpan.FromSeconds(5);
				client.DefaultRequestHeaders.Host = "www.jianshu.com";
				client.DefaultRequestHeaders.Referrer = new Uri("https://www.jianshu.com/");
				client.DefaultRequestHeaders.Add("Accept", "application/json");
				client.DefaultRequestHeaders.Add("Accept-Encoding", "gzip, deflate, br");
				client.DefaultRequestHeaders.Add("Accept-Language", "");
				client.DefaultRequestHeaders.Add("User-Agent", "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/76.0.3809.100 Safari/537.36");
				string rspText = await client.GetStringAsync("https://www.jianshu.com/users/recommended?seen_ids=&count=5&only_unfollowed=true");
                                Console.WriteLine(rspText);
                                //也可以使用更底层且更灵活的方式，满足不同的需求。如下：
                                //HttpRequestMessage reqMsg = new HttpRequestMessage(HttpMethod.Get, "https://www.jianshu.com/users/recommended?seen_ids=&count=5&only_unfollowed=true");
				//HttpResponseMessage rspMsg = await client.SendAsync(reqMsg);
				//if(rspMsg.IsSuccessStatusCode)
				//{
					//string rspText = await rspMsg.Content.ReadAsStringAsync();
					//Console.WriteLine(rspText);
				//}
			}
			Console.ReadKey();
		}
	}
}

是否感觉这样的代码，结构层次更强，逻辑的焦点更明确？

还有，我们经常会遇到一些类似翻页的情况，还是以简书首页的“推荐作者”为例：

简书“推荐作者”

当我们点击换一批时，会发现请求变成了：

“换一批”

seen_ids记录了我们看过的推荐作者id，所以我们需要之前所有请求得到的作者id，拼成新的URL再做新的请求。如果使用HttpWebRequest，那么每次都要生成新的对象，并为它赋值后再请求。而HttpClient推荐的用法是尽量使用单例，而此案例只需使用1个HttpClient，就足够满足我们的需求。参考上面注释区域的代码，我们只需要每次生成一个极轻量的HttpRequestMessage，通过SendAsync()方法依次请求即可，最大程度地复用了HttpClient的DefaultRequestHeaders部分。我想从这一点，就足以令读者发现分离设计的好处。

HttpClient的发展之路还远远没有结束，它还在不断地被.Net社区讨论和优化。关于HttpClient更多的详细信息，可以阅读官方文档的“注解”：

HttpClient Class (System.Net.Http)​docs.microsoft.com图标

小结

笔者仅以此文向读者粗略介绍了.Net上Http基础库的基本用法——是的，以上还只是“粗略”、“基本”——但是起码我们可以写一些像样的爬虫了。爬到了数据，我们就可以尝试挖掘数据的价值，就可以像有些文章作者一样，贴出各种好看的图表来炫耀自己的所得了。希望这种获得和挖掘的乐趣能够不断驱动着读者们的技术人生，让我们下期再会！

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