经常写爬虫的都知道，有些页面在登录之前是被禁止抓取的，比如知乎的话题页面就要求用户登录才能访问，而 “登录” 离不开 HTTP 中的 Cookie 技术。
登录原理
Cookie 的原理非常简单，因为 HTTP 是一种无状态的协议，因此为了在无状态的 HTTP 协议之上维护会话（session）状态，让服务器知道当前是和哪个客户在打交道，Cookie 技术出现了 ，Cookie 相当于是服务端分配给客户端的一个标识。
- 浏览器第一次发起 HTTP 请求时，没有携带任何 Cookie 信息
- 服务器把 HTTP 响应，同时还有一个 Cookie 信息，一起返回给浏览器
- 浏览器第二次请求就把服务器返回的 Cookie 信息一起发送给服务器
- 服务器收到HTTP请求，发现请求头中有Cookie字段， 便知道之前就和这个用户打过交道了。
实战应用
用过知乎的都知道，只要提供用户名和密码以及验证码之后即可登录。当然，这只是我们眼中看到的现象。而背后隐藏的技术细节就需要借助浏览器来挖掘了。现在我们就用 Chrome 来查看当我们填完表单后，究竟发生了什么？
（如果已经登录的，先退出）首先进入知乎的登录页面 https://www.zhihu.com/#signin ，打开 Chrome 的开发者工具条（按 F12）先尝试输入一个错误的验证码观察浏览器是如何发送请求的。
从浏览器的请求可以发现几个关键的信息
- 登录的 URL 地址是 https://www.zhihu.com/login/email
- 登录需要提供的表单数据有4个：用户名（email）、密码（password）、验证码（captcha）、_xsrf。
- 获取验证码的URL地址是 https://www.zhihu.com/captcha.gif?r=1490690391695&type=login
_xsrf 是什么？如果你对CSRF（跨站请求伪造）攻击非常熟悉的话，那么你一定知道它的作用，xsrf是一串伪随机数，它是用于防止跨站请求伪造的。它一般存在网页的 form 表单标签中，为了证实这一点，可以在页面上搜索 “xsrf”，果然，_xsrf在一个隐藏的 input 标签中
摸清了浏览器登录时所需要的数据是如何获取之后，那么现在就可以开始写代码用 Python 模拟浏览器来登录了。登录时所依赖的两个第三方库是 requests 和 BeautifulSoup，先安装
pip install beautifulsoup4==4.5.3
pip install requests==2.13.0
http.cookiejar 模块可用于自动处理HTTP Cookie，LWPCookieJar 对象就是对 cookies 的封装，它支持把 cookies 保存到文件以及从文件中加载。
而 session 对象 提供了 Cookie 的持久化，连接池功能，可以通过 session 对象发送请求
首先从cookies.txt 文件中加载 cookie信息，因为首次运行还没有cookie，所有会出现 LoadError 异常。
from http import cookiejar
session = requests.session()
session.cookies = cookiejar.LWPCookieJar(filename='cookies.txt')
try:
session.cookies.load(ignore_discard=True)
except LoadError:
print("load cookies failed")
获取 xsrf
前面已经找到了 xsrf 所在的标签，，利用 BeatifulSoup 的 find 方法可以非常便捷的获取该值
def get_xsrf():
response = session.get("https://www.zhihu.com", headers=headers)
soup = BeautifulSoup(response.content, "html.parser")
xsrf = soup.find('input', attrs={"name": "_xsrf"}).get("value")
return xsrf
获取验证码
验证码是通过 /captcha.gif 接口返回的，这里我们把验证码图片下载保存到当前目录，由人工识别，当然你可以用第三方支持库来自动识别，比如 pytesser。
def get_captcha():
"""
把验证码图片保存到当前目录，手动识别验证码
:return:
"""
t = str(int(time.time() * 1000))
captcha_url = 'https://www.zhihu.com/captcha.gif?r=' + t + "&type=login"
r = session.get(captcha_url, headers=headers)
with open('captcha.jpg', 'wb') as f:
f.write(r.content)
captcha = input("验证码：")
return captcha
登录
一切参数准备就绪之后，就可以请求登录接口了。
def login(email, password):
login_url = 'https://www.zhihu.com/login/email'
data = {
'email': email,
'password': password,
'_xsrf': get_xsrf(),
"captcha": get_captcha(),
'remember_me': 'true'}
response = session.post(login_url, data=data, headers=headers)
login_code = response.json()
print(login_code['msg'])
for i in session.cookies:
print(i)
session.cookies.save()
请求成功后，session 会自动把 服务端的返回的cookie 信息填充到 session.cookies 对象中，下次请求时，客户端就可以自动携带这些cookie去访问那些需要登录的页面了。
源码：https://github.com/lzjun567/crawler_html2pdf/blob/master/zhihu/auto_login.py
参考资料：
- 关于 HTTP 协议的简单介绍，推荐公众号「Python之禅」中写的一篇文章一次完整的HTTP请求过程
- https://docs.python.org/3/library/http.cookies.html
- http://docs.python-requests.org/en/master/user/advanced/#session-objects
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