Python requests模块：HTTP请求的终极指南
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简介：Python的 requests 模块是一个广泛使用的库，用于执行HTTP请求。它简化了与Web服务的交互，使数据获取和发送更加简单。本文将引导您完成 requests 模块的安装、基础用法和核心功能的学习。您将学会如何安装 requests 模块、执行各种HTTP请求（如GET、POST）、设置HTTP头部信息、处理响应、管理超时、处理大文件、证书验证、Cookie管理以及会话管理等。掌握 requests 模块将有助于您在网页抓取、API调用等场景中大幅提升开发效率。 
1. requests模块介绍
Python的第三方库中， requests 模块因其实现简单易用、功能强大而备受推崇。它是一个基于urllib的HTTP库，专为人类设计，旨在发送各种HTTP请求。 requests 简化了在Python中处理网络请求的复杂性，提供了一套丰富的API，使得开发者可以不必考虑底层细节，从而可以专注于处理网络数据交互。
接下来的章节将详细探讨如何安装和使用 requests 模块，包括基础的GET和POST请求操作，如何设置HTTP头部信息，以及如何处理响应状态和内容等。此外，还会介绍一些高级特性，比如设置请求超时、分块读取大文件、HTTPS请求的证书验证、Cookie管理技巧以及会话对象的使用，这些都是在实际开发中非常有用的特性。通过本章内容的学习，读者将能够熟练地运用 requests 模块进行各种网络请求操作。
2. 安装requests模块步骤
在开始构建基于HTTP的网络请求应用之前，我们首先需要确保已经安装了Python以及其包管理工具pip，并且还需要安装一个强大的HTTP库——requests。本章节将详细介绍如何安装Python环境、pip工具以及如何使用pip来安装requests模块，并验证安装是否成功。
2.1 安装环境的准备
在安装requests模块之前，首先需要确保我们已经拥有了一个可靠的Python开发环境。
2.1.1 Python环境的配置
Python作为一种广泛使用的高级编程语言，其安装过程简洁方便。用户可以通过官方网站下载安装包或者使用包管理工具（如Homebrew、APT等）进行安装。以下是配置Python环境的通用步骤：
- 访问Python官方网站下载最新版本的Python安装包。
- 根据操作系统类型执行相应的安装指令。对于Windows用户，运行下载的安装程序，并遵循安装向导完成安装。对于Mac和Linux用户，可以通过命令行安装Python。
- 安装完成后，打开命令行工具（例如：cmd、Terminal或PowerShell），输入
python --version或python3 --version命令以确认Python版本信息。
2.1.2 pip包管理工具的介绍
pip是Python官方提供的包管理工具，用于安装、卸载和管理Python包。它是一个独立的模块，在安装Python时会被自动安装到系统中。用户可以通过pip来管理各种Python包，包括requests模块。
以下是使用pip的几个基本命令：
-
pip install：安装指定的包。 -
pip uninstall：卸载指定的包。 -
pip list：列出已安装的所有包及其版本号。 -
pip show：显示指定包的详细信息。
在确保了Python和pip都已经安装好之后，我们就可以使用pip来安装requests模块了。
2.2 使用pip安装requests
安装requests模块非常简单，只需在命令行中执行pip指令即可。
2.2.1 pip安装命令的使用
在命令行中，输入以下指令来安装requests模块：
pip install requests
如果系统中同时安装了Python 2和Python 3，可能需要使用 pip3 来指定安装Python 3版本的模块。
2.2.2 验证安装是否成功
安装完成后，为了确认requests模块是否已经成功安装，可以在命令行执行以下Python代码：
import requests
print(requests.__version__)
这段代码导入requests模块，并打印其版本号。如果命令行输出了requests模块的版本号，说明安装成功。
在本章节中，我们从配置Python环境开始，介绍了pip工具的使用，并通过它安装了requests模块。下面章节将继续探索GET请求的基础使用，包括如何发起请求和传递URL参数等。在接下来的探索中，我们会使用到已经安装好的requests模块，让我们的网络编程之旅更加顺畅。
3. GET请求操作
3.1 GET请求的基础使用
3.1.1 发起GET请求的方法
在HTTP协议中，GET请求是最基本的请求类型，用于从指定资源获取数据。在使用requests模块发起GET请求时，我们可以非常简单地进行操作。以下是一个基础示例：
import requests
response = requests.get('https://api.example.com/data')
print(response.text)
此代码将发送一个GET请求到指定的URL，并打印出服务器返回的原始响应内容。在实际应用中，GET请求通常用于那些无副作用的请求，即不会对服务器上的资源造成改变的操作。
3.1.2 URL参数的传递方式
在GET请求中，参数通常以查询字符串（query string）的形式附加在URL后面。例如，我们想要根据用户ID获取用户数据，可能需要构造如下URL：
params = {'user_id': 12345}
response = requests.get('https://api.example.com/user', params=params)
print(response.url)
执行此代码后，会得到如下URL： https://api.example.com/user?user_id=12345 。这个URL包含了查询参数 user_id 和相应的值 12345 。服务器接收到请求后，会解析这些参数，并根据它们返回相应的内容。
3.2 GET请求的高级应用
3.2.1 带有时间戳的URL请求
为了确保获取的数据是最新的，有时候我们需要在URL中附加时间戳参数。这可以通过Python的 datetime 模块来实现：
from datetime import datetime
timestamp = datetime.now().strftime("%Y-%m-%d-%H-%M-%S")
url = f"https://api.example.com/data?timestamp={timestamp}"
response = requests.get(url)
print(response.text)
这段代码会生成当前的日期和时间，并将其作为查询参数附加到URL中，从而获取到最新的数据。这种方法在股票市场数据、实时天气信息等场景中非常实用。
3.2.2 使用代理和会话保持状态
有时，由于网络限制或请求频率限制，我们需要使用代理服务器来发起请求。此外，使用会话（session）对象可以保持某些参数在多个请求之间保持不变：
from requests import Session
# 创建一个会话对象
with Session() as session:
# 设置代理
proxies = {
'http': 'http://10.10.1.10:3128',
'https': 'http://10.10.1.10:1080',
}
# 使用会话发起带有代理的GET请求
response = session.get('https://api.example.com/data', proxies=proxies)
print(response.text)
# 后续请求可以继续使用相同的会话对象
response = session.get('https://api.example.com/another')
print(response.text)
在这个例子中，通过会话对象，我们不仅设置了代理服务器，还能够保持会话状态，比如Cookies，从而提高效率。
4. POST请求操作
4.1 POST请求的基础使用
4.1.1 发起POST请求的方法
POST请求通常用于将数据发送到服务器，如表单提交或文件上传等。在Python的requests模块中，可以通过 requests.post() 方法发起POST请求。该方法的基本语法如下：
response = requests.post(url, data=None, json=None, **kwargs)
其中参数的含义如下： - url ：目标URL。 - data ：要发送的post数据，通常为字典类型。 - json ：如果指定，会将参数自动序列化为JSON。 - **kwargs ：支持传递其他参数给底层 requests.Request 类。
例如，假设我们要向一个RESTful API提交用户信息：
import requests
url = 'https://example.com/api/users'
data = {'username': 'johndoe', 'password': '123456'}
response = requests.post(url, data=data)
print(response.text)
上面的代码中，我们向指定的URL提交了用户信息，服务器返回响应后，我们打印了响应内容。
4.1.2 数据的编码和传输
在发起POST请求时，数据的编码方式非常重要。默认情况下，如果 data 参数是一个字典，requests会使用 application/x-www-form-urlencoded 方式编码。如果数据是多部分的（比如文件上传），可以使用 files 参数指定文件上传。
files = {'file': open('report.xls', 'rb')}
response = requests.post(url, files=files)
在使用 files 参数时，文件内容会被读取并以 multipart/form-data 的形式发送，适用于上传文件的情况。
4.2 POST请求的高级应用
4.2.1 文件上传的实现
文件上传是POST请求的一个高级用法。在HTTP协议中，文件上传通常需要将 Content-Type 设置为 multipart/form-data 。在requests中，使用 files 参数即可实现文件上传。
import requests
url = 'https://example.com/api/upload'
files = {'file': ('report.xls', open('report.xls', 'rb'), 'application/vnd.ms-excel')}
response = requests.post(url, files=files)
在上面的代码片段中，我们尝试上传一个名为 report.xls 的文件。 files 字典中的键是服务器端表单的字段名，值是一个包含三个元素的元组：文件名、文件对象、以及MIME类型。
4.2.2 使用session保持会话状态
为了保持会话状态，可以使用requests模块的 Session 对象。使用 Session 对象可以保存某些参数，这样就可以跨请求保持一些参数。
import requests
# 创建一个Session对象
session = requests.Session()
# 使用Session对象发送POST请求
url = 'https://example.com/api/login'
data = {'username': 'johndoe', 'password': '123456'}
session.post(url, data=data)
# 再次使用相同的Session对象发送请求，会自动携带之前的Cookies
url = 'https://example.com/api/profile'
response = session.get(url)
print(response.text)
上面的代码中，我们首先创建了一个会话对象 session ，然后使用它来发送登录信息。完成登录后，我们用同一个会话对象发送了另一个请求，由于会话对象会自动处理Cookies，所以无需再次登录即可获取用户的个人资料。
5. HTTP头部信息设置
5.1 HTTP头部信息的作用
在HTTP通信中，头部信息（Headers）是请求和响应的重要组成部分，它们用于描述资源的属性，控制传输行为，以及提供关于发送者和接收者更多的信息。了解头部信息的作用有助于我们更好地控制请求的行为和响应的内容。
5.1.1 常见的头部信息字段
HTTP头部信息由一系列的键值对组成，每一对都有其特定的含义。一些常见的头部字段包括：
-
Content-Type: 指定请求和响应的内容类型，例如application/json。 -
Authorization: 用于传递认证信息，通常用于API访问授权。 -
User-Agent: 描述发送请求的浏览器或其他客户端类型。 -
Accept: 告诉服务器客户端希望接受的内容类型。 -
Referer: 表明请求从哪个页面发出，可用于统计或防止链接跳转到第三方网站。 -
Content-Length: 指定请求体的长度，通常用于POST请求。
5.1.2 头部信息对请求的影响
头部信息能够影响服务器的处理方式。例如， Accept 字段可以帮助服务器决定返回哪种格式的数据； Content-Length 有助于服务器判断请求体的结束位置。此外，安全相关的头部信息，比如 Content-Security-Policy ，可以提高网页的安全性。
5.2 如何设置和修改头部信息
5.2.1 在请求中添加自定义头部
在使用requests模块发起请求时，可以通过headers参数来添加自定义的头部信息。例如：
import requests
url = "https://example.com/api/resource"
headers = {
"User-Agent": "My App/1.0",
"Authorization": "Bearer token123",
}
response = requests.get(url, headers=headers)
在这个例子中，我们设置了一个 User-Agent 头部，表明请求来自于"My App/1.0"，同时也提供了一个 Authorization 头部来传递访问令牌。
5.2.2 动态修改头部信息的策略
在不同的请求中，可能需要根据请求的具体内容动态修改头部信息。这可以通过函数封装或者类封装来实现。下面是一个简单的函数封装例子：
def get_response_with_custom_headers(url, custom_headers):
return requests.get(url, headers=custom_headers)
然后，你可以根据不同需要调用这个函数，传入不同的headers参数。
头部信息的设置和修改对于控制HTTP请求的行为至关重要。通过自定义头部信息，不仅可以指定内容格式，还可以进行用户认证、控制缓存策略等。在实际应用中，你需要根据API的具体要求以及业务逻辑的需要来动态设置头部信息。
6. 响应状态和内容处理
在前几章中，我们已经对requests模块进行了初步的了解，并学会了如何发起GET和POST请求，以及如何设置HTTP头部信息。在本章中，我们将深入探讨如何处理服务器响应的状态码和内容。响应状态码是服务器与客户端通信时发送的一个重要信息，它告诉客户端请求是否成功、遇到错误或者需要进行重定向等。而响应内容则是服务器返回的，可能是我们需要处理的文本、JSON数据或其他格式的数据。本章将帮助你更好地理解这些概念，并提供具体的操作方法。
6.1 响应状态码的解析
6.1.1 理解常见的HTTP状态码
在互联网的世界里，HTTP状态码如同人类的语言，用来表达服务器对请求的处理结果。它们通常以三位数字的形式出现，分别代表不同的含义。根据HTTP规范，状态码可以分为以下几类：
- 1xx（信息性状态码）：接收的请求正在处理；
- 2xx（成功状态码）：请求正常处理完毕；
- 3xx（重定向状态码）：需要后续操作才能完成这一请求；
- 4xx（客户端错误状态码）：请求有语法错误或请求无法实现；
- 5xx（服务器错误状态码）：服务器处理请求出错。
在实际应用中，我们最常遇到的状态码是200（成功）、404（未找到资源）和500（服务器内部错误）等。例如，当我们发起一个请求时，服务器会返回一个状态码，如果是200 OK，那么意味着请求已经成功处理；如果是404 Not Found，那么就意味着所请求的资源在服务器上不存在。
6.1.2 状态码在代码中的处理
在使用Python的requests模块处理HTTP请求时，我们经常会遇到不同的HTTP状态码。我们可以根据返回的状态码来执行不同的逻辑处理。在requests模块中，可以使用响应对象的 status_code 属性来访问状态码。
import requests
response = requests.get('https://httpbin.org/get')
if response.status_code == 200:
print('请求成功')
elif response.status_code == 404:
print('未找到资源')
else:
print(f'服务器错误，状态码：{response.status_code}')
在上述代码中，我们向 https://httpbin.org/get 发起了一个GET请求，然后检查 status_code 属性来判断请求是否成功。这是一个非常基础的处理方式，但是针对不同的应用情况，我们可能需要更复杂的逻辑来处理各种状态码。
6.2 响应内容的提取和处理
6.2.1 文本和JSON数据的解析
服务器返回的内容通常包含在响应对象的 text 属性中，这可以是一个纯文本字符串。如果返回的内容是JSON格式，我们可以使用 json() 方法来解析这些数据。下面展示了如何获取响应文本和解析JSON数据：
import requests
# 获取响应文本
response = requests.get('https://httpbin.org/get')
print(response.text)
# 解析JSON数据
response = requests.get('https://httpbin.org/get')
json_response = response.json()
print(json_response['args'])
在上述代码中， response.text 能够让我们得到服务器返回的原始文本内容，而 response.json() 方法则会将JSON格式的字符串解析成Python字典对象，方便我们进一步处理。
6.2.2 处理异常和错误信息
无论我们如何小心，在与服务器进行交互时总是可能会遇到异常和错误。在使用requests模块时，我们应当准备好处理这些异常情况。例如，网络请求可能会因为各种原因失败，服务器可能会返回错误信息，而网络可能会暂时不可用。为了提高我们程序的健壮性，我们应该在代码中捕获并处理这些可能发生的异常。
import requests
from requests.exceptions import HTTPError, RequestException
try:
response = requests.get('https://httpbin.org/get')
response.raise_for_status()
print(response.json())
except HTTPError as http_err:
print(f'HTTP错误：{http_err}')
except RequestException as err:
print(f'请求错误：{err}')
except Exception as e:
print(f'发生错误：{e}')
在上述代码中，我们使用了 raise_for_status() 方法，它会在响应状态码指示错误时抛出一个 HTTPError 异常。同时，我们捕获了 RequestException 作为请求异常的基类，以及一个通用的 Exception 来处理其他可能发生的错误。
通过本章节的介绍，我们学习了如何理解和处理HTTP响应的状态码以及响应内容，从获取文本数据到解析JSON格式数据，再到异常的处理。这为我们进行网络请求提供了坚实的基础，并为开发健壮的网络应用程序铺平了道路。在下一章节中，我们将继续探索requests模块的高级特性，如请求超时设置、分块读取大文件、HTTPS请求的证书和验证、Cookie管理和会话对象的使用等，这将进一步提升我们对requests模块的掌控能力。
7. requests模块的高级特性
随着Web应用的复杂性增加，对于HTTP请求库的需求也在不断演变。requests模块不仅仅是简单方便，它还提供了一些高级特性，以满足处理高级HTTP需求的场景。在本章中，我们将深入了解请求超时设置、分块读取大文件、HTTPS请求的证书和验证、Cookie管理技巧以及会话对象的使用。
7.1 请求超时设置
7.1.1 理解超时设置的重要性
网络请求并非总是瞬间完成，特别是涉及到远程服务器或在不稳定网络环境下时。请求超时是一个重要的网络编程概念，它确保了应用程序不会被永远地阻塞在一个网络请求上。合理的超时设置能提高程序的健壮性和用户体验。
7.1.2 如何设置请求超时时间
在requests模块中，可以使用 timeout 参数来设定请求的超时时间（以秒为单位）。如果在超时时间内没有接收到服务器响应，请求将被终止，程序可以捕获到一个异常并进行相应处理。
import requests
try:
response = requests.get('http://example.com', timeout=5)
# 请求成功，处理响应
except requests.exceptions.Timeout:
# 请求超时，处理异常情况
在上述代码中，如果请求在5秒内未完成，将会抛出一个 Timeout 异常。 timeout 参数不仅可以用于 get 方法，还适用于 post 、 put 、 delete 等其他请求方法。
7.2 分块读取大文件
7.2.1 大文件上传的挑战
上传大文件时，我们面临几个挑战。首先，大文件可能占用大量的内存，导致内存不足。其次，完整的文件需要先下载到本地，再进行上传，这增加了响应时间并降低了效率。
7.2.2 使用stream进行文件上传
requests模块提供了一种流式上传的方式，允许边下载边上传文件，从而避免内存问题和提高上传效率。通过设置 stream=True 并以流的方式打开文件，即可实现大文件的分块上传。
with open('large_file.zip', 'rb') as f:
files = {'file': ('large_file.zip', f)}
response = requests.post('http://example.com/upload', files=files, stream=True)
# 分块处理响应内容
for chunk in response.iter_content(chunk_size=1024):
if chunk:
# 处理每个块的数据
pass
在上述代码中，我们以二进制流的方式打开文件，并通过 iter_content 方法分块处理响应内容。这样可以逐步处理大文件，避免了内存消耗过大的问题。
7.3 HTTPS请求的证书和验证
7.3.1 HTTPS与SSL证书的关系
HTTPS协议基于SSL/TLS协议，用于在传输层提供安全和数据完整性保障。SSL证书是验证服务器身份的一个重要工具，它确保客户端正在与预期的服务器进行通信，而不是被中间人攻击所欺骗。
7.3.2 如何处理SSL证书验证问题
在开发过程中，我们可能会遇到需要绕过SSL证书验证的场景，比如测试环境或内部服务尚未配置正式证书。虽然绕过SSL验证可能会带来安全风险，但在某些情况下是必要的。在requests中可以使用 verify=False 参数来禁用证书验证。
requests.get('https://example.com', verify=False)
请注意，在生产环境中，强烈建议不要禁用SSL证书验证。
7.4 Cookie管理技巧
7.4.1 Cookie在会话中的作用
Cookie是Web应用中的一种机制，允许服务器在用户的浏览器中存储和检索数据。Cookie通常用来保持会话状态、跟踪用户行为、存储个人偏好等。
7.4.2 如何在requests中管理Cookie
requests模块允许我们发送Cookie到服务器，并从服务器接收Cookie保存。通过 cookies 参数可以发送Cookie，同时 response.cookies 可以获取服务器返回的Cookie。
# 发送Cookie
cookies = {'session_token': '123456'}
response = requests.get('http://example.com', cookies=cookies)
# 获取服务器返回的Cookie
received_cookies = response.cookies.get_dict()
在实际应用中，我们可能需要处理更复杂的Cookie操作，比如使用会话（session）对象来持久化Cookie。
7.5 会话对象的使用
7.5.1 会话对象的意义和优势
会话对象在HTTP通信中用于持久化某些参数，如Cookie。使用会话对象，我们可以在多个请求间保持某些参数，比如维持登录状态，而不必在每次请求中都重新发送这些参数。
7.5.2 如何创建和使用会话对象
创建一个会话对象很简单，只需实例化 requests.Session() 类。之后的所有请求都可以通过这个会话对象进行，这样可以共享相同的连接参数，比如Cookies。
with requests.Session() as session:
session.get('http://example.com')
session.post('http://example.com/login', data={'username': 'user', 'password': 'pass'})
# 所有请求共享相同的会话，无需重复登录
通过会话对象进行多个请求时，请求之间可以共享Cookies和其他会话参数。这不仅提高了效率，也使得代码更加整洁。
在本章中，我们详细介绍了requests模块的高级特性，包括如何设置请求超时、处理大文件上传、管理SSL证书验证、管理Cookie以及使用会话对象来持久化网络连接状态。这些特性极大地增强了requests模块处理复杂HTTP场景的能力，使其成为开发者的强大工具箱。在下一章中，我们将探讨如何使用requests模块处理异常和错误，以及如何对网络请求进行调试。
本文还有配套的精品资源，点击获取
简介：Python的 requests 模块是一个广泛使用的库，用于执行HTTP请求。它简化了与Web服务的交互，使数据获取和发送更加简单。本文将引导您完成 requests 模块的安装、基础用法和核心功能的学习。您将学会如何安装 requests 模块、执行各种HTTP请求（如GET、POST）、设置HTTP头部信息、处理响应、管理超时、处理大文件、证书验证、Cookie管理以及会话管理等。掌握 requests 模块将有助于您在网页抓取、API调用等场景中大幅提升开发效率。
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