在互联网数据采集领域，Python爬虫是一种强大的工具，能够帮助我们高效地获取网页数据。然而，在实际应用中，许多网站为了防止恶意爬取，会在检测到频繁请求时要求用户输入验证码。这无疑给爬虫的正常运行带来了挑战。本文将详细介绍Python爬虫在多次请求后被要求验证码时的应对策略，并提供具体的实现代码。

一、验证码的类型及原理

验证码（CAPTCHA）是一种区分用户是人类还是自动化程序的公共全自动程序。常见的验证码类型包括：

1. 图片验证码：通过扭曲、变形的字符或数字组合，让用户识别并输入。

2. 滑块验证码：要求用户将滑块拖动到指定位置。

3. 点击验证码：要求用户点击图片中的特定位置或识别其中的元素。

4. 短信验证码：通过发送短信验证码到用户手机，验证用户身份。

验证码的原理是利用人类视觉识别能力优于机器识别能力的特性，阻止自动化程序（如爬虫）的访问。当网站检测到短时间内多次请求时，会触发验证码机制，以确保后续操作是由真实用户完成。

二、Python爬虫被要求验证码的原因

1. 请求频率过高：爬虫在短时间内发送大量请求，触发网站的反爬机制。

2. IP地址被识别：使用单一IP地址进行频繁请求，容易被网站识别为爬虫。

3. 缺乏伪装：爬虫请求头（User-Agent、Referer等）未进行伪装，容易被网站识别。

4. 数据采集模式：某些网站对特定数据采集模式敏感，一旦检测到类似爬虫的行为，会要求验证码。

三、应对策略

（一）降低请求频率

降低请求频率是最简单直接的应对方式。通过合理控制爬虫的请求间隔，避免触发网站的反爬机制。

import time

def fetch_data(url):

response = requests.get(url)

return response

urls = ["http://example.com/page1", "http://example.com/page2", ...]

for url in urls:

data = fetch_data(url)

# 处理数据

time.sleep(2) # 每次请求间隔2秒

（二）使用代理IP

使用代理IP可以隐藏爬虫的真实IP地址，避免因IP被封导致的验证码问题。常见的代理IP获取方式包括使用免费代理池或付费代理服务。

import requests

def fetch_data_with_proxy(url, proxy):

proxies = {

"http": proxy,

"https": proxy

}

response = requests.get(url, proxies=proxies)

return response

proxy_list = ["http://192.168.1.1:8080", "http://192.168.1.2:8080", ...]

for proxy in proxy_list:

data = fetch_data_with_proxy("http://example.com", proxy)

# 处理数据

（三）伪装请求头

通过修改请求头中的User-Agent、Referer等字段，伪装成正常的浏览器请求，降低被识别为爬虫的风险。

import requests

def fetch_data_with_headers(url):

headers = {

"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.110 Safari/537.3",

"Referer": "http://example.com"

}

response = requests.get(url, headers=headers)

return response

data = fetch_data_with_headers("http://example.com")

# 处理数据

（四）验证码识别与自动处理

对于图片验证码，可以使用OCR（光学字符识别）技术进行识别。常见的OCR工具包括Tesseract和百度OCR等。

使用Tesseract进行验证码识别

1. 安装Tesseract：

○ Windows：下载安装包并配置环境变量。

○ Linux：sudo apt-get install tesseract-ocr。

2. 使用Python调用Tesseract进行验证码识别。

from PIL import Image

import pytesseract

import requests

from io import BytesIO

def recognize_captcha(image_url):

response = requests.get(image_url)

image = Image.open(BytesIO(response.content))

captcha_text = pytesseract.image_to_string(image)

return captcha_text

captcha_url = "http://example.com/captcha.jpg"

captcha_text = recognize_captcha(captcha_url)

print("识别的验证码：", captcha_text)

四、综合案例：爬取需要验证码的网站

以下是一个综合应用上述策略的完整案例，爬取一个需要验证码的网站数据。

import requests

import time

import random

import pytesseract

from PIL import Image

from io import BytesIO

# 配置

captcha_url = "http://example.com/captcha.jpg"

target_url = "http://example.com/data"

headers = {

"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.110 Safari/537.3",

"Referer": "http://example.com"

}

# 代理信息

proxyHost = "www.16yun.cn"

proxyPort = "5445"

proxyUser = "16QMSOML"

proxyPass = "280651"

# 构造代理字典

proxies = {

"http": f"http://{proxyUser}:{proxyPass}@{proxyHost}:{proxyPort}",

"https": f"http://{proxyUser}:{proxyPass}@{proxyHost}:{proxyPort}"

}

def fetch_captcha():

# 使用代理请求验证码图片

response = requests.get(captcha_url, headers=headers, proxies=proxies)

image = Image.open(BytesIO(response.content))

captcha_text = pytesseract.image_to_string(image)

return captcha_text

def fetch_data_with_captcha(captcha_text):

data = {

"captcha": captcha_text

}

# 使用代理发送请求

response = requests.post(target_url, headers=headers, data=data, proxies=proxies)

return response

def main():

while True:

captcha_text = fetch_captcha()

response = fetch_data_with_captcha(captcha_text)

if response.status_code == 200:

print("数据获取成功：", response.text)

break

else:

print("验证码错误或请求失败，重新尝试...")

time.sleep(random.uniform(1, 3)) # 随机停留1到3秒

if __name__ == "__main__":

main()

五、总结

在爬取需要验证码的网站时，降低请求频率、使用代理IP、伪装请求头、识别验证码以及模拟正常用户行为等策略可以有效应对验证码问题。通过合理组合这些策略，我们可以提高爬虫的稳定性和效率。然而，需要注意的是，爬虫的使用应遵循相关法律法规和网站的使用条款，避免对网站造成不必要的负担。