golong实现服务端浏览器截屏

笔者说：近期在使用golang进行开发工作时，受360技术公众号曾发布过文章的启发，想到是否可以使用golang操作无屏浏览器（headless browser）实现诸如爬虫、截屏、自动化测试等功能。

经过调研和测试，发现golang实现也是很好的一种选择。

背景

360技术公众号曾经发布过一篇文章《服务端浏览器截屏》，文章中对基于Selenium（Python SDK）实现的服务端截屏技术进行了详细讲解，可操作性非常强。

我曾使用Python+Selenium实现过爬虫和简单的自动化测试功能，对上面文章中使用的技术和组件都有涉及，我认为初学者完全可以通过该文章手把手的教学，实现服务端截屏功能。

不过基于Selenium的截图实现存在如下一些缺点：

• 需要安装Selenium或是PhantomJS

• PhantomJS已经停止维护了

• Selenium的运行需要安装chromedriver

• chromedriver对chrome的版本有一定要求

• 截图时需要使用html2canvas JS库

可见，整体环境的搭建（包括各个软件之间版本的匹配），还是需要花费不少时间和精力适配并测试的。因此原文章作者在上述文章的最后也提供了“集成Docker”的方案，在上述环境docker化后，可以解决环境部署的问题。

而基于golang实现的方案，可以完美解决上述问题。该方案对运行时环境的要求为仅安装chrome浏览器即可。

无屏浏览器

Headless browser是浏览器的无界面形态，可以在不打开浏览器的前提下，使用所有浏览器支持的特性，例如：获取HTML，执行Javascript，渲染目标网页，获取cookie等。

本文主要使用的是headless chrome，下文提到的“浏览器”均代指headless chrome。

主要框架

为了方便地在golang程序里使用headless chrome，需要借助一些开源框架。实现headless chrome交互的库有很多，笔者经过对比后选择了chromedp。

chromedp的主要特点有：

• 提供了更快，更简单的方式来驱动浏览器

• 提供了丰富的底层API接口（基于CDP协议——Chrome Debugging Protocol）

• 提供了灵活的上层API接口（Actions & Tasks），类似Selenium的WebElement actions

• 除了浏览器本身，没有任何外部依赖 (如Selenium, PhantomJS等)

• “一次编译，随处拷贝，到处运行”（基于golang的特性）

实现

安装

go get -u github.com/chromedp/chromedp

截图实现代码

package main


import (
  "context"
  "io/ioutil"
  "log"


  cdp "github.com/chromedp/chromedp"
)


func main() {
  // 创建新的cdp上下文
  ctx, cancel := cdp.NewContext(context.Background())
  defer cancel()


  // 此处以360搜索首页为例
  urlstr := `https://www.so.com/`
  var buf []byte
  // 需要截图的元素，支持CSS selector以及XPath query
  selector := `#main`
  if err := cdp.Run(ctx, elementScreenshot(urlstr, selector, &buf)); err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
    // 写入文件
  if err := ioutil.WriteFile("360_so.png", buf, 0644); err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
}


// 截图方法
func elementScreenshot(urlstr, sel string, res *[]byte) cdp.Tasks {
  return cdp.Tasks{
    // 打开url指向的页面
    cdp.Navigate(urlstr),


    // 等待待截图的元素渲染完成
    cdp.WaitVisible(sel, cdp.ByID),
    // 也可以等待一定的时间
    //cdp.Sleep(time.Duration(3) * time.Second),


    // 执行截图
    cdp.Screenshot(sel, res, cdp.NodeVisible, cdp.ByID),
  }
}

编译执行后，代码中URL截图的效果如下所示

导出PDF

在该框架下，也可以方便地将URL指向的WEB页面导出为PDF文件（调用浏览器的“打印为PDF功能”），调用如下方法即可：

// 导出指定元素为PDF
func elementPDFPrint(urlstr, sel string, res *[]byte) cdp.Tasks {
  var err error
  return cdp.Tasks{
    cdp.Navigate(urlstr),
    cdp.Sleep(time.Duration(5) * time.Second),
    cdp.ActionFunc(func(ctx context.Context) error {
      // 获取pdf数据
      *res, _, err = page.PrintToPDF().Do(ctx)
      if err != nil {
        return err
      }
      return nil
    }),
  }
}

以360.cn网址为例，导出的PDF效果如下图所示

使用下述方法可以截取全屏图片

func main() {
  // 创建新的cdp上下文
  ctx, cancel := cdp.NewContext(context.Background())
  defer cancel()


  // 此处以360官网首页为例
  urlstr := `https://www.360.cn/`
  var buf []byte
  // 获取 png, quality=90
  if err := cdp.Run(ctx, fullScreenshot(urlstr, 90, &buf)); err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
  if err := ioutil.WriteFile("360_cn_full.png", buf, 0644); err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
}


func fullScreenshot(urlstr string, quality int64, res *[]byte) cdp.Tasks {
  return cdp.Tasks{
    cdp.Navigate(urlstr),
    cdp.ActionFunc(func(ctx context.Context) error {
      _, _, contentSize, err := page.GetLayoutMetrics().Do(ctx)
      if err != nil {
        return err
      }


      width, height := int64(math.Ceil(contentSize.Width)), int64(math.Ceil(contentSize.Height))


      err = emulation.SetDeviceMetricsOverride(width, height, 1, false).
        WithScreenOrientation(&emulation.ScreenOrientation{
          Type:  emulation.OrientationTypePortraitPrimary,
          Angle: 0,
        }).
        Do(ctx)
      if err != nil {
        return err
      }


      // 获取全屏截图
      *res, err = page.CaptureScreenshot().
        WithQuality(quality).
        WithClip(&page.Viewport{
          X:      contentSize.X,
          Y:      contentSize.Y,
          Width:  contentSize.Width,
          Height: contentSize.Height,
          Scale:  1,
        }).Do(ctx)
      if err != nil {
        return err
      }
      return nil
    }),
  }
}

以360.cn网址为例，截取全屏图片效果如下图所示

模拟其他设备

chromedp支持对多种设备的模拟（通过修改浏览器User-Agent的方式），如下代码实现了模拟iPhone7的请求：

func main() {
  // 创建新的cdp上下文
  ctx, cancel := cdp.NewContext(context.Background())
  defer cancel()
  // run
  var b []byte
  if err := cdp.Run(ctx,
    // 模拟 iPhone 7
    cdp.Emulate(device.IPhone7landscape),
    cdp.Navigate(`https://www.whatsmyua.info/`),
    cdp.CaptureScreenshot(&b),
  ); err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
  if err := ioutil.WriteFile("iphone7_ua.png", b, 0644); err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
}

效果如下

组合操作

chromedp本身提供了Actions和Tasks数据结构，供用户把任意WEB操作动作组合在一起之后执行，具体可以查看github主页examples下面的例子，这里就不再赘述了。

写在最后

使用golang和chromedp框架，借助chrome的CDP接口，可以在headless chrome上实现浏览器的几乎所有操作。

在2.1的例子中，我们使用不到40行代码，就实现了服务端浏览器截屏功能。同时，除了chrome浏览器、golang SDK和chromedp本身的代码之外，没有引用其他代码或工具。

在上述测试结果的基础上，我们可以继续开发：

• 封装便捷、通用的服务端页面 [截图/PDF导出] 工具，供其他产品项目使用。应用场景:

• 前端开发了样式美观的图表，需要导出为图片或PDF作为邮件附件发送给用户查看；

• 定时发送重要指标图表到用户邮箱，无需用户登陆系统查看数据

• 开发高效的[WEB自动化测试平台]，对WEB产品进行自动化测试。应用场景：

• 线上环境升级后，自动运行测试用例，测试重点功能（登录，添加、查看测试数据，检查接口返回数据等）

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