【C#】Selenium的概念與操作方法

2020-10-29

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C#
2020-11-26

筆者近期都在忙著籌備第二個專案，最近在研究Selenium的使用方法，日後會用來抓取專案會使用的資料。Selenium常常伴隨著出現的關鍵字可能會是自動化測試、爬蟲，究竟Selenium到底是什麼，又可以做些甚麼事情，就讓我們繼續看下去!

什麼是Selenium?

Selenium是為瀏覽器自動化需求所設計的開源工具集合(參1)，像是在網頁中常見的操作功能，透過網址拜訪該網頁、上下頁等，可透過各程式語言(C#、Python、JAVA等)開發，並轉換成HTTP的請求，並直接運行在瀏覽器中。更白話一點，就是透過程式碼模擬人類操作瀏覽器的行為。

在正式講解Selenium的操作之前，也順便提一下Selenium的歷史脈絡(參2)。從2004年起，由ThoughtWorks公司開發出了Selenium 1.0，Selenium 1.0 包含了 Selenium IDE + Selenium Grid + Selenium RC。Selenium 1.0使用JavaScript與瀏覽器溝通及調用元素，統一透過Selenium RC的伺服器作為代理伺服器，其中Client Libraries是撰寫指令程式碼，用來控制Selenium Server，而Selenium Server則負責控制瀏覽器的行為(參3)。

(圖片來源，參4)

2007年ThoughtWorks的Simon Stewart開發出名為WebDriver的高級瀏覽器自動化工具，故Selenium 2.0 = WebDriver + Selenium 1.0。Selenium 2.0的核心就在於將Selenium RC 更換成WebDriver，WebDriver一樣可以直接操作瀏覽元素，甚至還可以控制瀏覽器本身(視窗大小、截圖、新增關閉頁面等)，但WebDriver是針對各瀏覽器而獨立設計，故在速度上會比Selenium 1.0更快。另外，順道一提，自動化測試工具可不是只有Selenium，像QTP、loadrunner等都可以做到自動化測試 (參5)。

圖片來源(參4)，

Selenium的概念與操作

搜索 Selenium關鍵字，出現的幾乎都是Python的教學，筆者之前也是使用Python的Selenium，但感覺C#在觀念上都差不多，只是函數名稱有點不太一樣而已。剛剛上一節提到，Selenium 2.0之後重點在於WebDriver，而WebDriver又依瀏覽器類型及版本作區分，所以第一個學習重點就是要找到對應的WebDriver。

查看瀏覽器的版本
Chrome:

Firefox:

確定版本後就可以去下載對應的版本囉(參6、參7)，其他的瀏覽器就自行尋找囉!

在C#專案中安裝並啟用WebDriver

如果把WebDriver的檔案跟C#專案放在同一個資料夾裡，只要下列指令就可以囉

IWebDriver driver = new ChromeDriver();

因筆者想做一些測試，故建立類別放入瀏覽器類別與路徑

IWebDriver driver;
public Selenium(String browser, string path)
{
    switch (browser.ToLower())
    {
        case "chrome":
            this.driver = new ChromeDriver(path);
            break;
        case "firefox":
            this.driver = new FirefoxDriver(path);
            break;
        case "ie":
            this.driver = new InternetExplorerDriver(path);
        default:
            this.driver = new ChromeDriver(path);
            break;
     }
}

Selenium常見功能
這裡介紹一些常用的方法。

IWebDriver driver = new ChromeDriver();

//拜訪URL
driver.Navigate().GoToUrl("https://www.ptt.cc/bbs/hotboards.html")

//返回上一頁
driver.Navigate().Back ( );

//設定cookie，如PTT 八卦版需要new Cookie("over18","1")
driver.Manage().Cookies.AddCookie(new Cookie(key, value));

//找網頁元素，定位後可再接Text、Click、SendKeys等取文字或瀏覽器操作
driver.FindElement()
driver.FindElements()


//定位元素
//driver.FindElement(By.Id("main-content"))
//driver.FindElement(By.CssSelector("#main-content > div:nth-child(4) > span,article-meta-value"))
//driver.FindElement(By.ClassName("push"))

Selenium進階寫法，利用轉型實現更多功能

//透過javascript的語法，新增分頁並拜訪網頁
((IJavaScriptExecutor)driver).ExecuteScript($"window.open('{url}');"); 
driver.SwitchTo().Window(driver.WindowHandles.Last()); //將控制權更改為最後一個分頁
driver.SwitchTo().Window(driver.WindowHandles[driver.WindowHandles.Count - 1]) //也可以這樣寫

//截圖
Screenshot screenshot = ((ITakesScreenshot)selenium).GetScreenshot();
screenshot.SaveAsFile("beauty.jpg", ScreenshotImageFormat.Jpeg);

強制等待、顯式等待與隱式等待
使用Selenium在取網頁元素時，可能會發生該元素尚未被渲染，所以會有可能抓不到該元素，因此一個完整的selenium架構中，也應該要寫好等待的規則，並針對報錯的狀態做處理。

強制等待: 顧名思義就是傻傻地等，故非必要不使用。
隱式等待: 比強制等待更聰明一點，只需要宣告一次，之後只要開啟新的頁面或URL，會判斷整個網頁是否載入完畢(網頁Tab的小圈圈是否轉完)，若秒數內沒載完就報錯。但因為要等待整個頁面載完才能執行下個動作。
顯式等待: 直接對要等待的元素前面聲明，所以通常會跟FindElement一起出現。

//傻傻地等
Thread.Sleep(10) //不管怎樣，等10秒就對了

//隱式等待，秒數內載完網頁所有元素，否則報錯。載完就提早進入下一步，故比Thread.Sleep更優
this.driver.Manage().Timeouts().ImplicitWait = TimeSpan.FromSeconds(10); //10秒內載完網頁所有元素

//顯式等待，需要給定元素位置，只要該元素找到就進入下一步。
WebDriverWait wait = new WebDriverWait(driver, TimeSpan.FromSeconds(10));
wait.Until(ExpectedConditions.ElementExists(by));

還有查到一些加速的方法，例如關掉圖片下載、關閉瀏覽器顯示等等，有興趣自己玩玩看吧(參8、參9)

參考資料

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阿猩的程式蛋糕店

熱衷於自己喜歡的事情，時間久了，就能讓生硬的內容變成一塊美味的蛋糕。