我用 Python 和 Twilio 實現自動化選課

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編譯：伯樂在線 - 飛哥的咖啡

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大學生都知道那種選課時無課可選的痛苦，而我所在的大學甚至對大部分課程都不提供候補系統。我們每天不得不多次登錄查看選課網站。這種機械操作似乎是計算機擅長的事，所以我著手用一些學過的 Python 知識和 Twilio API 來實現選課自動化。

開始階段

由於大學的課程註冊系統需要密碼登錄，我們打算使用自建的簡化版網站（http://courses.project.samueltaylor.org/）。出於演示的目的，CS 101 課程的空餘名額將以 1 分鐘 1 次的頻率在 0 和 1 之間切換。

本項目中我們打算使用一些庫來幫助我們。假設你已經安裝了 pip，使用下面的 pip 命令來安裝需要的庫：

pip install requests==2.17.3 beautifulsoup4==4.6.0 redis==2.10.5 twilio==6.3.0 Flask==0.12.2

隨著項目的深入，我們會仔細研究用到的每一個庫。

抓取註冊系統

我們需要寫一個程序來幫助我們確定指定的課程是否有空餘名額。這裡我們使用網頁抓取技術來實現，它將從網路上下載網頁並尋找到重要的欄位（課程名額）。Requests 和 BeautifulSoup 是簡化這個過程的兩個非常流行的庫：Requests 讓獲取網頁變得更加簡單，而 BeautifulSoup 幫我們找到網頁中我們需要的部分。

# scraper.py

import

requests

from

bs4

import

BeautifulSoup

URL

=

"http://courses.project.samueltaylor.org/"

COURSE_NUM_NDX

=

0

SEATS_NDX

=

1

def

get_open_seats

()

:

r

=

requests

.

get

(

URL

)

soup

=

BeautifulSoup

(

r

.

text

,

"html.parser"

)

courses

=

{}

for

row

in

soup

.

find_all

(

"tr"

)

:

cols

=

[

e

.

text

for

e

in

row

.

find_all

(

"td"

)]

if

cols

:

courses

[

cols

[

COURSE_NUM_NDX

]]

=

int

(

cols

[

SEATS_NDX

])

return

courses

這裡的關鍵是 get_open_seats 函數。此函數中，我們使用 requests.get 下載網頁的 HTML 源碼，然後使用 BeautifulSoup 解析它。我們使用 find_all(『tr』) 獲得表內的所有行，通過更新課程詞典以顯示指定課程的剩餘名額。find_all 具有極其強大的功能，如果你對它感興趣並想要深入了解，你可以查看官方文檔。最後，我們返回課程詞典，這樣程序就能看到指定課程還有多少空餘名額（比如，courses[『CS 101』]是 CS 101 的空餘名額）。

好極了，現在我們可以判斷課程是否有空位了。Python 解釋器是檢驗函數的好辦法。將這段代碼保存在文件中，並命名為 scraper.py，然後運行腳本並切入交互模式看看函數的功能：

$

python

-

i

scraper

.

py

>>>

get_open_seats

()

{

"CS 101"

:

1

,

"CS 201"

:

0

}

儘管一切順利，但我們還沒有解決這個問題，我們還需要在空餘名額出現時，想辦法通知用戶。該是 Twilio SMS 出場的時候了！

通過 SMS 獲取更新

構建用戶界面時，我們希望化繁為簡。本程序中，用戶希望在課程座位開放時收到通知。最簡單的解決辦法是分享課程編號，我們通過建立和處理 webhook 實現訂閱功能。我選擇使用 Redis（提供可以從多個進程訪問的數據結構的工具）來存儲訂閱。

# sms_handler.py

from

flask

import

Flask

,

request

import

redis

twilio_account_sid

=

"ACXXXXX"

redis_client

=

redis

.

StrictRedis

(

host

=

"localhost"

,

port

=

6379

,

db

=

0

)

app

=

Flask

(

__name__

)

@

app

.

route

(

"/sms"

,

methods

=

[

"POST"

])

def

handle_sms

()

:

user

=

request

.

form

[

"From"

]

course

=

request

.

form

[

"Body"

].

strip

().

upper

()

redis_client

.

sadd

(

course

,

user

.

encode

(

"utf-8"

))

if

__name__

==

"__main__"

:

app

.

run

(

debug

=

True

)

現在我們使用一個叫做 Flask 的 Python 網路框架來創建小型服務，用於處理 SMS 信息。完成一些初始的設置後，我們設置 handle_sms 函數用於處理 /sms 端點的請求。利用這個函數，我們抓取用戶的手機號以及他們尋找的課程，並將其存儲在以課程命名的集合中。

做到獲取訂閱這步，一切還算順利，但有一個明顯的問題：用戶界面太爛，它不能給用戶提供反饋。我們想要回復用戶，通知我們是否能夠立刻服務他們的要求。要做到這一點，我們將提供一個 TwiML 響應，額外需要的代碼在下方高亮顯示：

# sms_handler.py

from

flask

import

Flask

,

request

import

redis

from

twilio

.

twiml

.

messaging_response

import

MessagingResponse

twilio_account_sid

=

"ACXXXXX"

my_number

=

"+1XXXXXXXXXX"

valid_courses

=

{

"CS 101"

,

"CS 201"

}

redis_client

=

redis

.

StrictRedis

(

host

=

"localhost"

,

port

=

6379

,

db

=

0

)

app

=

Flask

(

__name__

)

def

respond

(

user

,

body

)

:

response

=

MessagingResponse

()

response

.

message

(

body

=

body

)

return

str

(

response

)

@

app

.

route

(

"/sms"

,

methods

=

[

"POST"

])

def

handle_sms

()

:

user

=

request

.

form

[

"From"

]

course

=

request

.

form

[

"Body"

].

strip

().

upper

()

if

course

not

in

valid_courses

:

return

respond

(

user

,

body

=

"Hm, that doesn"t look like a valid course. Try something like "CS 101"."

)

redis_client

.

sadd

(

course

,

user

.

encode

(

"utf-8"

))

return

respond

(

user

,

body

=

f

"Sweet action. We"ll let you know when there are seats available in {course}"

)

if

__name__

==

"__main__"

:

app

.

run

(

debug

=

True

)

我們針對以上代碼做了兩個大的改動。首先，我們驗證用戶是否在尋找一個有效的課程。其次，當用戶請求更新時，我們對其響應。在響應函數中，我們建立了一個 TwiML 響應，用指定的信息內容回復指定的號碼。

確保已安裝 Redis 並通過 redis 伺服器命令啟動它。將上述代碼保存在一個命名為 sms_handler.py 的文件中，並通過 Python 運行它。

誠然，這裡的響應消息有點傻，但我驚訝地看到用戶很喜歡它們。有時候一些人為觸發的反饋能帶來更好的用戶體驗。

現在，讓我們擴展早期的腳本，完善通知功能，真正滿足那些想要在課程開放時獲得通知信息的人。

# scraper.py

from

twilio

.

rest

import

Client

client

=

Client

(

twilio_account_sid

,

token

)

redis_client

=

redis

.

StrictRedis

(

host

=

"localhost"

,

port

=

6379

,

db

=

0

)

def

message

(

recipient

,

body

)

:

message

=

client

.

messages

.

create

(

to

=

recipient

,

from_

=

my_number

,

body

=

body

)

if

__name__

==

"__main__"

:

courses

=

get_open_seats

()

for

course

,

seats

in

courses

.

items

()

:

if

seats

==

0

:

continue

to_notify

=

redis_client

.

smembers

(

course

)

for

user

in

to_notify

:

message

(

user

.

decode

(

"utf-8"

),

body

=

f

"Good news! Spots opened up in {course}. "

+

"We"ll stop bugging you about this one now."

)

redis_client

.

srem

(

course

,

user

)

通過 Python 運行 scraper.py，我們對採集程序進行一次性測試。

使用 Cron 密切關注課程

雖然將查看課程註冊網站的過程簡化成了單個的腳本，我們仍希望腳本能夠隔幾分鐘自動運行一次。通過使用 Cron 能夠輕鬆解決這一問題。運行 crontab-e 並添加以下代碼後，我們可以添加一個每三分鐘運行一次的任務：

*/3 * * * * /path/to/scraper.py

寫入代碼後，Cron 守護進程將每隔三分鐘運行一次我們的採集程序。運行 crontab-l 後，我們可以看到計劃任務。這就完成了！我們訂閱課程更新後，就可以不用管它，專註於我們手邊重要的事情。除了獲得樂趣外，你的朋友會非常感激你，因為你讓他們緊繃的神經得到了舒緩，「輕輕鬆鬆」就能選到想要的課程。依靠這個程序選到了想要的課程無疑是對我努力的最大的回報，但它同時也幫助我周圍的很多人選到了心儀的課程。

（—— CS 101）

（—— 收到，當課程 CS 101 有空位時，我們會立刻通知您！）

（—— 好消息，偵察到課程 CS 101 存在空位，我們將不再發送關於此課程的消息。）

你可以使用本文的技術，為各種不同的事情設置通知。例如，有人用 Ruby 和 Twilio 來跟蹤有沒有工藝啤酒在售。若要獲得本文的所有代碼，請參見這個 gist。你也可以通過以下方式聯繫我：

• 
  

  sgt@samueltaylor.org



• 
  

  @SamuelDataT

免責聲明：請務必確保設置通知不會違反你所在大學的學生系統服務條款。如有疑問，請詢問知情者！

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