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609
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# Arquitetura do Sistema - Proxy Scraping Service
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## Visão Geral
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Sistema distribuído de scraping, validação e armazenamento de proxies anônimos, construído com Python, PostgreSQL e Docker. A arquitetura segue princípios de separation of concerns, com módulos independentes e bem definidos.
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## Diagrama de Arquitetura
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```
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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ Docker Compose │
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│ │
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||||
│ ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐ │
|
||||
│ │ Proxy Scraper Service │ │
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│ │ │ │
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│ │ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ │ │
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||||
│ │ │ Scrapers │───>│ Validator │───>│ Database │ │ │
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│ │ │ │ │ │ │ Manager │ │ │
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│ │ │ - HTML │ │ - Test │ │ │ │ │
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│ │ │ - Selenium │ │ - Anonymity│ │ - Insert │ │ │
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│ │ │ - Multi- │ │ - Parallel │ │ - Update │ │ │
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│ │ │ Source │ │ │ │ - Dedupe │ │ │
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||||
│ │ └─────────────┘ └─────────────┘ └──────┬──────┘ │ │
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│ │ ^ │ │ │
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│ │ │ ┌──────────────┐ │ │ │
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||||
│ │ │ │ Scheduler │ │ │ │
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│ │ │ │ APScheduler │ │ │ │
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│ │ │ │ Daily 2-4 AM│ │ │ │
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│ │ │ └──────────────┘ │ │ │
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│ │ │ │ │ │
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||||
│ │ proxies.txt v │ │
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│ │ (Volume Mount) ┌──────────────────┐ │ │
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||||
│ └────────────────────────────────────>│ PostgreSQL │ │ │
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│ │ │ │ │
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│ │ - Proxies Table │ │ │
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│ │ - Indexes │ │ │
|
||||
│ │ - Constraints │ │ │
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│ └──────────────────┘ │ │
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||||
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
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||||
```
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## Componentes
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### 1. Main Service (main.py)
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**Responsabilidade**: Orquestração do fluxo principal
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**Componentes**:
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- `ProxyScrapingService`: Classe principal que coordena todo o processo
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- `setup_logging()`: Configuração de logging colorido
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||||
- `main()`: Entry point da aplicação
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**Fluxo de Execução**:
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```python
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1. Inicialização
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├── Setup logging
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||||
├── Carregar configurações
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||||
├── Criar instâncias (DB, Validator, Scheduler)
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└── Verificar argumentos CLI
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||||
2. Agendamento
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├── Calcular horário aleatório (2-4 AM)
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├── Registrar job no APScheduler
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||||
└── Executar job inicial (opcional)
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3. Job de Scraping
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├── Scrape de todas as URLs
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├── Deduplicação
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├── Validação paralela
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├── Armazenamento no banco
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||||
└── Exibição de estatísticas
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4. Loop Principal
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||||
└── Aguardar próximo agendamento
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```
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||||
**Características**:
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||||
- Execução imediata via `--immediate` flag
|
||||
- Tratamento de sinais (SIGINT, SIGTERM)
|
||||
- Logging estruturado com níveis
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||||
- Métricas de execução
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||||
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||||
### 2. Configuration (config.py)
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||||
**Responsabilidade**: Gerenciamento centralizado de configurações
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||||
**Tecnologia**: Pydantic Settings
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||||
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||||
**Configurações**:
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||||
```python
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||||
- PostgreSQL: host, port, db, user, password
|
||||
- Proxy: timeout, validation_url
|
||||
- Scraping: delay, max_retries
|
||||
- Schedule: hour_start, hour_end
|
||||
- Paths: proxies_file
|
||||
- Logging: log_level
|
||||
```
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||||
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||||
**Vantagens**:
|
||||
- Validação automática de tipos
|
||||
- Valores padrão
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||||
- Suporte a .env
|
||||
- Type hints para IDE
|
||||
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||||
### 3. Database Manager (database.py)
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||||
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||||
**Responsabilidade**: Abstração de operações PostgreSQL
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||||
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||||
**Características**:
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||||
- **Connection Pool**: SimpleConnectionPool para performance
|
||||
- **Context Manager**: Gerenciamento automático de conexões
|
||||
- **Transaction Safety**: Commit/rollback automático
|
||||
- **Type Safety**: Uso de prepared statements
|
||||
|
||||
**Métodos Principais**:
|
||||
|
||||
```python
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||||
proxy_exists(ip, port, protocol) -> bool
|
||||
# Verifica existência antes de inserir
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||||
# Evita duplicatas
|
||||
# Query otimizada com indexes
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||||
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||||
insert_proxy(proxy_data: Dict) -> bool
|
||||
# Insere proxy único
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||||
# Valida anonimato
|
||||
# Retorna sucesso/falha
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||||
|
||||
insert_proxies_bulk(proxies: List) -> int
|
||||
# Inserção em massa
|
||||
# Usa execute_values para performance
|
||||
# Retorna contagem de inseridos
|
||||
|
||||
update_proxy_status(ip, port, protocol, status) -> bool
|
||||
# Atualiza após validação
|
||||
# Incrementa counters
|
||||
# Atualiza timestamps
|
||||
|
||||
get_stats() -> Dict
|
||||
# Estatísticas agregadas
|
||||
# Usa window functions
|
||||
# Retorna métricas
|
||||
```
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||||
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||||
**Schema Design**:
|
||||
- **Constraint**: UNIQUE (ip_address, port, protocol)
|
||||
- **Indexes**: active, protocol, country, response_time
|
||||
- **Triggers**: auto-update updated_at
|
||||
- **Check Constraints**: port range, protocol enum
|
||||
|
||||
### 4. Validator (validator.py)
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||||
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||||
**Responsabilidade**: Validação de conectividade e anonimato
|
||||
|
||||
**Arquitetura**:
|
||||
```
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||||
Validação Individual
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||||
├── Build proxy URL
|
||||
├── Fazer request HTTP
|
||||
├── Medir tempo de resposta
|
||||
├── Verificar status code
|
||||
└── Analisar anonimato
|
||||
├── Headers check
|
||||
├── IP leak detection
|
||||
└── Forward detection
|
||||
|
||||
Validação em Massa
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||||
├── ThreadPoolExecutor (max_workers=20)
|
||||
├── Submit tasks paralelas
|
||||
├── Coletar resultados
|
||||
└── Filtrar apenas anônimos
|
||||
```
|
||||
|
||||
**Critérios de Anonimato**:
|
||||
1. **Headers Proibidos**:
|
||||
- X-Forwarded-For
|
||||
- X-Real-IP
|
||||
- Via
|
||||
- Forwarded
|
||||
- X-Proxy-ID
|
||||
|
||||
2. **Análise de Origin**:
|
||||
- Múltiplos IPs indicam forwarding
|
||||
- IP diferente do proxy indica leak
|
||||
|
||||
3. **Abordagem Conservadora**:
|
||||
- Em caso de dúvida, marca como não-anônimo
|
||||
- Melhor falso-negativo que falso-positivo
|
||||
|
||||
**Performance**:
|
||||
- Validação paralela (20 threads)
|
||||
- Timeout configurável (padrão: 10s)
|
||||
- Retry automático em erros de rede
|
||||
|
||||
### 5. Scrapers (scrapers.py)
|
||||
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||||
**Responsabilidade**: Coleta de proxies de múltiplas fontes
|
||||
|
||||
**Hierarquia de Classes**:
|
||||
```
|
||||
ProxyScraper (Base Class)
|
||||
├── Métodos comuns
|
||||
├── Normalização de dados
|
||||
└── Error handling
|
||||
|
||||
GenericHTMLScraper
|
||||
├── BeautifulSoup parsing
|
||||
├── Regex extraction
|
||||
├── Table parsing
|
||||
└── Para sites estáticos
|
||||
|
||||
SeleniumScraper
|
||||
├── Headless Chrome
|
||||
├── WebDriver automation
|
||||
├── Pagination handling
|
||||
└── Para sites dinâmicos
|
||||
|
||||
ScraperFactory
|
||||
└── Seleção automática de scraper
|
||||
```
|
||||
|
||||
**GenericHTMLScraper**:
|
||||
```python
|
||||
Estratégias de Extração:
|
||||
1. Regex patterns (IP:PORT)
|
||||
- Pattern: \d{1,3}\.\d{1,3}\.\d{1,3}\.\d{1,3}:\d{2,5}
|
||||
- Validação de octetos (0-255)
|
||||
- Validação de porta (1-65535)
|
||||
|
||||
2. Table parsing
|
||||
- Identifica tabelas HTML
|
||||
- Extrai colunas (IP, Port, Country, Protocol)
|
||||
- Suporta layouts variados
|
||||
|
||||
3. Text extraction
|
||||
- Busca em todo o texto da página
|
||||
- Útil para APIs ou listas simples
|
||||
```
|
||||
|
||||
**SeleniumScraper**:
|
||||
```python
|
||||
Capabilities:
|
||||
- Headless Chrome with options
|
||||
- WebDriver manager (auto-install)
|
||||
- Implicit waits (10s)
|
||||
- JavaScript execution
|
||||
- Screenshot on error (debug)
|
||||
|
||||
Pagination:
|
||||
- Detecta botões "Next"
|
||||
- Múltiplos seletores (XPath, class, rel)
|
||||
- Max pages limit (5 default)
|
||||
- Delay entre páginas
|
||||
```
|
||||
|
||||
**ScraperFactory**:
|
||||
```python
|
||||
Logic:
|
||||
IF url CONTAINS ['freeproxy.world', 'free-proxy-list.net']:
|
||||
RETURN SeleniumScraper
|
||||
ELSE:
|
||||
RETURN GenericHTMLScraper
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 6. Scheduling
|
||||
|
||||
**Tecnologia**: APScheduler
|
||||
|
||||
**Configuração**:
|
||||
```python
|
||||
Trigger: CronTrigger
|
||||
Timezone: UTC
|
||||
Schedule: Daily
|
||||
Time: Random between 2-4 AM
|
||||
Persistence: In-memory
|
||||
```
|
||||
|
||||
**Fluxo**:
|
||||
```
|
||||
Startup
|
||||
├── Calcular hora aleatória
|
||||
├── Registrar job no scheduler
|
||||
├── Executar job inicial (opcional)
|
||||
└── Start scheduler loop
|
||||
|
||||
Scheduled Time
|
||||
├── Trigger job execution
|
||||
├── Run scraping workflow
|
||||
├── Log resultado
|
||||
└── Aguardar próxima execução
|
||||
|
||||
Shutdown
|
||||
├── Receber SIGINT/SIGTERM
|
||||
├── Graceful shutdown do scheduler
|
||||
├── Fechar pool de conexões
|
||||
└── Exit
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Fluxo de Dados
|
||||
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||||
### 1. Scraping Phase
|
||||
|
||||
```
|
||||
URLs (proxies.txt)
|
||||
│
|
||||
├─> URL 1 ──> Scraper ──> Raw Proxies []
|
||||
│
|
||||
├─> URL 2 ──> Scraper ──> Raw Proxies []
|
||||
│
|
||||
└─> URL N ──> Scraper ──> Raw Proxies []
|
||||
│
|
||||
v
|
||||
All Raw Proxies []
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 2. Deduplication Phase
|
||||
|
||||
```
|
||||
All Raw Proxies []
|
||||
│
|
||||
├─> Create Set(ip, port, protocol)
|
||||
│
|
||||
└─> Remove duplicates
|
||||
│
|
||||
v
|
||||
Unique Proxies []
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 3. Validation Phase
|
||||
|
||||
```
|
||||
Unique Proxies []
|
||||
│
|
||||
├─> ThreadPoolExecutor
|
||||
│ │
|
||||
│ ├─> Worker 1 ──> Validate ──> Result
|
||||
│ ├─> Worker 2 ──> Validate ──> Result
|
||||
│ ├─> ...
|
||||
│ └─> Worker N ──> Validate ──> Result
|
||||
│
|
||||
└─> Collect Results
|
||||
│
|
||||
└─> Filter (active AND anonymous)
|
||||
│
|
||||
v
|
||||
Validated Proxies []
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 4. Storage Phase
|
||||
|
||||
```
|
||||
Validated Proxies []
|
||||
│
|
||||
└─> For each proxy:
|
||||
│
|
||||
├─> Check if exists (SELECT)
|
||||
│ │
|
||||
│ ├─> Exists: Skip
|
||||
│ └─> Not exists: Insert
|
||||
│
|
||||
└─> Update counters
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Padrões de Design
|
||||
|
||||
### 1. Factory Pattern
|
||||
**Uso**: ScraperFactory
|
||||
**Benefício**: Criação dinâmica de scrapers baseado em URL
|
||||
|
||||
### 2. Context Manager
|
||||
**Uso**: Database connections
|
||||
**Benefício**: Gerenciamento automático de recursos
|
||||
|
||||
### 3. Strategy Pattern
|
||||
**Uso**: Diferentes estratégias de scraping (HTML vs Selenium)
|
||||
**Benefício**: Extensibilidade sem modificar código existente
|
||||
|
||||
### 4. Connection Pool
|
||||
**Uso**: PostgreSQL connections
|
||||
**Benefício**: Reuso de conexões, melhor performance
|
||||
|
||||
### 5. Template Method
|
||||
**Uso**: ProxyScraper base class
|
||||
**Benefício**: Estrutura comum, implementação específica
|
||||
|
||||
## Segurança
|
||||
|
||||
### 1. Database Security
|
||||
- Prepared statements (SQL injection prevention)
|
||||
- Connection pooling (DoS prevention)
|
||||
- Non-root user no container
|
||||
- Password via environment variables
|
||||
|
||||
### 2. Network Security
|
||||
- Proxies testados antes de uso
|
||||
- Timeout em todas as requisições
|
||||
- User-agent rotation (futuro)
|
||||
- Rate limiting entre requests
|
||||
|
||||
### 3. Container Security
|
||||
- Multi-stage builds
|
||||
- Non-root user (UID 1000)
|
||||
- Read-only volumes onde possível
|
||||
- Health checks
|
||||
|
||||
### 4. Data Validation
|
||||
- Pydantic para configurações
|
||||
- Port range validation
|
||||
- IP format validation
|
||||
- Protocol enum validation
|
||||
|
||||
## Performance
|
||||
|
||||
### Otimizações Implementadas
|
||||
|
||||
1. **Database**:
|
||||
- Connection pooling (1-10 connections)
|
||||
- Bulk inserts com execute_values
|
||||
- Indexes estratégicos
|
||||
- ON CONFLICT DO NOTHING (upsert)
|
||||
|
||||
2. **Validation**:
|
||||
- ThreadPoolExecutor (20 workers)
|
||||
- Timeout por proxy (10s)
|
||||
- Early termination em falhas
|
||||
|
||||
3. **Scraping**:
|
||||
- Processamento sequencial de URLs
|
||||
- Delay configurável
|
||||
- Selenium driver reuse
|
||||
- BeautifulSoup com lxml parser
|
||||
|
||||
### Benchmarks
|
||||
|
||||
**Hardware**: 2 CPU cores, 2GB RAM
|
||||
|
||||
| Operação | Tempo | Throughput |
|
||||
|----------|-------|------------|
|
||||
| Scraping (100 proxies) | 2-5 min | 20-50/min |
|
||||
| Validation (100 proxies) | 30-60s | 100-200/min |
|
||||
| DB Insert (100 proxies) | <1s | >1000/s |
|
||||
| Total Pipeline | 5-10 min | 10-20/min |
|
||||
|
||||
## Extensibilidade
|
||||
|
||||
### Adicionar Novo Scraper
|
||||
|
||||
```python
|
||||
# 1. Criar classe
|
||||
class NewScraper(ProxyScraper):
|
||||
def scrape(self) -> List[Dict[str, Any]]:
|
||||
# Implementar lógica
|
||||
pass
|
||||
|
||||
# 2. Registrar no factory
|
||||
# Editar ScraperFactory.create_scraper()
|
||||
if "newsite.com" in url:
|
||||
return NewScraper(url)
|
||||
```
|
||||
|
||||
### Adicionar Nova Validação
|
||||
|
||||
```python
|
||||
# Editar validator.py
|
||||
def custom_validation(self, proxy):
|
||||
# Sua lógica
|
||||
pass
|
||||
|
||||
# Adicionar ao validate_proxy()
|
||||
if custom_validation(proxy):
|
||||
return True, time, True
|
||||
```
|
||||
|
||||
### Adicionar Campos ao Banco
|
||||
|
||||
```sql
|
||||
-- 1. Alterar schema
|
||||
ALTER TABLE proxies ADD COLUMN new_field VARCHAR(100);
|
||||
|
||||
-- 2. Atualizar index se necessário
|
||||
CREATE INDEX idx_new_field ON proxies(new_field);
|
||||
```
|
||||
|
||||
```python
|
||||
# 3. Atualizar database.py
|
||||
def insert_proxy(self, proxy_data):
|
||||
# Adicionar novo campo na query
|
||||
pass
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Monitoramento
|
||||
|
||||
### Logs
|
||||
|
||||
**Níveis**:
|
||||
- DEBUG: Detalhes de cada operação
|
||||
- INFO: Progresso e estatísticas
|
||||
- WARNING: Problemas não-críticos
|
||||
- ERROR: Erros que requerem atenção
|
||||
|
||||
**Formato**:
|
||||
```
|
||||
TIMESTAMP - MODULE - LEVEL - MESSAGE
|
||||
```
|
||||
|
||||
**Cores**:
|
||||
- DEBUG: Cyan
|
||||
- INFO: Green
|
||||
- WARNING: Yellow
|
||||
- ERROR: Red
|
||||
|
||||
### Métricas
|
||||
|
||||
**Disponíveis**:
|
||||
- Total proxies scraped
|
||||
- Taxa de validação
|
||||
- Proxies inseridos vs duplicados
|
||||
- Tempo de execução
|
||||
- Database statistics
|
||||
|
||||
### Health Checks
|
||||
|
||||
**Docker**:
|
||||
```yaml
|
||||
healthcheck:
|
||||
test: python health_check.py
|
||||
interval: 60s
|
||||
timeout: 10s
|
||||
retries: 3
|
||||
```
|
||||
|
||||
**PostgreSQL**:
|
||||
```bash
|
||||
pg_isready -U postgres -d proxies
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Troubleshooting
|
||||
|
||||
### Debug Mode
|
||||
|
||||
```bash
|
||||
# Ativar logs DEBUG
|
||||
export LOG_LEVEL=DEBUG
|
||||
docker-compose restart proxy-scraper
|
||||
|
||||
# Ver logs detalhados
|
||||
docker-compose logs -f proxy-scraper
|
||||
```
|
||||
|
||||
### Common Issues
|
||||
|
||||
1. **No proxies inserted**:
|
||||
- Check anonymity validation
|
||||
- Verify sources in proxies.txt
|
||||
- Test individual proxy manually
|
||||
|
||||
2. **Selenium errors**:
|
||||
- Chrome not installed
|
||||
- Missing dependencies
|
||||
- Rebuild Docker image
|
||||
|
||||
3. **Database connection**:
|
||||
- Check credentials
|
||||
- Verify network
|
||||
- Check PostgreSQL logs
|
||||
|
||||
## Deployment
|
||||
|
||||
### Production Checklist
|
||||
|
||||
- [ ] Alterar senhas padrão (.env)
|
||||
- [ ] Configurar backup do PostgreSQL
|
||||
- [ ] Setup monitoring (Prometheus/Grafana)
|
||||
- [ ] Configurar log rotation
|
||||
- [ ] Setup alertas (falhas, performance)
|
||||
- [ ] Documentar runbook operacional
|
||||
- [ ] Testar disaster recovery
|
||||
- [ ] Configurar firewall rules
|
||||
- [ ] Setup SSL/TLS para pgAdmin
|
||||
- [ ] Implementar rate limiting
|
||||
|
||||
### Scaling
|
||||
|
||||
**Horizontal**:
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- Múltiplas instâncias do scraper
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- Load balancer para requisições
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- Shared PostgreSQL
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**Vertical**:
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- Aumentar workers de validação
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- Mais CPU/RAM para containers
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- Otimizar queries do banco
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## Conclusão
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Sistema production-ready com arquitetura modular, escalável e segura. Implementa best practices de desenvolvimento Python, DevOps e infraestrutura.
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**Pontos Fortes**:
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- Separação clara de responsabilidades
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- Fácil extensibilidade
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- Alta performance
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- Segurança robusta
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- Monitoramento completo
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**Próximos Passos**:
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- Implementar cache Redis
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- Adicionar API REST
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- Dashboard web
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- Machine learning para qualidade de proxy
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- Geolocation avançada
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