爬虫的精准识别：基于 User-Agent 的正则实现

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爬虫的精准识别：基于 User-Agent 的正则实现

引言

在当今实时交互场景中，WebSocket 技术已成为在线客服、即时通讯、实时数据推送等服务的核心支柱。然而，一个看似简单的技术细节却可能让企业付出高昂的代价：当爬虫机器人伪装成“用户”接入 WebSocket 时，客服系统可能误将其识别为真实客户，导致客服资源被无意义消耗，甚至因“无响应对话”而影响用户体验。

场景痛点：当技术便利遭遇“无效流量”

想象一个典型的在线客服场景：用户访问网站后，通过 WebSocket 与客服实时沟通。然而，大量爬虫（如搜索引擎索引、SEO 工具、恶意扫描程序）的请求也会触发 WebSocket 连接。这些爬虫不会主动发送消息，却会长期占用连接资源。客服人员看到“在线用户”列表中的爬虫会话，尝试对话却得不到任何回应，最终导致：

1. 资源浪费：服务器带宽、连接数被无效占用。
2. 效率下降：客服需要手动排查“沉默用户”，增加工作负担。
3. 数据污染：统计报表中的“用户活跃数”被虚假流量污染。

更糟糕的是，部分攻击者会利用 WebSocket 的长连接特性，发起高频请求或注入攻击，进一步威胁系统安全。

传统方案的局限性

许多开发者试图通过简单的 IP 封禁 或 请求频率限制 解决问题，但爬虫的 IP 池和访问策略日益动态化，传统方案往往力不从心。而直接依赖 User-Agent 字符串过滤 看似直接，却常因正则表达式设计不当（如漏判新爬虫、误伤正常用户）导致效果大打折扣。

本文目标

本文将聚焦 “如何在 WebSocket 握手阶段精准识别爬虫”，通过以下实践方案实现高效拦截：

1. 多维度 User-Agent 检测：基于正则表达式覆盖 95% 的已知爬虫标识，确保关键词精准匹配。
2. 轻量化浏览器端拦截：提供 JavaScript 正则方案，避免爬虫触发前端资源加载。
3. 服务端兜底逻辑：结合 IP 黑名单与行为分析，应对伪造 User-Agent 的高级爬虫。

文章将深入解析正则表达式设计技巧、跨语言（Java/JavaScript）实现方案，并探讨如何在开源数据集（如 crawler-user-agents）基础上动态更新策略。无论您是构建客服系统的开发者，还是需优化实时服务性能的架构师，均可通过本文获得可直接复用的代码与实践经验。

以下是基于常见爬虫和机器人的 User-Agent 关键词整理的正则表达式实现方案：

1. 常见爬虫 User-Agent 关键词

以下关键词覆盖了主流搜索引擎、SEO 工具、社交媒体、监控服务等类型的爬虫机器人：

2. 正则表达式实现

以下正则表达式会匹配包含上述关键词的 User-Agent（不区分大小写）：

String pattern = "(?i).*\\b(bot|spider|crawler|slurp|facebookexternalhit|duckduckbot|facebot|alexa|applebot|pinterest|twitterbot|linkedinbot|telegrambot|uptimerobot|exabot|msnbot|yahoo|googlebot|bingbot|yandexbot|baiduspider|ahrefsbot|semrushbot)\\b.*";

3. 正则关键表达式说明

3.1 (?i)：忽略大小写的标记

• 作用：表示后续的正则匹配不区分大小写。
• 原理：(?i) 是正则表达式的 模式修饰符（Pattern Modifier），它会从当前位置开始，对整个表达式生效。
• 示例：

  (?i)bot   → 可以匹配 "Bot", "BOT", "bOt" 等任意大小写组合
  

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  3.2 \\b： 单词边界

  • 作用：表示 单词边界（Word Boundary），确保匹配的是一个完整的单词（而不是单词的一部分）。
  • 原理：\\b 会匹配一个位置，该位置的一侧是单词字符（字母、数字、下划线），另一侧是非单词字符（如空格、标点或字符串边界）。
  • 示例：

    \\bbot\\b → 匹配 "bot" 但不会匹配 "robot" 或 "bots"
    

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    3.3 组合后的效果：(?i).*\\b(bot|spider)\\b.*

    假设原始正则表达式为：

    String pattern = "(?i).*\\b(bot|spider)\\b.*";
    

    3.3.1 匹配逻辑

    1. (?i) → 忽略大小写。
    2. .* → 允许目标关键词出现在 任意位置（如开头、中间、结尾）。
    3. \\b → 确保关键词是完整单词（避免部分匹配，如 robot 中的 bot）。
    4. (bot|spider) → 匹配 “bot” 或 “spider”。
    5. 最后的 .* → 允许关键词后有其他字符。

    3.3.2 示例匹配的 User-Agent

    • "Googlebot/2.1" → 匹配 bot
    • "YandexSpider" → 匹配 spider
    • "BingPreviewBot" → 匹配 bot

      3.3.3 不匹配的 User-Agent

      • "Robot/1.0" → \\bbot\\b 不会匹配 “Robot” 中的 “bot”
      • "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64)" → 不含关键词

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        4. Java 代码实现

        import java.util.regex.Pattern;
        public class CrawlerDetector {
            private static final String BOT_PATTERN = "(?i).*\\b(bot|spider|crawler|slurp|facebookexternalhit|duckduckbot|facebot|alexa|applebot|pinterest|twitterbot|linkedinbot|telegrambot|uptimerobot|exabot|msnbot|yahoo|googlebot|bingbot|yandexbot|baiduspider|ahrefsbot|semrushbot)\\b.*";
            private static final Pattern pattern = Pattern.compile(BOT_PATTERN);
            public static boolean isCrawler(String userAgent) {
                if (userAgent == null || userAgent.trim().isEmpty()) {
                    return false;
                }
                return pattern.matcher(userAgent).matches();
            }
        }
        

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        4.1 java 使用示例

        public static void main(String[] args) {
            String userAgent1 = "Mozilla/5.0 (compatible; Googlebot/2.1; +http://www.google.com/bot.html)";
            String userAgent2 = "Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 14_6 like Mac OS X) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Version/14.0 Mobile/15E148 Safari/604.1";
            System.out.println("Is crawler 1? " + CrawlerDetector.isCrawler(userAgent1)); // true
            System.out.println("Is crawler 2? " + CrawlerDetector.isCrawler(userAgent2)); // false
        }
        

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        5. JS 代码实现

        以下是 JavaScript 版本的正则表达式实现（适配浏览器环境）：

        5.1 JavaScript 正则表达式

        const crawlerRegex = /\b(bot|spider|crawler|slurp|facebookexternalhit|duckduckbot|facebot|alexa|applebot|pinterest|twitterbot|linkedinbot|telegrambot|uptimerobot|exabot|msnbot|yahoo|googlebot|bingbot|yandexbot|baiduspider|ahrefsbot|semrushbot)\b/i;
        

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        5.2 实现解析

        5.2.1 正则结构

        • \b：匹配单词边界（确保关键词是完整单词，避免误匹配类似 robot 中的 bot）。
        • (bot|spider|...)：匹配列表中的任意关键词。
        • i 标志：忽略大小写（替代 Java 的 (?i)）。

          5.2.2 浏览器端使用示例

          // 检测当前浏览器 User-Agent 是否是爬虫
          function isCrawler() {
            const userAgent = navigator.userAgent;
            return crawlerRegex.test(userAgent);
          }
          // 调用示例
          if (isCrawler()) {
            console.log("检测到爬虫，阻止 WebSocket 连接");
          } else {
            console.log("允许连接 WebSocket");
          }
          

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          5.3注意事项

          1. 关键词动态更新

             可以将正则关键词提取到配置中，便于动态扩展：

             const botKeywords = [
               "bot", "spider", "crawler", "slurp", 
               "facebookexternalhit", "duckduckbot", "facebot",
               // ...其他关键词
             ];
             const crawlerRegex = new RegExp(`\\b(${botKeywords.join("|")})\\b`, "i");
             

          2. 浏览器兼容性

             • 所有现代浏览器（Chrome/Firefox/Safari/Edge）均支持 RegExp 和 i 标志。
             • 兼容到 IE9+。

          5.4 完整代码

          // 定义正则表达式
          const botKeywords = [
            "bot", "spider", "crawler", "slurp", "facebookexternalhit",
            "duckduckbot", "facebot", "alexa", "applebot", "pinterest",
            "twitterbot", "linkedinbot", "telegrambot", "uptimerobot",
            "exabot", "msnbot", "yahoo", "googlebot", "bingbot",
            "yandexbot", "baiduspider", "ahrefsbot", "semrushbot"
          ];
          const crawlerRegex = new RegExp(`\\b(${botKeywords.join("|")})\\b`, "i");
          // 检测逻辑
          function isCrawler() {
            return crawlerRegex.test(navigator.userAgent);
          }
          // 根据检测结果控制 WebSocket 连接
          if (!isCrawler()) {
            const ws = new WebSocket("wss://your-websocket-endpoint");
            ws.onopen = () => console.log("WebSocket 已连接");
          } else {
            console.log("爬虫客户端，禁止连接 WebSocket");
          }
          
          

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          注意事项

          1. 误判风险：极少数正常浏览器可能包含关键词（如 Bot），但概率极低。
          2. 动态更新：定期更新正则中的关键词列表以覆盖新出现的爬虫。
          3. 性能：正则表达式复杂度较低，适合高频调用。

          如果需要更全面的关键词列表，可以参考 user-agents 等公开数据集。