URLからPythonでファイルをダウンロードする方法

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Pythonを使用してURLからファイルをダウンロードする方法

Pythonには、Webスクレイピングからスクリプトの自動化、取得したデータの分析まで、さまざまなアプリケーションで役立つ強力なツールとパッケージがあります。プログラムでURLからファイルをプログラムでダウンロードすることは、さまざまなプログラミングやデータのプロジェクト、ワークフローで学ぶことの役立つスキルです。

このチュートリアルでは、以下の方法を学びます:

標準ライブラリだけでなく、サードパーティのライブラリを使用して、PythonでWebからファイルをダウンロードする方法
リクエストを複数の管理可能なチャンクに分割して、大きなファイルをダウンロードする方法
スレッドプールを使用して並列のファイルダウンロードを実現する方法
バルクで複数のファイルをフェッチするための非同期ダウンロードを実装する方法

このチュートリアルでは、World Bank Open Dataプラットフォームから経済データの範囲をダウンロードします。この例のプロジェクトで始めるには、以下のサンプルコードを入手してください。

Pythonを使用したファイルのダウンロードのサポート

伝統的なコマンドラインツールを使用してURLからファイルをダウンロードすることは可能ですが、Pythonではファイル取得を容易にするいくつかのライブラリが提供されています。Pythonを使用してファイルをダウンロードすることにはいくつかの利点があります。

もう一つの理由は移植性です。クロスプラットフォームのアプリケーションで作業している場合には、Pythonを使用すると良い選択肢です。これはクロスプラットフォームのプログラミング言語であるPythonが、Windows、Linux、macOSなどの異なるオペレーティングシステム上で一貫して実行されることを意味します。

Pythonを使用することで、プロセスを自動化することも可能です。ダウンロードが失敗した場合の自動リトライ、URLから複数のファイルを取得して保存すること、データを処理して指定された場所に保存することなど、時間と労力を節約することができます。

これらは、Pythonを使用してファイルをダウンロードする理由の一部です。プロジェクトの要件に応じて、自分のニーズに最適なアプローチとライブラリを選択できます。このチュートリアルでは、ファイルの取得が必要な一部の一般的なシナリオへのアプローチ方法を学びます。

PythonでURLからファイルをダウンロードする

以下にサンプルコードを示します:

import urllib.request

url = "https://example.com/file.zip"
file_name = "file.zip"
urllib.request.urlretrieve(url, file_name)

上記の例では、urllib.requestモジュールのurlretrieve関数を使用して、指定したURLからファイルをダウンロードしています。URLとファイル名を指定するだけで、簡単にファイルをダウンロードできます。

ダウンロードしたコンテンツをファイルに保存する

ファイルをダウンロードした後、コンテンツをファイルに保存することができます。以下にサンプルコードを示します:

import urllib.request

url = "https://example.com/file.zip"

response = urllib.request.urlopen(url)
data = response.read()

file_name = "file.zip"
with open(file_name, "wb") as f:
    f.write(data)

上記の例では、URLからデータを読み取り、open関数を使用してファイルをバイナリモードで開き、データを書き込んでいます。ファイルへの書き込み後、closeメソッドを呼び出す必要はありません。withステートメントがブロックを抜けると、自動的にファイルが閉じられます。

大きなファイルをストリーミング方式でダウンロードする

大きなファイルをダウンロードする場合、ファイル全体を一度にメモリにロードするとメモリの消費が大きいため、ストリーミング方式でダウンロードすると効果的です。以下にサンプルコードを示します:

import requests

url = "https://example.com/large_file.zip"
file_name = "large_file.zip"

response = requests.get(url, stream=True)
response.raise_for_status()

with open(file_name, "wb") as f:
    for chunk in response.iter_content(chunk_size=8192):
        if chunk:
            f.write(chunk)

上記の例では、requestsライブラリを使用してストリーム方式でファイルをダウンロードしています。requests.getメソッドにstream=Trueを指定することで、データがストリームとして受信されるようになります。また、iter_contentメソッドを使用してダウンロードしたデータをチャンクごとにファイルに書き込んでいます。

並列ファイルダウンロードの実行

ファイルを並列でダウンロードする必要がある場合、スレッドのプールを使用して並列ダウンロードを実現できます。以下に、requestsライブラリを使用してスレッドのプールを使用して並列ファイルのダウンロードを実行するサンプルコードを示します。

import concurrent.futures
import requests

urls = ["https://example.com/file1.zip", "https://example.com/file2.zip", "https://example.com/file3.zip"]
file_names = ["file1.zip", "file2.zip", "file3.zip"]

def download_file(url, file_name):
    response = requests.get(url)
    response.raise_for_status()

    with open(file_name, "wb") as f:
        f.write(response.content)

with concurrent.futures.ThreadPoolExecutor() as executor:
    future_to_url = {executor.submit(download_file, url, file_name): url for url, file_name in zip(urls, file_names)}
    for future in concurrent.futures.as_completed(future_to_url):
        url = future_to_url[future]
        try:
            future.result()
        except Exception as e:
            print(f"An error occurred while downloading {url}: {e}")

上記の例では、concurrent.futures.ThreadPoolExecutorを使用して複数のスレッドを作成し、concurrent.futures.as_completed関数を使用して並列ダウンロードを制御しています。各ダウンロードタスクは、requests.getメソッドを使用してファイルをダウンロードし、open関数を使用してファイルに書き込みます。

使用するオプションを決定する

どのオプションを選択するかを決定する際には、次の要素を考慮することが重要です。

ダウンロードするファイルのサイズ
ユーザーフレンドリーさ
追加の機能と柔軟性

ファイルのサイズが小さい場合や、シンプルなダウンロードタスクを実行する場合は、標準ライブラリの関数を使用するだけで十分です。ロバストなダウンロードの必要性がある場合や、さまざまな追加の機能が必要な場合は、サードパーティのライブラリを使用することを検討してください。

おわりに

本記事では、Pythonを使用してURLからファイルをダウンロードする方法について詳しく説明しました。Pythonは、標準ライブラリとサードパーティのライブラリを活用して、様々なファイルダウンロードのニーズに対応しています。さまざまなプロジェクトやタスクに応じて、最適なアプローチとライブラリを選択しましょう。

（この記事は元の著者によるものではありません）