Python与MongoDB 用户管理系统实现：登录与注册功能详解

在现代应用开发中，用户管理系统是大多数应用的核心组成部分。本文将详细介绍如何使用 Python 和 MongoDB 构建一个简单但功能完整的用户管理系统，包括用户注册、登录以及密码重置功能。

MongoDB 简介

MongoDB 是一个基于分布式文件存储的开源数据库系统，使用类似 JSON 的 BSON 格式存储数据。它属于 NoSQL 数据库，支持灵活的数据模型，非常适合快速开发和迭代的应用场景。

一、下载 MongoDB 社区版

1. 访问下载页面

   打开 MongoDB 官方下载中心：Download MongoDB Community Server | MongoDB

2. 选择版本和配置

   • Version：选择最新 LTS 版本（如 6.0.x）。
   • OS：选择 Windows。
   • Package ：选择 msi 安装包（适合图形界面安装）。

3. 下载安装包

   点击 Download 按钮开始下载。

二、安装 MongoDB

1. 运行安装程序

   双击下载的 .msi 文件，按提示完成安装：

   • 选择安装类型 ：选择 Complete（完整安装）。
   • 安装路径 ：默认路径为 C:\Program Files\MongoDB\Server\6.0\（版本号可能不同）。
   • 服务配置 ：勾选 Install MongoDB as a Service（作为服务安装）和 Run service as Network Service user。
   • 数据目录 ：默认数据目录为 C:\data\db\，日志目录为 C:\data\log\。

2. 创建数据目录

   安装完成后，手动创建数据目录：

   powershell

   mkdir C:\data\db
   mkdir C:\data\log

三、配置环境变量

将 MongoDB 的 bin 目录添加到系统环境变量中，以便在任意位置使用 mongo 或 mongosh 命令：

1. 右键点击 此电脑 → 属性 → 高级系统设置 → 环境变量。
2. 编辑系统变量 Path ：
   • 点击 新建，添加路径：C:\Program Files\MongoDB\Server\6.0\bin\（根据实际安装路径调整）。
   • 确认保存所有窗口。

四、启动 MongoDB 服务

1. 通过服务管理器启动

   • 按下 Win + R 打开运行窗口，输入 services.msc 打开服务管理器。
   • 找到 MongoDB Server (MongoDB) 服务，右键选择 启动。

2. 验证服务状态

   服务状态应为 正在运行，启动类型为 自动。

五、验证安装

1. 打开命令提示符

   按下 Win + R 输入 cmd，打开命令提示符窗口。

2. 连接 MongoDB

   使用 mongosh（MongoDB 6.0+ 的新 shell）连接数据库：

   bash

   mongosh

   如果看到类似以下输出，说明连接成功：

   plaintext

   Current Mongosh Log ID: 68318e8a2d6e8b3b3e5a3d7f
   Connecting to:          mongodb://127.0.0.1:27017/?directConnection=true&serverSelectionTimeoutMS=2000&appName=mongosh+1.10.6
   Using MongoDB:          6.0.14
   Using Mongosh:          1.10.6
   
   test> 

3. 执行简单命令

   在 mongosh 中执行以下命令，创建一个测试数据库和集合：

   javascript

   use testdb
   db.users.insertOne({ name: "Test User", age: 30 })
   db.users.find()

六、常见问题及解决方案

1. 服务无法启动

   • 检查数据目录（C:\data\db）是否存在且有写入权限。
   • 查看日志文件 C:\data\log\mongod.log 获取详细错误信息。

2. 找不到 mongosh 命令

   • 确认环境变量 Path 是否已正确配置。
   • 尝试重启命令提示符窗口。

3. 连接被拒绝

   • 确认 MongoDB 服务正在运行。
   • 检查防火墙是否阻止了 27017 端口。

七、卸载 MongoDB

若需卸载 MongoDB，可按以下步骤操作：

1. 停止服务

   在服务管理器中停止 MongoDB Server (MongoDB) 服务。

2. 卸载程序

   通过 控制面板 → 程序 → 卸载程序，选择 MongoDB 并卸载。

3. 删除残留文件

   删除安装目录（默认 C:\Program Files\MongoDB\）和数据目录（C:\data\）。

八、安全配置建议

1. 启用身份验证

   修改配置文件 C:\Program Files\MongoDB\Server\6.0\bin\mongod.cfg，添加：

   yaml

   security:
     authorization: enabled

   重启服务后，需通过用户名和密码连接数据库。

2. 限制网络访问

   默认仅允许本地连接。如需远程访问，修改配置文件：

   yaml

   net:
     bindIp: 0.0.0.0  # 允许所有 IP 访问（谨慎使用）
     # 或指定特定 IP：
     # bindIp: 127.0.0.1,192.168.1.100

在 Python 中使用 MongoDB，我们需要安装 pymongo 库，它提供了与 MongoDB 交互的完整 API。

系统功能实现

下面是一个使用 Python 和 MongoDB 实现的用户管理系统代码：

import pymongo
import time

# 显示当前年月日
format = "%Y-%m-%d"  # 定义时间格式
now_time = time.strftime(format)  # 获取当前时间

# 连接mongodb
try:
    # 连接本地MongoDB数据库
    client = pymongo.MongoClient(host="192.168.1.9", port=27017)
    db = client['user']  # 选择数据库 'user'
    collection = db['userinfomation']  # 选择集合 'userinfomation'
except Exception as ex:
    # 如果连接失败，打印错误信息
    print("连接失败:", ex)

# 获取用户输入的用户
name = input("请输入您的用户名：")


def login():
    # 查找数据库中是否存在该用户名
    user_data = collection.find_one({'用户名': name})

    if not user_data:
        # 如果用户数据不存在，提示用户注册
        print("用户名不存在，请先注册！")
        return

    retry_count = 4  # 用户最大重试次数
    while retry_count > 0:
        # 提示用户输入密码
        print(f"用户名: '{name}'")
        password = input("请输入密码：")

        # 判断密码是否正确
        if user_data['密码'] == password:
            # 登录成功，打印欢迎信息
            print(f"登录时间: '{now_time}', 欢迎使用")
            break
        else:
            # 密码错误，重试次数减少
            retry_count -= 1
            print(f"用户名或密码错误, 还有{retry_count}次机会")

            if retry_count == 0:
                # 如果重试次数用尽，询问用户是否忘记密码
                forgot_password = input("是否忘记密码? 输入: '是' 或 '否': ")
                if forgot_password == '是':
                    # 如果用户忘记密码，提示输入密保答案
                    security_answer = input("请输入密保答案: ")
                    if user_data['密保问题'] == security_answer:
                        # 如果密保问题回答正确，允许重置密码
                        print("密保答案正确，您可以重置密码")
                        new_password = input("请输入新密码: ")
                        collection.update_one({'用户名': name}, {'$set': {'密码': new_password}})
                        print("密码已成功重置")
                    else:
                        # 如果密保答案错误，提示用户
                        print("密保答案错误")
                break


def register():
    # 注册过程：提示用户输入密码，检查密码长度
    password = input("请输入密码（密码长度大于6）：")
    while len(password) < 6:
        # 如果密码长度小于6，提示用户重新输入
        print("密码长度必须大于6")
        password = input("请输入密码（密码长度大于6）：")

    # 用户输入密保问题
    security_question = input("请输入密保问题：")

    print("正在为你注册...")  # 注册提示
    # 创建一个包含用户名、密码和密保问题的数据字典
    data = {
        "用户名": name,
        "密码": password,
        "密保问题": security_question
    }
    # 将用户数据插入到MongoDB集合中
    collection.insert_one(data)
    print("注册成功！")
    # 注册成功后直接跳转到登录
    login()


# 检查用户名是否已存在
if collection.find_one({'用户名': name}):
    # 如果用户名存在，提示用户登录
    print("用户名已存在，请登录")
    login()
else:
    # 如果用户名不存在，开始注册流程
    print("用户名不存在，开始注册流程...")
    register()

运行结果

请输入您注册的用户名：智极Hub
用户名不存在，开始注册流程...
请输入密码（密码长度大于6）：abc123
请输入密保问题：您最喜欢的颜色？
正在为你注册...
注册成功！
用户名: '智极Hub'
请输入密码：abc123
登录时间: '2025-05-24', 欢迎使用

请输入您注册的用户名：智极Hub
用户名已存在，请登录
用户名: '智极Hub'
请输入密码：abc123
登录时间: '2025-05-24', 欢迎使用

代码解析

这个用户管理系统包含以下几个主要功能模块：

数据库连接

python

try:
    client = pymongo.MongoClient(host="192.168.1.9", port=27017)
    db = client['user']
    collection = db['userinfomation']
except Exception as ex:
    print("连接失败:", ex)

这段代码尝试连接到本地 MongoDB 服务器，并选择 user 数据库中的 userinfomation 集合。如果连接失败，会捕获异常并打印错误信息。

用户登录功能

登录功能实现了以下逻辑：

• 检查用户名是否存在
• 提供密码重试机制（最多 4 次尝试）
• 密码验证成功后显示登录时间
• 重试次数用尽后提供密码重置选项

用户注册功能

注册功能包含：

• 密码长度验证（至少 6 个字符）
• 密保问题设置
• 用户数据插入 MongoDB
• 注册成功后自动跳转到登录界面

密码重置功能

当用户多次登录失败并选择忘记密码时，系统会要求用户输入预先设置的密保问题答案。验证通过后，用户可以设置新密码。